當(dāng)前,多數(shù)隧道采用了復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu),堵漏一般共設(shè)三道防線,靠前道是初期支護(hù)加背后注漿,第二道是設(shè)置封閉堵漏板,第三道是二次襯砌,并對(duì)施工縫、變形縫等作專門處理。大量工程實(shí)踐表明,復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)的堵漏效果基本是可靠的,但由于堵漏材料本身和堵漏施工工藝等方面的問題,導(dǎo)致第二道堵漏線時(shí)常會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的缺陷。因此,為提高隧道復(fù)合式襯砌堵漏的可靠性,選用合適的堵漏材料、適當(dāng)?shù)亩侣咏Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及嚴(yán)格的堵漏施工工藝,是完全有必要的。
1、堵漏機(jī)理
隧道復(fù)合式初砌是分內(nèi)外兩層先后施作的隧道襯砌結(jié)構(gòu),即在隧道開挖后立即施作網(wǎng)噴混凝土作為初期支護(hù),經(jīng)監(jiān)控量測確認(rèn)圍巖及初期支護(hù)基本穩(wěn)定后再鋪設(shè)堵漏層,較后澆筑二次襯砌堵漏混凝土。
復(fù)合式襯砌堵漏主要依靠全封閉的堵漏層和二次襯砌混凝土,兩者相輔相成、缺一不可。二次襯砌堵漏混凝土在硬化過程中,內(nèi)部存在著溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力,這些應(yīng)力的存在會(huì)使堵漏混凝土產(chǎn)生變形;而初支混凝土表面粗糙、凹凸不平,必然會(huì)對(duì)二次襯砌混凝土產(chǎn)生相當(dāng)大的約束力,阻止其變形,于是就產(chǎn)生了拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力大于二次襯砌混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土即被拉裂,特別是在隧道起拱線應(yīng)力集中區(qū)產(chǎn)生的裂縫較多。如果設(shè)法消除或減弱初期支護(hù)噴射混凝土對(duì)二次襯砌混凝土的約束,使其自由變形或約束力減小,所產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于混凝土的抗拉強(qiáng)度,二次襯砌混凝土就不會(huì)產(chǎn)生裂縫。因此封閉的堵漏層多選用不透水、表面光滑的塑料片材,它不僅起到堵漏作用,而且還能隔離、潤滑初支噴射混凝土和二次襯砌混凝土,減少二次襯砌混凝土的開裂幾率。
但是,由于傳統(tǒng)的材料與澆筑混凝土無法粘結(jié),即堵漏層與混凝土完全脫離,因此,堵漏層一旦出現(xiàn)破損點(diǎn)、水便在堵漏層與混凝土之間到處竄流,不容易找到滲漏點(diǎn),維修十分困難。
從上述圖不難看出,傳統(tǒng)堵漏做法是雨衣式堵漏層,一旦有破損點(diǎn)就會(huì)形成竄水層,即使是注漿堵漏,但是漏水與混凝土之間的竄水層已經(jīng)形成,很難控制。
新型堵漏卷材BAC具有與水泥(砂)漿粘結(jié),以及被混凝土粘結(jié)的性能。該卷材膠料中的高分子聚合物(鏈段)與水泥水化物(硅酸鹽網(wǎng)絡(luò))形成(界面)互穿網(wǎng)絡(luò)(IPN)結(jié)構(gòu),水泥初凝前可流動(dòng)、滲透或浸漬,凝固強(qiáng)度日增,粘結(jié)力增強(qiáng)。水泥漿的可流動(dòng)性使基層的粘結(jié)力,從而使BAC堵漏卷材成為建筑結(jié)構(gòu)的“皮膚”,即使出現(xiàn)損壞點(diǎn),也不會(huì)出現(xiàn)“竄水”現(xiàn)象,提高了堵漏的可靠度。以上這種技術(shù)稱之謂“皮膚式堵漏”,是目前堵漏業(yè)的一項(xiàng)新型技術(shù)。
在南京九華山隧道工程中,主要是利用BAC堵漏卷材被后續(xù)澆注混凝土粘結(jié)的性能,實(shí)現(xiàn)堵漏卷材與二襯結(jié)構(gòu)緊密粘結(jié),從而防止“竄水”的發(fā)生。
2、堵漏層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
地鐵隧道要根據(jù)工程所處地質(zhì)、水文條件及不同的使用要求,采用不同的堵漏層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。一般大城市地鐵隧道多埋置于地面以下,有水不能自流排出,宜采用全封閉型堵漏結(jié)構(gòu)。堵漏層設(shè)計(jì)主要有兩種形式:一是單層堵漏卷材鋪設(shè)于初期支護(hù)噴射混凝土上,用于無水地段;二是雙層結(jié)構(gòu),先鋪設(shè)一層較柔軟且具有相當(dāng)強(qiáng)度的片材作緩沖層,克服初支噴射混凝土基面凹凸不平、易損傷堵漏卷材的弊病,然后在其上再鋪設(shè)堵漏卷材,用于堵漏要求高的隧道及有水地段。
3、堵漏材料的選擇
目前,隧道復(fù)合式襯砌堵漏層主要選用PVC(聚氯乙烯)、ECB(乙烯-共聚物瀝青)、LDPE(低密度聚乙烯)、HDPE(高密度聚乙烯)、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)和“貼必定”BAC等堵漏卷材,應(yīng)用較多的是EVA膜。從常用堵漏材料的綜合性能指標(biāo)看:“貼必定”BAC堵漏卷材性價(jià)高,較為合適。
“貼必定”BAC堵漏卷材為濕鋪法復(fù)合雙面自粘橡膠瀝青堵漏卷材,所謂BAC卷材,它是“BituminousWaterpoofingsheets<瀝青基堵漏卷材>”、“Adheredby<粘貼>”、“Cementiousmaterials<水泥基材料>”三個(gè)英文短語的縮寫,即“由水泥基材料粘貼的瀝青基堵漏卷材”。
BAC堵漏卷材由上至下的構(gòu)造如下:
4、BAC復(fù)合雙面自粘橡膠瀝青堵漏卷材的優(yōu)勢:
4.1較優(yōu)性價(jià)比。專利技術(shù)生產(chǎn),可與未固化的水泥粘結(jié),省找平層和底板保護(hù)層,與結(jié)構(gòu)共同構(gòu)筑超乎尋常的“皮膚”式的牢固堵漏體系,可靠度高,系統(tǒng)造價(jià)低。
4.2基面要求低,節(jié)省工期。潮濕甚至未找平基面均可施工,無須底涂,施工自由度高。不受天氣影響,雨季施工時(shí),優(yōu)勢更加突出。是保障工期的較強(qiáng)有力的堵漏“武器”。特別是地下堵漏較為實(shí)用。
4.3預(yù)鋪粘結(jié)??膳c后續(xù)澆筑的混凝土粘為一體,長期浸泡下也依然密不可分。該功能為國內(nèi)首創(chuàng),解決了國內(nèi)預(yù)鋪(外防內(nèi)貼)堵漏的難題。
4.4被涂料牢固粘結(jié)。表面可與后續(xù)涂刮的水皮優(yōu)等涂料融為一體,從而解決了穿管、收頭和連接等難題。卷材和涂料優(yōu)勢互補(bǔ),實(shí)現(xiàn)了卷材的無縫化作業(yè)。
4.5剛?cè)峤Y(jié)合。濕鋪所用的水泥漿得到遮蓋式保水養(yǎng)護(hù),初凝、終凝和其后關(guān)鍵一周的水化過程均在理想的環(huán)境中完成,其強(qiáng)度、密實(shí)度和抗裂性能都大大優(yōu)于淋水養(yǎng)護(hù)的水泥漿,完全可以起到剛性堵漏層的作用,給用戶一份“額外”的收獲。
4.6粘結(jié)可靠,便于檢修。BAC堵漏卷材與結(jié)構(gòu)較久牢固粘結(jié)。卷材出現(xiàn)任何局部破壞,水都會(huì)被限定在很小的范圍內(nèi),不竄流、不滲透。退一步說,任何個(gè)別的滲漏點(diǎn)也會(huì)與破壞點(diǎn)一致,極易檢修。
4.7安全環(huán)保。施工過程中省溶劑和燃料,避免了環(huán)境污染和消防隱患,節(jié)約了資源。
4.8尺寸穩(wěn)定。斷面看,中間的優(yōu)質(zhì)胎體和率先涂敷的SBS瀝青膠料避免卷材的過度收縮,改善了卷材的尺寸穩(wěn)定性。
BAC堵漏層施工工藝:
5.1施工原則:
5.1.1卷材堵漏施工前,需對(duì)影響堵漏層施工的初期支護(hù)結(jié)構(gòu)滲漏水進(jìn)行封堵、引排水處理。
5.1.2卷材堵漏施工前,需對(duì)初期支護(hù)表面尖銳突出物進(jìn)行割除并在基面用水泥砂漿修補(bǔ),斷面變化或陰陽轉(zhuǎn)角應(yīng)抹成園弧型。
5.1.3在結(jié)構(gòu)混凝土澆筑完畢前,應(yīng)酌情保留局部積水坑,并及時(shí)抽水。
5.1.4卷材堵漏層施工時(shí)基面不得有明水,尤其是拱部必須將水引走。
5.1.5卷材堵漏施工采用機(jī)械固定為主,輔以自粘施工(卷材之間搭接為冷自粘)。
5.2施工順序:
5.3堵漏層施工:
5.3.1工藝流程:
定位——卷材就位——卷材一邊打釘固定、另一邊粘貼搭接——下一幅卷材——………
5.3.2施工做法:
1)、仰拱:
(1)將卷材堵漏基層清理干凈。
(2)根據(jù)現(xiàn)場施工部位情況,進(jìn)行BAC堵漏卷材預(yù)鋪。
(3)揭除BAC卷材下表面隔離膜。
(4)將卷材空鋪于水泥砂漿找平層上。
(5)鋪貼第二副卷材時(shí),先將靠前幅卷材搭接部位上表面隔離膜揭除,并確保兩幅卷材之間的搭接寬度為100mm,并用壓輥或刮板對(duì)搭接邊進(jìn)行輥壓。
(6)將BAC卷材上表面隔離膜全部揭除,并根據(jù)現(xiàn)場情況,可在卷材上表面干撒水泥粉,以防止粘腳。
2)、拱墻:
(1)在初襯噴混凝土表面修補(bǔ)后,將基層進(jìn)行清理。
(3)靠前幅卷材兩側(cè)邊及幅中用射釘加鋼墊片按500mm間距(根據(jù)基層平整情況,在適當(dāng)部位增設(shè)固定點(diǎn))固定。
(4)將靠前幅BAC堵漏卷材上表面隔離膜揭除。
(5)鋪貼第二幅卷材時(shí),先將與靠前幅卷材搭接的另一邊及幅中按上述方法打釘固定后,再將與靠前幅卷材搭接邊與靠前幅卷材進(jìn)行搭接。
(6)將第二幅BAC堵漏卷材上表面隔離膜揭除。(7)卷材幅中射釘穿透堵漏層的孔眼,加貼100×100mmBAC卷材片(四周剪成圓角)進(jìn)行修補(bǔ)。
(8)依此類推,進(jìn)行卷材施工。
3)、拱部:
(1)在基層修補(bǔ)、土工布施工完畢后進(jìn)行堵漏層施工。
(3)靠前幅卷材兩側(cè)邊及幅中用射釘加鋼墊片按30mm間距(根據(jù)基層平整情況,在適當(dāng)部位增設(shè)固定點(diǎn))固定,宜以拱部較高點(diǎn)為固定點(diǎn)。
(6)將第二幅BAC堵漏卷材上表面隔離膜揭除。
(7)卷材幅中射釘穿透堵漏層的孔眼,加貼100×100mmBAC卷材片(四周剪成圓角)進(jìn)行修補(bǔ)。
5.4施工注意事項(xiàng):
5.4.1相鄰環(huán)向卷材間短邊接頭要相互錯(cuò)開300mm以上。
5.4.2預(yù)留甩頭的卷材應(yīng)保留隔離膜,并采取妥善的臨時(shí)保護(hù)措施。在后續(xù)施工時(shí),揭除隔離膜后進(jìn)行卷材粘結(jié)。
5.4.3每流水段內(nèi)除靠前幅卷材為兩邊固定外、其余各幅卷材要順側(cè)墻、拱部混凝土澆筑方向搭接。兩側(cè)固定的靠前幅卷材外露固定點(diǎn)的一邊與另一流水段銜接時(shí),將固定點(diǎn)拆掉并搭接與相鄰卷材上方。每流水段施工前向土建單位了解混凝土澆筑方向。
5.4.4當(dāng)基層為雙曲面時(shí),需局部裁剪卷材,但要注意保證卷材間有效的搭接寬度。
5.4.5進(jìn)行鋼筋垂直、水平運(yùn)輸時(shí),遵守輕拿輕放的原則,鋼筋吊放點(diǎn)采用木板等臨時(shí)保護(hù)措施,避免鋼筋扎破卷材。
5.4.6焊接鋼筋時(shí),用不燃物(如石棉水泥板)遮擋并在卷材表面灑水,以免火花燒壞堵漏層,澆注混凝土?xí)r振搗棒不得直接接觸堵漏層。
5.4.7綁扎鋼筋過程中,如鋼筋移動(dòng)需要使用撬棍時(shí)應(yīng)在其下設(shè)木墊板臨時(shí)保護(hù),以避免破壞堵漏卷材。
5.4.8土建施工單位在堵漏層后續(xù)施工過程中,如不慎破壞了堵漏層,一經(jīng)發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時(shí)報(bào)請(qǐng)堵漏施工單位進(jìn)行修補(bǔ)。在堵漏層后續(xù)施工過程中,如發(fā)現(xiàn)卷材破損,采用BAC卷材片作為補(bǔ)救措施及時(shí)補(bǔ)修,切周圍剪成圓角。
5.5質(zhì)量要求:
5.5.1卷材外觀質(zhì)量、物理力學(xué)性能(復(fù)試)合格。
5.5.2卷材接縫嚴(yán)密,無破損、斷裂、刻痕、異狀粘結(jié)及明顯異常的皺褶缺陷。
5.5.3卷材搭接寬度允許偏差—10mm。
6、堵漏層的防護(hù)
堵漏層施工完后,必須注意嚴(yán)加防護(hù),否則極易被人為破壞,導(dǎo)致堵漏質(zhì)量下降乃至局部漏水。在沒有保護(hù)層部位(如拱頂、側(cè)墻)綁扎鋼筋時(shí),必須注意不得破壞堵漏層;焊接鋼筋時(shí)必須在此周圍用石棉水泥板進(jìn)行遮擋,以免濺出火花燒壞堵漏層;在澆筑二襯混凝土?xí)r,振搗棒要特別注意不得接觸堵漏層,因?yàn)橛烧駬v棒引起的對(duì)堵漏層的破壞不易被發(fā)現(xiàn)、也不易修補(bǔ)。