隧道仰拱渗水治理方案_隧道仰拱渗水处治方案

2020-02-28 其他范文下载本文

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XXX隧道防排水专项方案

一、编制依据

（1）施工设计咨询图《新建怀邵衡铁路xxx隧道设计图》；

（2）《铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》及局部修订条文铁建设〔2003〕160号、铁建设〔2010〕120号；

（3）《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）；

（4）《铁路隧道防排水技术规范》（TB10005-2009）；

（5）《铁路隧道防排水施工技术指南》（TZ331－2009）；

（6）地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）

（7）《双线隧道施工方法、辅助施工措施及防排水参图》（图号：怀邵衡隧参04）

（8）《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB 10304-2009）；

（9）其它铁路工程技术规范及国家行业标准、规则、规程；

二、编制范围

HSHQZ-4标XXX隧道出口DK77+300-DK78+165，长为865m。

三、工程概况

XXX隧道全长2285m，我部施工XXX隧道出口DK77+300-DK78+165段，合计865m,其中Ⅳ级围岩370m，Ⅴ级围岩495m。为双线单洞隧道。隧道最大埋深380m。隧道区为湘西山地，地形复杂，地势陡缓多变。山脉受区域构造影响总体呈北东走向，隧道穿越区属构造侵蚀中低山区，地形起伏，山体高程为500～1100m之间，相对高差约600m，总体地势（沿隧道中线）为前段及中段较高，后段逐渐低落。山脉多呈北东向延伸，山体自然坡度30°-65°，植被茂密，植被覆盖率达80%以上，通行困难。分布有山间谷地（Ⅲa）、中低山(Ⅲb)两类地貌单元。隧道内设置单面下坡，隧道自DK76+965.03至出口DK78+165位于左线曲线半径R=7000m右偏曲线上，其余位于直线段。设计推测F2断层位于DK77+060-016段。宽44米。

1.1.设计工程地质及水文地质情况

①工程地质

A.地层岩性：测区广泛分布震旦系粉砂质板岩及条带状粉砂质板岩、寒武系泥质板岩及粉砂质板岩等地层。沿线由新到老出露地层为：第四系（Q），Q4el+dl、Q4pl+dl粉质黏土、粉质黏土夹碎石等。震旦系（Z），含砾砂质板岩夹含砾长石石英粉砂岩等、灰黄色博层钙质板岩夹炭质板岩，炭质板岩，含炭粉砂岩、灰色粉砂质钙质泥岩。寒武系（∈x），黑色薄层炭质板岩夹含炭质粉砂质板岩，炭泥质板岩、炭质板岩，硅质板岩等。B.地质构造

a.褶皱：区域地质上测区位于雪峰山断褶隆起弧形构造带，发育新华夏系构造，以北东向构造为主体控制全区。测区进口段褶皱稍发育，无区域性褶皱。

b.断层：受区域地质构造影响，断裂构造较发育，断裂以北东向为主，区内物探推测F2断裂位于DK77+016～+060，宽约40m，性质不明。②水文地质特征

调查区根据含水层岩土类别、岩石组合关系、地下水赋存条件及水动力特征，可将本区地下水划分为松散层岩土体孔隙水、基岩裂隙水。经分析，隧道正常涌水量351.17m3/d，最大涌水量1230.97m3/d。

1.2.不良地质

①断层：XXX隧道出口穿越F2断层处围岩破碎，可能发生突水、突泥以及较大规模变形坍方。

②页岩气（瓦斯）：XXX隧道出口DK75+620～DK76+165段为低瓦斯工区。根据区域地质资料及现场调查，钻探XXX隧道洞身范围内，分布有寒武系小烟溪组（∈x）炭质板岩地层存在页岩气。页岩气以吸附状态存在于碳质板岩、含碳质板岩，隧道开挖过程中释放量较小。

四、现场涌水情况

2015年1月8日进洞施工直至DK77+960(洞口里程DK78+165)段落，未见明显渗漏水，裂隙水均较小，施工至DK77+960开始，掌子面出现有明显水流，经地质预报预测、红外探水及超前水平钻揭示：前方段落为富水段落，在开挖至DK77+930后洞内水量逐渐增大，继续开挖至DK77+900后发现多处不同部位涌水，水流经测试日涌水量达6000余方/日。且随着隧道进尺，水流呈逐渐增大趋势，目前达到22000余方/日。

XXX隧道水流量大，达到22000立方/d，如何确保在运营过程中不出现渗漏水等情况，在施工过程中防排水施工显得尤为关键，分析渗漏水出现的原因，主要有：隧道区段内原渗水较大，有一定的水压力，引排不当造成渗漏水；施工过程中工艺不达标，造成防排水措施失效。本方案针对上述两种情况进行制定。

五、施工方案

隧道防排水采用“防、截、排、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则，达到防水可靠，经济合理，不留后患的目的。

本线隧道二次衬砌混凝土采用普通混凝土，其抗渗等级不低于P10；围岩拱墙设置防水板（土工布，重量≥350g/m2）。纵向施工缝设置钢边橡胶止水带及界面剂，环向施工缝设置中埋式（钢边）橡胶止水带、背贴式橡胶止水带，沉降变形缝设置中埋式钢边橡胶止水带、背贴式橡胶止水带、沥青木丝板、聚硫橡胶；二次衬砌混凝土施工后，拱部进行充填注浆。

拱墙每4～5m设1道环向排水板（≮50cm宽），地下水较大时应加密设置；在隧道两侧边墙处设φ107/φ96纵向盲沟，左右各设1道。纵向与环向盲沟均与水沟连通，施工时注意不要堵塞。

1.1二衬防排水

XXX隧道水流达到22000立方/d，为强水区，在治理水流时，以排为主，以排堵结合的治理理念。开挖支护时，视水流大小，在掌子面打设5~10个φ89钻孔对掌子面前方水流进行降压泄水，根据现场经验，泄水孔始终超前掌子面5m距离，能够确保大部分水流从泄水孔位流出，排水孔位置视现场渗水大小情况进行调整，在富水范围则布置密一点，在边墙侧，泄水孔外插角12°左右，减压泄水完成后，进行隧道堵水措施，堵水主要采用5m超前注浆及3m径向注浆相结合进行堵水。

在支立拱架时，如还有明水渗出，则每隔3~5m距离或者在水流集中处，在拱架背后紧贴岩面铺设环向φ50HDPE打孔波纹盲管，盲管采用土工布包裹引至拱脚处，在开挖中台阶时，引至中台阶拱脚，在开挖下台阶时，引至下台阶，在施工仰拱时，直接引接至中央水沟。

初支面喷好后，在富水地段，每隔6~12m设一道Φ50mmHDPE打孔波纹盲管，富水区段每隔6m设置一道，环向HDPE打孔波纹管盲管采用PE板窄条固定，用5cm长水泥钉锚固在喷层面上，环向HDPE打孔波纹管盲管在隧道水沟泄水孔处，将排水盲管直接接入水沟；纵向盲管沿隧道两侧边墙底部纵向设置Φ107mmHDPE打孔波纹管盲管，按每分段12m引入隧道水沟内，引排防水层背后的积水。环向排水盲管布置见下图。

1.2隧道仰拱防排水隧道施工过程中，仰拱纵向和横向都分为多次施工，加上浇注过程中存在振捣不密实、止水带破坏等原因，在隧洞仰拱混凝土浇筑形成后，在施工缝位置出现渗水现象。填充面上的水直接影响整体道床耐久性，所以在铁路施工规范中严格要求二次填充面不得有水渍现象。填充面渗水现象存在处理范围大，易反复，根治难等现象。

在施工仰拱在施工过程中，如果水流过大，则会造成砼浇筑时浆液冲走，长时间冲刷导致底部形成水流通道，会破坏砼的结构性能，水压过大，可能会出现翻浆冒泥、损坏道床等现象，所以，要严格进行防排水。主要防排水思路是采用注浆手段，将散水汇集在一个地方，然后用管加以引排。

在每次开挖仰拱时，距其端头至少1m位置，挖一个积水坑，积水坑坑底低于仰拱底至少50cm，确保所有水流均汇集此处，然后采用2台22kw水泵，Φ150mm管径，跨过仰拱，抽排至中央水沟，排出洞外，减少对仰拱浸泡。

开挖完成后，需要将虚砟全部清理干净，并检查是否有明水，如果有股状明水流出，则需要在该处埋设管子进行引排，初支完成后，采用注浆的方式将可能存有的水挤排至边墙处，然后引至水沟，注浆采用3m径向注浆方式，注浆从拱底向边墙顺序依次灌注。在施工仰拱时，在止水带下侧，埋设一根环向Φ50mmHDPE打孔波纹盲管，盲管采用土工布包裹，盲管埋设至小边墙，与埋设在小边墙顶纵向Φ50mmHDPE采用三通管进行连接，纵向盲管每5m连接至水沟内。见下图。

1.3施工工艺保证措施

1）在铺挂防水板前，基面应平整牢靠、清洁干燥，无尖锐物，不得有铁管、钢筋、铁丝等突出物存在，否则从根部割除，并在割除部位用水泥砂浆覆盖处理。特别是喷射混凝土表面经常出现较大的石子等硬物，应当凿除干净或用1:2.5的水泥砂浆覆盖处理，避免浇筑混凝土时刺破防水板。

2）防水板固定时应注意合理地确定其松弛程度（10:8），并留出一定的富裕量，不得拉得过紧或出现大的鼓包，铺设好的防水板应与基面凹凸起伏一致，保持自然、平整、圆顺，以免影响二衬灌注混凝土的尺寸或使防水板脱离圆垫片。防水板铺设完毕后应对其表面进行全面的检查，发现破损部位及时进行补焊，补丁应剪成圆角，不得有三角形或四边形等尖角存在，补丁边缘距破损边缘的距离不得小于7cm，补丁应满焊不得有翘边空鼓部位，补丁进行漏气检测。

3）止水带施工 ①中埋式橡胶止水带

施作方法:二衬端头加工定型钢模板，定型钢模由弧形角模板和固定到台车上的弧形角模板两部分组成，中埋式橡胶止水带由两部分弧形模板夹住固定。

②背贴式橡胶止水带

背贴式橡胶止水带紧贴防水板埋设，埋设前先清洁防水板表面，外贴式止水带由二衬堵头模板顶在防水板上，止水带中线必须与施工缝重合。

③钢边止水带

纵向施工缝采用钢边橡胶止水带，止水带对称安装，伸入模内和外露部分宽度必须相等，我们采用自制止水带夹具固定，以保证止水带在整个施工过程中位置的正确。止水带处砼表面质量应达到宽度均匀、缝身竖直，环向贯通，填塞密实，外表光洁。

施工控制要点如下：

a.检查待处理的施工缝附近1m范围内围岩表面不得有明显的渗漏水，如有则采取必要的挡堵(防水板隔离)和引排措施。

b.按断面环向长度截取止水带，使每个施工缝用一整条止水带，尽量不采取搭接，除材料长度原因外只允许有左右两侧边基上部两个接头，接头采用热硫化连接搭接长度不小于10cm，且要将搭接位置设置在大跨以下或起拱线以下边墙位置。有接头时应满足以下要求 1）橡胶止水带接头必须粘结良好，外观应平整光洁，粘接前应做好接头表面的清刷与打毛，接头处选择在二衬衬砌结构应力较小的部位，粘结可采用热硫化连接方法，搭接长度不得小于10cm，粘接缝宽不小于50mm。

2）设置止水带接头时，应尽量避开容易形成壁后积水的部位，宜留设在起拱线上下。

3）检查接头处上下止水带的压茬方向应以排水畅通、将水外引为正确方向。即上部止水带靠近围岩，下部止水带靠近隧道二次衬砌。

4）接头强度检查不合格时重新焊接。

c.止水带对称安装，伸入模内和外露部分宽度必须相等，我们采用定型钢模以保证止水带在整个施工过程中位置的正确。止水带处砼表面质量应达到宽度均匀、缝身竖直，环向贯通，填塞密实，外表光洁。

d.浇注混凝土时，注意在止水带附近振捣密实，但不得碰止水带，防止止水带走位。止水带施工中泡沫塑料对止水带进行定位，避免其在混凝土浇筑中发生移位。

止水带安装完成后的质量检查应满足下列要求：

①检查止水带安装的横向位置，用钢尺量测内模到止水带的距离，与设计位置相比，偏差不应超过5cm。

②检查止水带安装的纵向位置，通常止水带以施工缝或伸缩缝为中心两边对称，用钢尺检查，要求止水带偏离中心不能超过3cm。

③用角尺检查止水带与二次衬砌端头模板是否正交。5）浇筑止水带附近的混凝土时，应严格控制振捣的冲击力，避免力量过大而刺破止水带或使用止水带偏移。如拆模后发现止水带偏离中心，则应适当凿除或填补部分混凝土，对止水带进行纠偏。

六、工程质量保证措施

1、建立现场试验室，配齐所用试验仪器；做好自检工作。

2、试验人员严格地对各项材料进行检测，对不符合要求的材料杜绝进场，对各项作业指标达不到要求的，坚决提出并责令整改。