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    城市隧道防水工程设计与施工.pdf

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    城市隧道防水工程设计与施工.pdf

    第12期 2008年12月 广东土木与建筑 GUANGD0NG ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING No.12 DEC 2oo8 城市隧道防水工程设计与施工 粱欢 f广州市市政工程机械施工有限公司 广州510060 摘 要以广州市新沼南路隧道工程为例,介绍了城市隧道防水工程施工工艺及技术,通过采用防水混凝土以及 双面自粘橡胶沥青卷材等措施,取得了良好的实施效果,该内外复合防水形式可供类似工程参考。 关键词隧道;防水混凝土;防水卷材;细部处理 1工程概况 新浯南路西段道路、新浯南路中段排污工程C标 段位于广州市新浯南西段.路线长度1020m。该段道 路与广州大道相交.设半互通立交1座.包含主线车 行隧道l座、匝道车行隧道l座、人行隧道3座、匝 道中桥1座、天桥1座。广州大道立交隧道位于新 浯南路与广州大道交叉口处.全长613m.隧道标准 段净宽30.3m,双向6 7车道,闭VI段横断面为双室 箱型结构.净空5.2m.顶板最大埋深约为2.5m。 由于广州市常年降雨量充足.地下水位较高,因 此隧道结构防水施工的效果直接影响到工程的成 败。本工程对结构防水要求很高,为一级防水工程。 隧道结构本身的防水性以及附加防水层的施工质量 是确保隧道防水的关键 2防水施工设计原则 鉴于隧道所处地点的重要性.以及地质条件的复 杂性.防水工程设计采用防排结合、迎水面设防的原 则。并采取多道设防、复合防水、节点密封等措施。 2.1 隧道防水以结构自防水为主,附加设防为辅,组 织多道防水体系 附加防水以迎水面防水为主的目的 是将水拒于结构防水层之外.以免结构受地下水侵蚀 而导致强度降低 2.2隧道防水应防排结合.除加强各层设防能力外, 还应尽可能采取排水和阻水措施.从另一方面增强 其防水能力 2_3在地下工程中.柔性防水层最易受到损坏.所以 在其表面必须做保护层。迎水面设防时 可做刚性保 护层如混凝土、砂浆和砖墙等.也可做松软的保护 56 层.如塑料泡沫板等 2.4转角位应力集中.容易产生变形开裂.故需采取 增强措施 2.5施工缝、后浇缝、沉降缝和节点部位都是地下 防水工程的薄弱部位.施工中应对这些部位进行加 强处理 3防水方案的选定 新浯南隧道工程采用单箱双室箱型结构,其内 防水采用C30防水混凝土.附加外防水采用湿铺法 复合双面自粘橡胶沥青卷材处理。隧道底板、侧墙和 顶板防水构造如图l所示。 图1隧道主体结构内防水构造示意图 4主体结构防水施工 新浯南隧道结构均采用防水混凝土.其抗压强度 和抗渗等级均满足设计要求,并具有良好的抗裂性能。 2008年12月第12期 梁欢城市隧道防水工程设计与施工 DEC 2Oo8 No.12 4.1原材料 ①采用强度42.5R以上的水泥,过期或受潮结 块的不得使用.且不得将不同品种或强度等级的水 泥混合使用②防水混凝土所用石子的最大粒径不 宜大于40mm.泵送时其最大粒径为运输管径的1/4, 吸水率不大于1.5%,不得使用碱活性骨料③防水 混凝土所用的砂宜采用中砂.拌和用水采用无侵蚀 性的洁净水;④外加剂采用适用的减水剂、膨胀剂 等;⑤每lm 防水混凝土中各类材料的总碱量No O 当量不得大于3kg;⑥在防水混凝土的配合比中, 水泥用量不大于310kg//m3.水灰比不大于0.5 4.2防水混凝土施工 对施工中的主要环节,如混凝土搅拌、运输、浇 筑、振捣、养护等严加控制,按规范规定进行施工。 1采用定型钢模板,固定时如需采用螺栓穿过 防水混凝土结构.应采取止水措施 在螺栓或套管 上加焊止水环.止水环必须满焊.螺栓加堵头。木模 板应表面平整.拼缝严密,吸水性小,结构坚固。 2防水混凝土采用预拌混凝土.借鉴黄埔大道 A7标行车遂道、珠江新城地下广场、康王路行车隧 道、五山行车隧道等工程的成功施工经验.新浯南隧 道采用混凝土双掺技术.即掺加8%UEA和15%优质 粉煤灰。 3防水混凝土在运输过程中应防止产生离析 和坍落度、含气量损失及漏浆等。当运送距离较长或 气温较高时可掺人适量的缓凝剂 4浇筑前先将模板内部清理干净。浇筑时若人 模自由高度超过1.5m,则必须用串筒、溜管等辅助工 具将混凝土送入.以防离析和造成石子滚落堆积而 影响质量 在防水混凝土结构中有密集管群穿过处、 预埋件或钢筋稠密处浇筑混凝土有困难时.采用相 同抗渗等级的细石混凝土浇筑预埋大管径套管或 大面积金属板时,在其底部开设浇筑振捣孔,以利排 气、浇筑和振捣。大体积防水混凝土施工时必须分层 浇筑。每层厚度不宜超过300mm,斜坡不应超过1/7。 防水混凝土应连续浇筑.相邻两层浇筑时间不应超 过2h,尽量不留设施工缝 5防水混凝土密实度要求较高,故采用机械捣 密.振捣时间为10s 30s.以混凝土开始泛浆和不冒 气泡为止 掺人引气剂或减水剂时应采用高频插入 式振捣器振捣.振捣器插人间距不得大于0.5m.并 贯入下层5em以上 6养护防水混凝土的养护对其抗渗性能影响 极大.特别是早期湿润养护。当混凝土进入终凝约 浇灌后4h~6h即应覆盖并淋水养护。养护14d以上。 7拆模时防水混凝土的强度必须超过设计强 度的70%.其 表面温度与 周围气温之 差不得超过 15℃.以防止 表面裂缝的 出现 施工现 场如图2所示。 5结构外防水施工 图2模板搭设施工现场 5.1防水卷材 双面自粘橡胶沥青卷材最大的特点是与混凝土 具有良好的粘结性.工程应用中可防止卷材与混凝 土间发生窜水现象。在防窜水试验中。在卷材开孔处 施加0.5MPa水压.混凝土与卷材之间未发现窜水 现象该特性被俗称为“皮肤式防水”。该卷材的另 一个特点是具有很大的延伸率.能抵抗混凝土裂缝。 在拉伸状态下卷材以塑性延伸方式释放卷材的内应 力.克服了橡胶卷材应力状态下加速老化的问题。 防水卷材的性能、施工技术及验收必须符合GB 501082001地下工程防水技术规范和GB 50208 2002地下防水工程质量验收规范要求,并满足以 下现场抽检项目指标拉力450MPa.最大拉力延 伸率I40%纵横向;低温柔度低于一15℃;不透水 性0.3MPa.不透水保持时间30min。 5.2底板、顶板双面自粘橡胶沥青防水卷材施工 1基层处理基层表面应坚固、平整、干燥、无 灰尘油污,转角处应做成50 x50斜角或5o圆角 2细部节点处理在大面积铺贴防水层前.应按 节点构造图要求.在需要增加附加层的部位.卷材裁 剪口及收头部位用密封膏进行密封 3自粘卷材铺贴①铺贴前先弹线定位,将卷 材展开对准基准线试铺隔离纸朝下②将卷材沿 中线对折,从中线处将隔离纸裁开;③将隔离纸从卷 材背面撕开一段长约0.5m.再将这段卷材对准基准 线贴铺定位;④将该半幅卷材重新铺开就位,拉住已 撕开的隔离纸纸头均匀用力后拉.同时用压辊从卷 材中部向两侧滚压.直至该半幅卷材的隔离纸全部 57 2008年l2月第l2期 广东土木与建筑 DEC 2o08 No.12 撕开为止;⑤依照上述同样方法贴铺另半幅卷材⑥ 卷材搭接宽度为10era.或垫铺160mm宽双面自粘 胶带作为搭接附加条,前、后幅卷材短边分别在此搭 接附加条上贴铺各边为80mm宽.并用密封膏密封 短边搭接缝 相邻两排卷材的短边接头应错开 300ram.以免多层接头重叠而使卷材贴铺不平 4卷材密封收头对于薄弱的部位如卷材短边 搭接、卷材收头及异型部位等,采用密封膏密封.卷 材四周末端收头伸入立墙凹槽内.用金属压条固定, 再用密封膏密封 5铺贴完成后.撕开隔离纸的同时撒铺水泥粉. 防止施工人员对卷材造成人为破坏 5.3侧墙双面自粘橡胶沥青防水卷材施工 1侧墙卷材由上向下铺设,立面接合应采用错 位粘接.上层卷材应盖过下层卷材10em以上 2卷材的搭接长度长边不应小于10crn.短边不 应小于lcm.上下两层和相邻两幅卷材的接缝应错 开.上下层卷材不得相互垂直铺贴 3立面卷材与平面卷材转角粘接处,应铺贴附 加层进行加固 4卷材接头粘贴处理参照平面卷材 5铺贴完成后撕开隔离纸,同时铺贴20mm厚 塑料泡沫板保护层 5.4裂缝修补处理 在主体结构完成后,侧墙、顶板进行外防水施工 前.对顶板混凝土内外基面进行观察,如混凝土表面 有超过0.2ram的裂缝.则应进行裂缝修补再开始外 防水施工 外防水施工完毕后.从隧道里对混凝土表面进 行观测.如混凝土表面有超过0.2ram的裂缝或开裂 漏水.则应进行裂缝修补。 1干缝的处理 ①沿裂缝钻孔。要求孔径为 1O,孔深8cm,孔距 25 30cm;②清理钻孔以及裂缝表面;③埋管并在 裂缝表面涂刷2道环氧浆封闭。以免注浆时浆液由 裂缝处渗出;④待环氧浆凝固后,进行压力注浆,注 浆压力为0.5 0.8MPa,分多次逐级升压; ⑤待浆液凝固后进行拆管。 2漏水裂缝的处理 ①沿裂缝钻孔,要求孔径lem,孔深8era,孔距 30era;②沿裂缝凿V型槽,要求槽宽深23cm;③清 理钻孔和v型槽;④用快速水泥进行封缝和预埋注 58 浆管;⑤待快速水泥硬化后,进行压力注浆,压力为 0.5~0.8MPa,分多次逐级升压;⑥待浆液凝固后,进 行拆管 3渗漏点的处理 ①找准渗漏位置并钻孔;②清孔用速凝水泥埋 管;③灌注EAA环氧注浆,压力5-8kg;④待浆液凝 固后拆管 6细部构造防水处理 6.1变形缝 隧道主体纵向每隔20m 61.2m设置变形缝.采 取3道防水措施即柔性防水层、中置式橡胶止水带 和填充密封膏.并在结构内侧设置内排水系统 6.2施工缝及后浇带 施工缝是防水薄弱部位.应尽量避免留设.如在 垂直方向需留设施工缝.则应尽量与变形缝和后浇 带结合。并按变形缝处理,即除满足防水要求外,还 能适应接缝两端结构产生的差异沉降及纵向伸缩 而水平施工缝则采用钢板止水带形式 1水平施工缝、后浇带垂直施工缝均采用止水 钢板埋人法.必须保证止水板安装平直,接头采用搭 接,搭接长度10era以上。搭接必须平整、粘接牢固。 2施工缝先浇筑的混凝土基面必须充分凿毛、 清除浮粒和杂物.并用水冲洗和保持湿润 水平施工 缝在混凝土浇筑前应先在混凝土基面上铺设与浇筑 混凝土同标号的水泥砂浆,厚20~25ram。 3施工缝及后浇带处的端头采用快易收口网 作为端模板.收口网与嵌入式止水带中心线和垂直 缝中心线重合并固定牢固.止水带不得打孔或用铁钉 固定,采用钢筋夹固定。如图5所示。 4混凝土浇筑前应校正止水带位置,表面清理 干净.侧墙处止水带必须固定牢固。内外侧混凝土均 匀、水平灌注,保持止水带位置正确、平直、无卷曲。 7结束语 新涪南隧道工程获得完满成功.隧道防水施工 是其中重要的一环 经竣工验收.隧道结构混凝土无 渗漏.表面无湿渍。沉降缝无渗漏现象,防水施工质 量满足设计要求 实践证明.城市隧道的防水施工必须做好内外 防水两个环节,缺一不可。下转第22页 2008年12月第12期 广东土木与建筑 DEC 2008 No.12 表7旧点号新荷载表 荷载类型 工况 点号 轴力 数值kN 弯矩 数值kNm 弯矩 数值kNm P0INTLOAD ”DEAD” ”77” F 3315-3 MX 一15_3 MY -25.8 P0INTL0AD ”DEAD” ”78” F 3433.2 MX -55.2 MY 1.6 P0INTL0AD ”DEAD” ”79” F 3938.7 MX 一17.5 MY O.86 P0INTL0AD ”DEAD” ”80” F 4234.6 MX -0-2 MY 30 5P0lNTL0AD ”DEAD” ”81” F 5352.8 MX 一1-3 MY -23.1 旧荷载 b更新后荷载 图3点77荷载示意图 Value一0.1Then 会造成安全隐患.因此荷载改变后需要重新复核。 Worksheets2.Cellsi,5.ValueWorksheets4.Cellsj,5.Value 4.2 Safe是目前较好的一种基础有限元设计软件, Worksheets2.Cellsi,7.ValueWorksheets4.Cellsj,7.Value 但其建模功能相对较弱.设计人员如果每次荷载变 Worksheets2.Cellsi,9.ValueWorksheets4.Cells{j,9.Value 化都重新建模。则工作量巨大.往往设计期限也不允 End If 许 通过Excel的VBA调用表格,使荷载自动更新, Next j 省去了建模的时间.使设计人员专注于分析,是一种 Next i 省时、实用、可行的方法。 End Sub 4.3程序仅针对点荷载进行了处理.线荷载与面荷 通过程序生成表7 载同理可以通过以上的编程思路实现自动更新。 3.4最后把表7数值导入“doharaft一0ld.f2k” 4结论 4.1 随着设计的深化.建筑功能随之产生一定的变 化,导致传到底板的荷载改变,如果荷载减小,则原 设计的底板会有一定的浪费.反之荷载增大很多就 参考文献 『1]北京金土木软件技术有限公司,中国建筑标准设计研究 院.ETABS中文版使用指南[D] [2]SAFE英文帮助文件[M] [3]马维峰.Excel与VBA程序设计[MI.北京电子工业出 版社 上接第58页内防水为结构本身的防水混凝土施工. 确保防水混凝土的施工质量是工程成功的基本要求. 而附加防水层的外防水形式多种多样.既可涂刷聚 氨脂、水泥基渗透结晶等防水涂料.也可采用各类防 水卷材,施工中应根据实际情况灵活选择和合理使 用。本工程采用双面自粘橡胶沥青卷材取得了理想 的效果.为类似的城市隧道施工起到了良好的示范 作用,可供同类工程借鉴及推广使用 22 参考文献 『11吕康成.隧道防排水工程指南[M].北京人民交通出版 社.2005 『2]本书编写组.建筑施工手册第四版[M].北京中国建 筑工业出版社.2003 『31 GB 501082001地下工程防水技术规范[S] 『4]GB 502082002地下防水工程质量验收规范[S]

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