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第八章隧道防排水技术•本章学习的内容：掌握隧道防排水原则，熟悉隧道防水设施采用的材料，掌握隧道防水板和变形缝的防水，掌握隧道排水设施的组成，隧道常用的堵水设施。•重难点：重点：防水板施工，变形缝防水，纵环向盲管的安装难点：防水板施工和变形缝防水。1概述2隧道防排水设施3防排水施工工艺目录8.1概述“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则。对水资源保护有严格要求的隧道，防排水采取“以堵为主、限量排放”原则。一、隧道防排水原则1、原则一、隧道防排水原则2、防排截堵含义“防”：即要求隧道衬砌、防水层具有防水能力，防止地下水透过防水层、衬砌结构渗入洞内。“排”：应有畅通的排水设施，对衬砌背后、路面结构层下的积水排入洞内中心水沟或路侧边沟。“截”：对易于渗漏到隧道的地表水，应采用设置截（排）水沟，清除积水，填筑积水坑洼地、封闭渗漏点等措施。“堵”：针对隧道围岩有渗漏水地段，采用注浆、喷涂、堵水墙等方法，将地下水堵在围岩体内。一、隧道防排水原则3、隧道防排水基本要求（1）铁路隧道防排水的基本要求如下：①衬砌不渗水，安装设备的孔眼不渗水；②道床排水畅通，不浸水；③在有冻害地段的隧道，衬砌背后不积水、排水沟不冻结（2）高速公路、一级公路、二级公路隧道防排水应满足下列要求：①拱部、边墙、路面、设备箱洞不渗水。②有冻害地段的隧道衬砌背后不积水，排水沟不冻结。③车行横通道、人行横通道等服务通道拱部不滴水，边墙不淌水。方式1方式2方式3防水型隧道控制排放型隧道排水型隧道地下水不进入隧道地下水进入隧道排出隧道限量排放地下水二、隧道防水类型防水型隧道防水系统二、隧道防水类型排水型隧道防水系统二、隧道防水类型二、隧道防水类型浏阳河隧道位于湖南省长沙市东部，穿越京珠高速公路、星沙开发区、浏阳河、机场高速公路。隧道工程范围全长10100m，由进口明挖暗埋段、暗挖段、出口明挖暗埋段、出口引道敞开段长180m组成，其中隧道长度为9920m，暗挖穿越浏阳河段的长度为362m。该隧道分段采用防排水类型二、隧道防水类型浏阳河隧道防排水原则圆梁山隧道是渝怀线重点控制工程之一，隧道所穿越的地区为多为岩溶地区和高压富水地区。该隧道以堵为主，限量排放二、隧道防水类型圆梁山隧道防排水原则防排水系统布置图二、隧道防水类型8.2隧道防排水措施一、防水工程设施1、喷射混凝土防渗（初步防水）2、防水层防水（防水核心）3、施工缝、变形缝防水（防水重点）4、防水混凝土（最后防线）喷射混凝土塑料防水板防水混凝土施工缝防水一、防水工程设施对喷射混凝土的围岩基面进行处理；对喷射混凝土背后空隙进行注浆对突出的锚杆进行处理对于喷射混凝土的湿润养护，减少裂纹；调整混凝土配合比或掺加外加剂等，提高混凝土的抗渗能力一、防水工程设施（基面处理视频）1、提高喷射混凝土防渗措施防水层通常由缓冲垫层与防水板两部分组成防水层材料：PVC、ECB、EVA、LDPE、HDPE等材料。缓冲层材料：300~400g/m2的无纺布。一、防水工程设施2、防水层材料（1）变形缝应满足密封防水、适应变形、施工方便、检修容易等要求。（2）用于沉降的变形缝，其最大允许沉降量差值不应大于30mm。（3）用于沉降的变形缝宽度20~30mm，用于伸缩的变形缝的宽度宜小于此值。（4）变形缝的材料包括橡胶之水带、钢边止水带、遇水膨胀橡胶条和嵌缝材料，均须满足一定的性能指标要求。一、防水工程设施3、施工缝、变形缝防水要求（1）严格按照设计配合比进行配料，不得随意增减。（2）防水混凝土必须用搅拌机进行搅拌。（3）浇筑时要清除模板内杂物，浇筑高度不应超过2m，并分层浇筑，每层厚度不大于250mm。（4）可通过掺入外加剂（如减水剂、缓凝剂或粉煤灰）控制大体积混凝土的收缩裂缝。一、防水工程设施4、防水混凝土要求（1）注浆材料水泥浆液、水泥砂浆或掺有石灰、粘土、膨润土、粉煤灰的水泥浆液。（2）注浆压力回填注浆应在衬砌混凝土达到设计强度的70%后进行。回填注浆及衬砌内注浆的压力应小于0.5MPa。一、防水工程设施5、衬砌背后回填注浆回填注浆是二次衬砌完成后，为了填充二次衬砌与防水板之间的空隙进行注浆。隧道排水布置图二、排水工程措施（1）衬砌背后环向和纵向盲管（2）衬砌表面上设置横向盲管（3）隧道内纵向排水沟和中心水沟隧道排水设施组成二、排水工程措施洞内侧沟中心水沟二、排水工程措施8.3防排水施工工艺一、隧道防水施工工艺流程•喷射混凝土基面的表面应平整，两凸出体高度与间距之比，拱部不大于1/8，其他部位不大于1/6，否则应进行基面处理。•欠挖超过5cm的部分需做处理。•仰拱部分用风镐修凿，清除回填碴土和喷射混凝土回弹料。•隧道断面变化或突然转弯时，阴角应抹成半径大于10cm的圆弧，阳角处应抹成半径大于5cm的圆弧。•检查各种预埋件是否完好。•喷射混凝土强度要求达到设计强度。二、防水板施工（视频）1、初期支护表面处理注浆管头处理锚杆头处理钢筋头处理•拱墙部分自拱顶向两侧将基面外露的钢筋头、铁丝、锚杆、排水管等尖锐物切除捶平，并用砂浆抹成圆曲面。二、防水板施工二、防水板施工（1）土工布材料——聚乙烯无纺布二、防水板施工2、缓冲垫层铺设缓冲层热塑性圆垫圈围岩金属垫圈射钉围岩热塑性圆垫圈初期支护二、防水板施工（土工布固定视频）（2）土工布固定——热塑垫圈2、缓冲垫层铺设土工布搭接50mm；梅花状布置；垫圈间距：侧壁80cm，2～3个垫圈/m2，顶部40cm，3～4个垫圈/m2。二、防水板施工（3）土工布固定要求2、缓冲垫层铺设二、防水板施工（1）防水板材料——EVA、PVC防水板3、防水板铺设围岩初期支护热熔衬垫射钉金属垫圈土工布防水板加土工布固定点防水板铺设示意图电熨斗（2）防水板铺设——无钉铺设二、防水板施工防水板铺设台车二、防水板施工（3）防水板铺设设备环向铺设；从下向上铺设；松紧适度（10:8）距开挖面不应小于爆破安全距离；严禁在热的情况下检查质量。二、防水板施工（4）防水板铺设要求（1）防水板焊接设备自动爬行热合焊机压杆温度调节钮速度调节钮卡槽走行轮开关二、防水板施工（焊接视频）4、防水板搭接二、防水板施工（2）防水板焊接——双缝焊接搭接宽度15cm；双缝焊接缝宽1cm；留有不小于1.5cm空腔；防水板搭接成鳞片状。二、防水板施工（3）焊接要求防水板、土工布的颜色、厚度、合格证检查二、防水板施工5、质量检查（1）原材料检查专用密封夹5号注射针压力表二、防水板施工（焊缝质量检查视频）（2）防水板焊接质量检查将5号注射针与压力表相接，用打气筒进行充气；当压力表达到0.25MPa时停止充气，保持15min；压力下降在10%以内，说明焊缝合格；如压力下降过快，说明有未焊好处。用肥皂水涂在焊缝上，有气泡的地方重新补焊，直到不漏气为止。二、防水板施工（3）检查方法（1）底板防水层可用细石混凝土保护；（2）衬砌结构钢筋绑扎时不得划伤或戳穿防水板，钢筋头采用塑料帽保护。焊接钢筋时，用非燃物隔离；（3）浇筑混凝土时，振动棒不得接触防水层。（4）二次衬砌灌注混凝土时，不得损坏防水板。二、防水板施工6、混凝土施工时防水板保护（1）水泥用量不得少于320kg/m3；砂率宜为35～40；灰砂宜为1∶1.5～1∶2.5；水灰比不得大于0.55。（2）普通防水混凝土坍落度不宜大于50mm。防水混凝土采用泵送方式灌注混凝土时，入泵坍落度宜控制在120±20mm。（3）掺加引气剂或引气型减水剂时，混凝土含气量应控制在3％～5％。三、防水混凝土（P8）1、防水混凝土的配合比满足要求考虑混凝土的强度增长情况，及围岩压力、水压力、混凝土自重应力和温度应力的影响，单线隧道和双线隧道应有所区别。一般情况下混凝土强度应达到8.0MPa以上。三、防水混凝土（P8）2、防水混凝土施工应符合以下规定防水混凝土拌和物必须按配合比准确计量；搅拌时间不应小于2min；掺外加剂时，应根据外加剂的技术要求确定搅拌时间。3、防水混凝土拆模时间应通过计算确定四、变形缝、施工缝施工1、施工缝施工缝采用止水带或止水条防水，设置在结构厚度的1/2处。（1）施工时要对其材质、性能、规格进行检查，符合设计要求，无裂纹和气泡。（2）先施工结构中预埋的一半止水带，应用止水带钢筋夹固定或通过止水带边孔的钢丝固定在结构钢筋骨架上，并用两块挡头板牢牢固定住，避免混凝土灌注过程中止水带移位。止水带不得打孔或用钢钉固定。（3）拆模时和进行施工缝凿毛处理时，应仔细保护止水带，以防被破坏。后施工的结构在灌注前，必须对止水带进行清洗。四、变形缝、施工缝施工2、变形缝变形缝是由于考虑结构不均匀受力和混凝土结构胀缩而设置允许变形的缝隙，它是防水处理的难点，也是结构自防水中的关键环节。变形缝设计为缝宽20~30mm，防水材料可选用橡塑钢片止水带，双组分聚硫橡胶、四油两布双组分聚氨酯、聚苯板、EVA防水砂浆等，结构中间埋入钢边橡胶止水带止水带两侧分别用聚苯乙烯泡沫板填充。四、变形缝、施工缝施工3、中埋式止水带施工中埋式橡胶止水带施工时，将加工的φ10mm钢筋卡由待模筑混凝土一侧向另一侧穿入，卡紧止水带一般，另一半止水带平结在挡头板内，待模筑混凝土凝固后弯曲φ10mm钢筋卡套上止水带，模筑下一循环混凝土四、变形缝、施工缝施工4、背贴式止水带施工背贴式橡胶止水带设置在衬砌结构施工缝、变形缝的外侧，施工时按设计要求先在需要安装止水带的位置放出安装线。施工缝处设计有防水板的，如止水带材质与防水板相同，则采用热焊机将止水带固定在防水板上；如设计为橡胶止水带时，则采用粘结法将其与防水板粘结。四、变形缝、施工缝施工5、止水条施工遇水止水条应牢固地安装在缝表面或预留槽内；先将预留槽清洗干净，然后涂一层胶粘剂，将止水条嵌入槽内，并用钢钉固定；止水条连接应采用搭接方法，搭接长度大于50mm，搭接头要用水泥钉钉牢；止水条应沿施工缝回路方向形成闭合回路，不得有断点。B≥250先浇混凝土后浇混凝土遇水膨胀橡胶止水条外贴式止水带初期支护防水板焊接LLL≥150L≥100四、变形缝、施工缝施工6、施工质量保证（1）保证施工缝粘贴止水条处混凝土表面光滑、平整、干净，施工缝凿毛时不被破坏。（2）止水条的安装确保“密贴、牢固、混凝土浇筑前无膨胀失效”，使用氯丁胶粘贴并加钢钉固定，接头用氯丁胶斜面粘贴紧密。（3）止水带的安装确保“居中、平顺、牢固、无裂口脱胶”，并在浇筑混凝土的过程中注意随时检查，防止止水带移位、卷曲。塑料止水带接头采取焊接。四、变形缝、施工缝施工6、施工质量保证（4）各种贯通的施工缝、变形缝的止水条、止水带的安装确保形成全封闭的防水网。（5）灌注混凝土前，先将混凝土基面充分凿毛并清洗干净。采用手工凿毛时，对施工缝的清洗必须彻底，必要时还要用刚刷刷干净。（6）混凝土浇筑时，确保新旧混凝土结合良好，使混凝土结合处有20~30mm厚的水泥砂浆。水平施工缝可先铺设厚20~30mm的混凝土等强度的防水砂浆。五、排水设施施工1、环向盲管布置环向盲管（视频）纵向盲管环向盲管作用：提供过水通道，并使之渗到纵向排水管环向盲管采用φ50mm软式透水管；间距一般不应大于10m用钢卡固定环向盲管五、排水设施施工纵向盲管（视频）环向盲管作用：将环向排水管等排下来的水汇集并通过横向排水管到侧沟或中央排水管（沟）五、排水设施施工2、纵向盲管布置：沿纵向设置在衬砌底部防水板与初期支护之间的透水盲管；直径为80~150mm的弹簧排水盲管或带孔透水管；五、排水设施施工2、纵向盲管纵向盲管10m一段，通过预制接头与侧沟相连五、排水设施施工侧沟坡度应与隧道坡度一致；水沟断面应根据水量大小确定，要保证有足够的过水能力，且便于清理和检查；双线隧道可设置双侧或中心水沟；洞内水沟均应设置盖板；根据地下水情况，于衬砌墙脚紧靠盖板底面高程处，每隔一定距离设置一个10cm×10cm泄水孔。五、排水设施施工3、排水沟设置要求传统水沟施工方法小模板拼装，容易跑模采用新设备施工方法整体浇筑，成型效果好五、排水设施施工4、排水沟施工THANKYOU