公路隧道施工技術(shù)探討

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來，由于工作之便，找到三個國家重點建設(shè)項目的高速公路隧道建設(shè)工地考察，實地參觀了施工現(xiàn)場，對于現(xiàn)行的施工技術(shù)和程序有些思考。今撰文提出新的技術(shù)方案，供工程技術(shù)人員參考。
    現(xiàn)行的施工技術(shù)程序為三道工序：
    1、爆破后，在裸體巖巷中采用錨噴技術(shù)進(jìn)行支護(hù)，封住裸巖；
    2、噴展表面鋪貼一層有機(jī)板材；
    3、在有機(jī)板上澆筑自防水混凝土。
    這種工藝為剛?cè)峤Y(jié)合的防水襯砌技術(shù)。
    當(dāng)參觀現(xiàn)場作業(yè)后，第一層是噴射混凝土，效果僅是支護(hù)，噴層無抗?jié)B性能。而對于隧道工程各種復(fù)雜的地質(zhì)情況，尤其是含水層串通微細(xì)裂隙給工作面造成淋滲水時，這種支護(hù)的質(zhì)量抵擋不住巖體滲漏水的浸入。當(dāng)工程第一道工序結(jié)束時，仍有部分區(qū)段照舊淋水。僅是把原來在基巖的滲水，現(xiàn)位移到噴層表面，噴層根本沒有封住淋滲水，因噴層無抗?jié)B效果。
    針對淋水問題詢問施工人員，答復(fù)為；他們一旦鋪設(shè)有機(jī)板材后，淋水即抵擋在有機(jī)板外順板材流入盲溝排出，澆筑混凝土?xí)r不會受影響。
    我認(rèn)為：作為一道至關(guān)重要的防水屏障，在鋪設(shè)了有機(jī)板材時必須與支護(hù)層貼實，而噴層表面是凹凸?fàn)畈黄秸墓ぷ髅?，在這樣基礎(chǔ)上鋪設(shè)有機(jī)板材，留有許多小空間卻無法貼實。
    有機(jī)板材的應(yīng)用位置，是兩層混凝土間的夾層，噴層不平，混凝土澆筑時粗骨料石子鋒芒容易刺破有機(jī)板材。那么，一旦有機(jī)板材被人為破損，何談防水功效？是弊病之一。另外，噴層與澆筑混凝土的主要作用是承載，把一個實施30cm的混凝土工程人為分成兩層，并且不能粘結(jié)為一體，降低了混凝土的整體性，損失其承載功效是沿弊病之二。再說混凝土的使用壽命與有機(jī)板不能同步，混凝土服務(wù)年限大于70年，而有機(jī)板小于70年，也小于工程的服務(wù)年限。夾層有機(jī)板材客觀存在自然老化，因此說，一旦有機(jī)板材老化即喪失了防水功效，是弊病之三。這種技術(shù)的關(guān)鍵是被動防水，因第一層支護(hù)不防水，僅依靠有機(jī)板材和襯砌混凝土的防水功能，這樣，工藝多而沒有達(dá)到主動防治水的效果，值得研究。
    針對上述技術(shù)現(xiàn)狀，現(xiàn)提供用二道工序完成隧道防水與承載的施工技術(shù)方案：
    1、錨噴治水支護(hù)
    2、內(nèi)襯自防水泵送混凝土
    本項目的特點：錨噴治水支護(hù)、迎水封堵滲水點，達(dá)到主動治水的目的。第二道襯砌工序與前道噴射混凝土粘結(jié)密實。形成整體的自防水高強(qiáng)度構(gòu)件。
    1、粘結(jié)力作用，BR防水劑與水泥水化時，反應(yīng)生成物——無機(jī)硅膠，在噴射作業(yè)時，噴射物在膠體粘結(jié)力的作用下，呈團(tuán)狀噴出，在巖體上粘結(jié)牢固，迎水噴射能有效地封住淋滲水點、微細(xì)裂隙等。形成的噴層達(dá)到治理淋水目的。
    2、在速凝前提下，噴層抗壓強(qiáng)度提高10——35％，改變了摻速凝型產(chǎn)品而損失噴層程度的通病。
    3、降低回彈率，本技術(shù)回彈率低于15％，而其它產(chǎn)品回彈率為35％，對于提高工效、降低原料消耗是十分顯著的。
    4、噴層內(nèi)在質(zhì)量有所改變，因本技術(shù)噴射混凝土是團(tuán)狀，在巖體上因噴射物粘結(jié)力大于3MPa，利于粘結(jié)。作業(yè)時，后續(xù)噴射物呈嵌入式粘著成型，提高了噴層的密實性，抗壓程度提高10——30％。噴層不僅是提高強(qiáng)度，抗?jié)B指標(biāo)大于S20，級配噴射混凝土最佳時抗?jié)B可達(dá)S30以上。本發(fā)明的錨噴治水支護(hù)把原錨噴支護(hù)的技術(shù)改進(jìn)為以治水為主，并達(dá)到自防水功能的雙重效果。
    5、噴層的耐久性，BR錨噴治水支護(hù)把常規(guī)的頂板淋水問題迎刃而解。廣大用戶對BR噴層治水與支護(hù)耐久性是非常關(guān)注的。因本技術(shù)有效的提高了噴射物粒子粘結(jié)力和粘結(jié)附著力，經(jīng)檢測粘結(jié)力大于3．4MPa，在常規(guī)的噴射混凝土工程中，這樣的質(zhì)量是極為少見的。所施工程無剝離，不起鼓，粘著牢固。噴層厚度8——12cm，抗?jié)B大于S20的自防水質(zhì)量，封閉了巖體滲漏水的通道，達(dá)到主動治水的目的。
    另外，BR水化物——無機(jī)硅膠體對混凝土體內(nèi)鈉離子拆出有抑制作用，杜絕化學(xué)腐蝕。對于噴層提高耐久性。抗?jié)B自防水的性能是非常有利的。
    本項技術(shù)對支撐的鋼拱架和鋼筋無銹蝕危害。
    本項技術(shù)是用BR速凝型增強(qiáng)防水劑噴射混凝土工藝，頂林水作業(yè)，在頂板每平方面積淋水量1m3/h的條件下，用本技術(shù)可治水封閉巖體，治理淋水，噴層抗?jié)B大于S30的抗?jié)B性能。
    1、凝固時間：BR速凝型增強(qiáng)防水劑噴射混凝土凝固時間30s一7min；
    2、噴層厚度10cm，噴射混凝土配制C20的級別，噴層抗?jié)B大于S20；
    3、提高抗壓強(qiáng)度10——30％，粘結(jié)力大于3．4MPa；
    4．適用地質(zhì)條件：表土層滲淋水，砂層涌水封治，泥質(zhì)角礫者普淋普滲，各種基巖淋水和冶金礦硫酸根離子含量448mg／L，均可預(yù)水治理。目前，己實施治水工程四萬延米，均取得良好效果。
    在錨噴治水支護(hù)層的表面，干燥無淋水的條件下，澆筑BR泵進(jìn)自防水混凝土為第二道工藝，混凝土抗修大于S32，抗壓提高10——20％以上，耐久性穩(wěn)定。
    在隧道工程技術(shù)要求中，一般抗?jié)B約在S12左右，因本技術(shù)兩層混凝土抗沙值大于S32，不僅滿足工程需要，有S40的自防水保障的質(zhì)量，這一點即是提高耐久性穩(wěn)定的重要一環(huán)。本項目不受地質(zhì)條件及滲淋水的制約，可全天候施工，極大地方便了施工單位。
    一項技術(shù)創(chuàng)新關(guān)鍵是科技進(jìn)步。因本廠長期在封治地下工程水害的工程中探索了20年，這項發(fā)明已經(jīng)過大量的煤礦深層井巷淋水考驗。特別是大秦線景鐘山鐵道隧道試用段，每平方米淋水點174個，淋水量大于2m3/h，治理取得成功。另外，在新疆庫爾勒泥質(zhì)角研巖普淋普慘的特殊地質(zhì)條件下，完成了治理每平方米1．8m3/h淋水的封治任務(wù)。今給予高速公路隧道建設(shè)提出本項技術(shù)發(fā)明，目的是為廣大地下工程施工者提效降耗提出技術(shù)方案，如有此類工程的單位愿意合作，本廠愿全力配合在實際工程中再攀新高峰，為加速我國基礎(chǔ)工程建設(shè)而貢獻(xiàn)自己的力量。如有不同見解的專家學(xué)者，請來函磋商，以利共同學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步。