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4. 防腐:高密度聚乙烯(HDPE )材料本身具有高強的抗酸堿功能。 5. 阻根:具備很高的抗拉強度和柔韌性,能阻止植物根系穿刺。 6. 耐候:可在-40℃至60℃溫度環(huán)境中常年使用。 7. 耐久:正常使用年限可達(dá)50年以上。 8. 空間:厚度薄,節(jié)省建筑空間。 二、
三、HDPE 防護(hù)排水板的應(yīng)用:
HDPE 防護(hù)排水板在地下側(cè)墻應(yīng)用時,應(yīng)采用凸臺向外的施工做法:凹面直接貼在防水層上,側(cè)墻不是太高時不需在正負(fù)零下打螺釘固定。
凸臺向外能擋回填土?xí)r的沖擊力,在回填土的擠壓下,防護(hù)排水板的平面和外側(cè)墻緊密地形成一體達(dá)到輔助的防水功能,并且在任何水位下不會相互貫穿水,萬一出現(xiàn)個別滲漏點,也很容易解決,達(dá)到永久防護(hù)功能。
目前,國內(nèi)山嶺隧道設(shè)計施工絕大部分采用新奧法。大量的工程調(diào)查表明,新奧法隧道病害大部分誘因來自于地下水。其主要原因如下:
(1)地下水通常降低巖土體的物理力學(xué)參數(shù),如降低圍巖的內(nèi)摩擦角、粘聚力等,從而增大對結(jié)構(gòu)壓載作用,超過結(jié)構(gòu)自身承載力而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞,主要發(fā)生在洞口處及洞身淺埋段。
(2)地下水流動過程中可能攜帶腐蝕性離子而破壞結(jié)構(gòu)材料本身,使地下結(jié)構(gòu)喪失使用功能,嚴(yán)重的造成結(jié)構(gòu)整體破壞,主要發(fā)生在地下水具有腐蝕性地區(qū)。
(3)地下水流動過程中由于動水壓力大于微粒自身有效重度而攜帶微粒結(jié)構(gòu)(當(dāng)動水壓力較大時甚至可能攜帶較大塊石),形成地下水通道而“掏空”圍巖,造成圍巖坍塌,主要發(fā)生在地下水豐富且水壓很高地區(qū)。
(4)施工縫、變形縫處由于水壓過高而在襯砌表面出現(xiàn)滲透水、甚至出現(xiàn)少量涌水,嚴(yán)重惡化隧道內(nèi)設(shè)備設(shè)施及運行條件,主要出現(xiàn)在大部分已運營的隧道中。因此,如何控制隧道內(nèi)滲透水的問題一直是工程設(shè)計界關(guān)注的焦點。
1地表洞口段防水措施
隧道進(jìn)洞前,對于坡頂有集水處,進(jìn)行開溝疏導(dǎo)處理,同時對凹陷低洼處鋪砌漿砌片石后回填黏土;對于巖石堅硬,裂隙較小處,采用高標(biāo)號水泥砂漿勾縫;裂隙較大時,用漿砌片石填塞。洞頂有溝谷,且溝底裂隙較多時,采用水泥砂漿片石鋪砌溝底或注漿封閉。
隧道進(jìn)洞時需開挖邊坡,從而形成一定范圍內(nèi)的潛伏滑塌區(qū),區(qū)內(nèi)巖土受到擾動后會出現(xiàn)一定程度的裂隙。為了防止坡頂?shù)乇硭樒铝魅霛摲兜叵鹿こ膛c隧道》2007年增刊(1)
區(qū),在其范圍以外設(shè)置截水溝,如地表徑流量較大可設(shè)置多條截水溝,并對開挖坡面進(jìn)行加固后植草綠化,防止雨水滲入。
以上處理方案均以封堵地表水下滲通路為主。目前,國內(nèi)外隧道建設(shè)中都有環(huán)保要求,隧道進(jìn)洞實現(xiàn)“零開挖”已經(jīng)在一些施工中得到了應(yīng)用。從實際效果而言,一方面開挖邊仰坡高度很小,起到減少原生植物破壞、保護(hù)環(huán)境的作用;另一方面減小對邊仰坡的擾動更有利于邊仰坡的穩(wěn)定。
2明洞段防排水措施
明洞段回填覆土層較薄,形成地下水頭也不會太高。從理論上講,澆筑整體式襯砌的抗?jié)B性能完全可阻止地下水的滲入??紤]到澆筑過程中形成的微小裂隙會成為地下水的通道,破壞混凝土的耐久性,通常在回填碎石土上覆蓋滲透系數(shù)較小粘土層,表層粘土層地下水由于毛細(xì)作用,會阻止地下水的下滲,從而成為明洞襯砌防水的首要
防線。在明洞襯砌表面噴涂防水涂料(為防止回填碎石對防水涂料的破壞且進(jìn)一步封閉地下水通道,在防水涂料表面施作水泥砂漿)或施作防水板(回填側(cè)需布設(shè)雙層土工布)。此外,通過摻入外加劑提高明洞襯砌抗?jié)B等級則為明洞防水的最后防線,而滲入回填碎石土中少量地下水可通過與暗洞段相連的縱向排水管一起排到洞外。
3明、暗洞交接處防水
隧道明洞與暗洞結(jié)構(gòu)型式、施工方法及所受荷載不同,所產(chǎn)生的差異沉降較大。因此,明、暗洞交接處防水處理顯的尤為重要。明洞防水層需向暗洞內(nèi)深入至少1m的搭接長度,并且在搭接處施作水泥砂漿做保護(hù)層。明暗交接施工縫處設(shè)置中埋式止水帶,并用瀝青油毛氈、瀝青麻筋填塞施工縫??紤]到明暗交接處防水的重要性,建議增設(shè)背貼式止水帶,以進(jìn)一步增強其防水性能。
4洞身段防排水措施
4.1圍巖壁后防排水措施根據(jù)不同情況,通常將圍巖壁后地下水處理方式分為防水型和排水型。
4.1.1防水型隧道適用性
以下情況需考慮按防水型隧道設(shè)計:
(1)如采用排水型設(shè)計會對水埋條件、地表枯水、生態(tài)環(huán)境等造成不良影響;
(2)城市中隧道降水影響范圍內(nèi)坐落著對沉降敏感的建筑物;
(3)地下水中含有腐蝕性成分的離子而致襯砌結(jié)構(gòu)破壞。防水型隧道設(shè)計要點在于盡量將地下水封堵在結(jié)構(gòu)之外。有仰拱段需全包防水板,對于未設(shè)仰拱段處,在底板下挖去一定厚度巖體,用防水材料充填好形成防水層。在特別破碎地段,通過全斷面帷幕注漿;對較破碎地區(qū),通過超前拱部導(dǎo)管注漿,在隧道四周形成堵水圈,盡量封閉圍巖中地下水流動通道。在鋪設(shè)防水層前,對初期支護(hù)表面滲水處進(jìn)行補注漿處理。值得提出的是,國內(nèi)山嶺隧道采用抗水壓襯砌至今無成功實例。如地下水壓過高,產(chǎn)生的荷載會超過襯砌結(jié)構(gòu)承載力,這時可考慮以防為主,以排為輔,排出一定量地下水,降低防水板承受的水壓。國內(nèi)有學(xué)者提出在隧道洞壁上安裝限壓閥,一旦水壓大于設(shè)計值,閥門自動打開,排水卸壓,以保證襯砌安全。
4.1.2排水型隧道適用性
排水型隧道主要適用于在隧道排水系統(tǒng)影響范圍內(nèi)幾乎不會對周圍環(huán)境造成不良影響的地區(qū)。通常,隧道開挖后,根據(jù)圍巖壁面地下水滲漏分為以下4種情況,即:干燥段、少量滲水段、淋水段和突涌水段。對干燥段,考慮到隧道開挖改變原有水路通道路徑,施工時干燥段可能成為運營期滲漏水段,按照一定距離布置環(huán)向排水盲溝;少量滲水處,布設(shè)排
數(shù)如圖4所示??梢钥闯? 涂抹區(qū)的豎向滲透系數(shù)k v ′與正常區(qū)域的豎向滲透系數(shù)k v ′相比幾乎相等, 而涂抹區(qū)的水平向滲透系數(shù)k h ′要比正常區(qū)域的小的多。水平向和豎向滲透系數(shù)的比值隨徑向距離的變化曲線如圖5所示。從圖中可以看出, 涂抹區(qū)滲透系數(shù)比值在
019~113之間變化, 平均值為1115, 與漢斯得出的結(jié)論
自然狀態(tài)
變形后(側(cè)壓力為49kPa ) 0141
0140
單位面積通水能力與水力半徑的關(guān)系曲線如圖3所示。從圖中可以看出, 隨著水力半徑的增加, 單位面積的通水能力也增加。
Quaranta 等[3]的發(fā)現(xiàn)也
相符。
證明了截面類型對于排水板的通水能力存在著一定
的影響。
圖2
濾膜變形示意
圖4
滲透系數(shù)隨徑向距離變化示意
圖3 單位面積通水能力與水力半徑的關(guān)系曲線