龙门山坳隧道矮边墙与拱墙二次衬砌接缝处局部渗水处理方案.docx
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龙门山坳隧道矮边墙与拱墙二次衬砌接缝处局部渗水处理方案
广河高速公路惠州段LJ9合同段
龙门山坳隧道矮边墙与拱墙二次衬砌
接缝处局部渗水处理方案
编制：
陈称峰
复核：
谢灵炜
审查：
朱启光
审核：
李福勇
中铁二十局集团第四工程有限公司
广河高速公路惠州段第九合同段项目经理部
目录
1、工程概况1
2、渗水原因分析1
3、施工准备1
3.1管理人员配置1
3.2施工人员配置3
3.3材料准备3
3.4机械设备准备3
4、处理方法4
4.1钻孔埋管引排法4
4.1.1钻孔4
4.1.2插入引水管4
4.1.3增设排水管4
4.1.4施工注意事项4
4.2水溶性聚氨酯注浆堵水法（备用方法）5
4.2.1水溶性聚氨酯产品特点5
4.2.2适用范围6
4.2.3技术参数6
4.2.4水溶性聚氨酯化学注浆材料的制备6
4.2.5施工要点6
4.2.6施工注意事项7
4.3“双法”组合使用7
4.4施工工艺流程7
5、质量保证及控制措施8
5.1钻孔埋管引排法质保措施8
5.2水溶性聚氨酯注浆堵水法质保措施8
6、后续施工预防措施9
7、施工安全与文明施工9
图表目录
表格1管理人员配置表2
表格2施工人员配置表3
表格3机械设备配置表3
表格4浆液技术参数表6
图表1管理组织机构图2
图表2钻孔埋管引排法施工工艺流程图7
图表3水溶性聚氨酯注浆堵水法施工工艺流程图8
龙门山坳隧道矮边墙与拱墙二次衬砌
接缝处局部渗水处理方案
1、工程概况
本隧道位于广东省惠州市龙门县龙江镇和博罗县公庄镇境内，为高速公路双向6车道丘陵隧道，设计行车速度120km/h，建筑界限净宽16.01m，内轮廓净高8.00m，拱部圆弧半径为8.90m，左右洞设计中间线间距广州端为31.0m，惠州端为29.1m，为小净距分离式隧道。
左线隧道纵坡进、出口分别为+2.189%～-1.977%，横坡为3%单向坡；右线隧道进、出口分别为+2.307%～-1.977%，横坡为-3%单向坡。
隧道内轮廓为三心圆曲边墙式断面。
本隧道设置了两道人行横通道，防止两隧道间串烟（防火要求）和漏气（通风要求）。
里程桩号分别是：
1#人行通道（左线：
ZK119+600，右线：
YK119+608.174），2#人行通道（左线：
ZK119+870，右线：
YK119+882.074）；通道内为单心圆直边墙结构，洞顶净高3.0m，净宽2.20m。
二次衬砌施工采用先施工仰拱、后施工矮边墙、再施工拱墙的施工顺序。
广州端左线目前已施工9模，至ZK119+456，计107m；右线目前已施工14模，至YK119+486，计168m，已施工的拱墙与矮边墙纵向施工缝处出现零星局部渗水。
2、渗水原因分析
经过项目部技术人员和生产管理人员多次现场实际勘察，并召开专题会议，综合分析原因如下：
（1）部分环向排水排水不畅，造成防水层背后渗水形成有压水；
（2）在浇筑混凝土拱墙混凝土前，矮边墙顶局部清理不彻底，存在污物，影响前后施工的混凝土的粘结强度；
（3）接缝处防排水施工局部处置不到位，导致局部防水失败，造成局部渗水；
3、施工准备
3.1管理人员配置
为保证此次渗水处理施工的顺利有效地开展，项目配备了主要管理人员，并按照项目部制定常规管理机制对本次渗水处理进行常规管理，管理人员配置如表格1，管理组织机构如图表1。
表格1管理人员配置表
序号
岗位
姓名
职称
备注
1
项目经理
李福勇
工程师
2
常务副经理
欧湘衡
工程师
3
总工程师
朱启光
高级工程师
4
隧道工程师
严波
高级工程师
5
隧道工程师
陈称峰
工程师
6
测量工程师
任胜远
工程师
7
质检工程师
谢灵炜
工程师
8
实验工程师
宋金河
工程师
9
机械工程师
周其恒
工程师
10
专职安全生产管理人员
朱拥军
工程师
11
工程资料主管
林赐峰
助理工程师
图表1管理组织机构图
3.2施工人员配置
由于此次渗水处理涉及到防排水施工和二次衬砌施工，故在施工人员配置时候，考虑专业化施工，从防排水施工队和二次衬砌施工队调配相关人员，参与施工，具体施工人员配置如表格2。
表格2施工人员配置表
序号
工种
人员数量
工作职责
1
现场负责
1
负责施工组织，可由现场管理人员兼任
2
防排水工
1
负责防排水设施施工
3
钻工
2
负责引水孔钻孔
4
电工
1
负责现场施工用电
5
混凝土工
1
负责混凝土处理
6
注浆工
2
负责注浆
7
普工
2
负责其他勤杂
8
合计
10
3.3材料准备
渗水处理施工过程，主要使用的材料有HDPE单壁波纹管（与本隧道原设计的纵横向排水管同材料，具体规格视材料供应定，可由排水管材料供应商供应）、水泥等，由于使用量不大，较易准备。
可准备少量水性聚氨酯，作为后备处方法使用的材料。
3.4机械设备准备
机械设备配置如表格3。
表格3机械设备配置表
序号
名称
规格型号
性能状况
数量
备注
1
风镐
G8
良好
2
2
冲击钻
700W
良好
2
3
凿岩机
YT28
良好
1
4
堵漏专用注浆机
BL-500
良好
1
博隆牌或同类设备，配套注浆咀
4、处理方法
对于此种纵向施工缝局部渗水，由于渗水量非常小，且渗水位置均在隧道两侧电缆槽顶以下，可采用打孔埋管引排法将渗流水收纳并引出，引出的水流可以通过埋入电缆槽沟体的排水管排入隧道两侧隧底排水沟，从而形成有效排水通道。
也可采用化学注浆堵水法，但此法具有不利形成有效排水通道，无法将防水层背后水流及时引出，可能在附近引发次生渗漏。
实际施工时，优先采用打孔埋管引排法，必要时可将化学注浆堵水法作辅助处理办法，做到“先引排，后堵渗，排堵结合”。
4.1钻孔埋管引排法
4.1.1钻孔
在每处渗水处，视渗水的施工缝长度，沿着施工缝，水平钻孔，钻孔直径20~40mm，小直径钻孔采用冲击钻，大直径钻孔采用气动凿岩机（风枪）。
若渗水施工缝较长，需钻多个孔眼，孔之间的间距约为30cm，以将渗水收纳如引水孔，通过插入孔内的引水管排出，钻孔深度可穿透防水板，将防水层背后水流集中引出，将衬砌背后有压水变为无压水流，避免渗水沿施工缝扩散。
钻孔时，如钻到衬砌钢筋，应立即停止钻孔，另选位置重新钻孔，以免伤到衬砌钢筋，影响衬砌结构的安全。
4.1.2插入引水管
钻孔完成后，将孔口周边用鐟子或风镐修凿扩大，然后插入合适直径的HDPE单壁波纹管至孔底，外端露出衬砌混凝土表面15~20cm。
注意引水管下料长度，先量取孔眼实际深度，再加15~20cm下料。
后将现场拌制的高强速硬微膨砂浆封住孔口并修饰整平，保持衬砌外观。
如一处渗水钻有多孔，其他孔眼均按此操作。
4.1.3增设排水管
待施工电缆槽和水沟沟体混凝土时候，用横向排水管同质同规格HDPE单壁无孔波纹管与引水管直通对接，埋入电缆槽和水沟沟体混凝土内，下端接入隧道两侧隧底水沟，形成有效排水通道。
4.1.4施工注意事项
（1）钻孔时，应根据渗水范围长度，确定钻孔数量，以保证渗水能有效收纳并引出，确保处理效果。
（2）钻孔时注意观察钻孔工况，如发现钻到衬砌钢筋，立即停止钻孔，以确保衬砌结构不被破坏影响衬砌结构安全，后在旁边重新钻孔。
（3）插入引水管时，外露长度不宜过长，15~20cm较为合适。
若太长，易因未能及时施工电缆槽水沟埋设水管，而在其他施工中破坏引水管；若太短，则不便与排水管连接。
4.2水溶性聚氨酯注浆堵水法（备用方法）
水溶性聚氨酯注浆液是以甲苯二异氰酸脂与三羟基水溶性聚醚经化学反应而形成一种端基含氰酸根的高分子化合物（氰凝）；该材料以水作为交联剂，可与水在瞬间反应而固化且体积迅速膨胀从而达到防水堵漏的目的，此方法已被众多同类隧道工程渗水处理采用，如深圳市横坪一级公路碧岭隧道（双联拱隧道）、深圳市东部沿海高速公路莲塘至盐田段D5标段正坑隧道和田东隧道、深圳市龙岗区南通道蛇岭隧道（双联拱隧道）等。
4.2.1水溶性聚氨酯产品特点
（1）具有良好的亲水性，浆液遇水后自行分散、乳化、发泡，立即进行化学反应，形成不透水的弹性胶状固结体，有良好的止水性能。
它能与水以某种比例混合（最高达1:
40），在注浆过程中使用是经济的；
（2）透性优于氰凝。
水溶性聚氨酯预聚体可加入20～40%的稀释剂，而油溶性聚氨酯预聚体可加入10～20%的稀释剂，前者的粘度为后者的1/4～1/6；
（3）对水质适应性强。
不论海水、矿水、酸性或碱性水质对浆液性能影响不大；
（4）与水混合后粘度小，可注性好，固结体在水中浸泡对人体无害、无毒、无污染；
（5）它对水的溶解度及亲和力比其它化学浆材高，在流动水中，浆液不易被流动水冲散，固结体的固结面积反而扩大，且随着动水流速的增加，其堵水面积而相应扩大；
（6）反应后形成的弹性胶状固结体有良好的延伸性、弹性及抗渗性、耐低温性，在水中永久保持原形；
（7）浆液遇水反应形成弹性固结体物质的同时，释放CO2气体，借助气体压力，浆液可进一步压进结构的空隙，使多孔性结构或地层能完全充填密实。
具有二次渗透的特点；
（8）堵动水性能好。
水溶性浆材是当今所有化学注浆材料中堵流动水性能最优良的浆材之一；
（9）浆液的膨胀性好，包水量大，具有良好的亲水性和可注性，同时浆液的粘度、固化速度可以根据需要进行调节。
4.2.2适用范围
（1）用于地下建筑物、隧道、煤矿、井坑、堤坝、码头的堵漏注浆；
（2）施工缝、沉降缝、变形缝、新旧梁搭接位及各种混凝土裂缝的堵漏、补强。
4.2.3技术参数
水溶性聚氨酯化学浆液技术参数如表格4。
表格4浆液技术参数表
项目
单位
值
外观
淡黄、琥珀色透明液体
相对密度
g/m3
≥1.0
粘度
pa.sm
≥100
诱导凝固时间
min
≤2.0
膨胀度
%
≥200
粘结强度
Mpa
≥1.0
固结体抗渗性
Mpa
≥1.0
4.2.4水溶性聚氨酯化学注浆材料的制备
（1）甲苯二异氰酸酯滴加要求：
水溶性聚醚与普通的聚醚相比含有大量伯羟基，反应活性较高，与甲苯二异氰酸酯（TDI）反应很剧烈，因此，甲苯二异氰酸酯必须滴加或分批加入；
（2）反应温度和时间的控制及对材料的性能的影响：
反应温度和反应时间是影响浆材性能的重要因素。
温度过高或反应时间过长，预聚体的粘度增加，甚至产生爆聚或水溶性差等现象。
由于反应初期，反应激烈，体系中－NCO含量迅速下降；而反应后期，因体系中反应物浓度下降，粘度增加，反应逐渐平缓；
（3）反应工艺：
将一定比例的水溶性聚醚和增塑剂放入反应釜中，温度升到工艺要求时开始滴加多异氰酸酯，滴加完毕将温度再升高至90度，并保温2小时，将温度降下来后即可出料，并保存于干燥的包装桶中。
注，上述制备过程可在专业化工厂完成，市面有成品销售。
4.2.5施工要点
（1）将漏水部位扩缝，凿成“∨”型，再用水清洗干净；
（2）在“∨”型糟内预埋注浆咀，并用KS-6速硬微膨胀水泥封闭；
（3）用注浆机将堵漏剂通过注浆咀注入“∨”型糟中，注满后立即扎住注浆管以防溢料一般压力控制在0.2～0.3Mpa左右）；
（4）第二天可将外露的注浆咀切除，表面用水泥砂浆摸平。
4.2.6施工注意事项
（1）施工人员需要配戴好劳保用品，避免皮肤接触；
（2）注浆时，密切注视压力表，防止爆管，如浆溅入眼睛，要及时用丙酮清洗眼睛；
（3）注完浆要及时用丙酮清洗工具；
（4）应放于通风、阴凉干燥处，切勿与水和潮气接触，防止自聚。
4.3“双法”组合使用
若通过钻孔埋管引排法处理后，引水管外围仍有明显渗水迹象，可在其周边采用水溶性聚氨酯注浆堵水法堵水，将渗水“逼入”引水管道内，经排水管汇入隧道两侧隧底水沟。
4.4施工工艺流程
钻孔埋管引排法施工工艺如图表2，水溶性聚氨酯注浆堵水法施工工艺如图表3。
图表2钻孔埋管引排法施工工艺流程图
图表3水溶性聚氨酯注浆堵水法施工工艺流程图
5、质量保证及控制措施
5.1钻孔埋管引排法质保措施
（1）钻孔时，须保证成孔质量，以保证引水管能顺利埋入，根据渗水的范围很渗水量的大小，选择钻孔直径和钻孔数量；
（2）安设引水管时，须安设到底，保证引水效果，外端预留长度合适（15~20cm），以便排水管能顺利与引水管对接；
（3）排水管与引水管对接时，采用直通连接，保证连接效果，以免引出的渗水在此处发生漏水；
（4）浇筑电缆槽水沟沟体混凝土时，注意排水管保护，以免排水管折弯、断裂，确保水流通道顺畅。
5.2水溶性聚氨酯注浆堵水法质保措施
（1）凿出扩缝时，注意控制成缝形状，凿成“∨”型，成缝后，须用水清洗干净；
（2）埋入注浆咀封堵时，严禁堵塞注浆通道，确保注浆顺畅；
（3）浆液拌制，做到随拌制随使用，产品应放于通风、阴凉干燥处，切勿与水和潮气接触，防止自聚；
（4）注浆时，随时观察注浆机压力表，控制注浆压力，注浆结束压力为0.3Mpa；
（5）注浆结束时，应先关闭注浆通道，再拔除注浆管，确保注浆咀内压力不损失，保证注浆效果；
（6）注浆结束24h后，方能将注浆咀外露部分切除并抹平。
6、后续施工预防措施
在后续施工过程中，为避免类似渗水状况出现，将采取如下措施：
（1）加强技术交底和施工工人的施工工艺培训，提高工人施工工艺水平；
（2）加强施工过程的现场管控力度，工序完成后进行严格质量检查，合格后报专业监理工程师抽检，抽检合格后方能进行下一道工序；
（3）防水层与纵向排水管施工时，确保防水层下端低于矮边墙顶；
（4）在此处纵向施工缝靠防水层侧，布设背贴式止水带，衬砌厚度正中位置布设BW缓膨型止水条；
（5）环向排水盲管、纵向排水管、横向排水管须规范安装，接头牢实，防水层须反卷包裹纵向排水管，避免混凝土进入排水管，造成水流通道堵塞；
（6）衬砌钢筋施工时，注意保护防水层，尽量避免损坏防水层，若防水层被破坏，须将破损处补好；
（7）拱墙混凝土施工前，须将矮边墙顶污物清理干净，保证混凝土粘连密实；
（8）混凝土浇筑时，严禁过振漏振，保证混凝土内在质量。
7、施工安全与文明施工
施工时，须注意如下安全施工和文明施工措施：
（1）施工人员必须佩戴好安全帽和其他劳保用品；
（2）机械必须由专业机械操作手操作，防止发生机械伤人事故；
（3）现场施工用电必须有持证专业电工操作，防止发生触电事故；
（4）拌制水溶性聚氨酯浆液时，施工人员需要配戴好手套等专业劳保用品，避免皮肤接触；
（5）注浆时，密切注视压力表，防止爆管，若发生浆液溅入眼睛，须及时用丙酮清洗眼睛，随后到医院就医；
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