探索公路隧道滲漏水處治新技術(shù)
發(fā)布時間:2020-06-22 瀏覽量:1866次
造成隧道漏水的原 因有很多,從設(shè)計上的原 因,到施工上的原因,每 個環(huán)節(jié)的任何一個細節(jié), 如果處理不好都可能會造 成日后發(fā)生或輕或重的滲 漏水。
云南省地處我國西南邊陲,境內(nèi)山勢險峻,河深水急,地質(zhì)條件復雜,惡劣的環(huán)境預示著云南高速公路修筑環(huán)境艱巨,特別是現(xiàn)今在建的部分高速公路橋隧比高達80%,特長隧道比比皆是。因此,如何在艱難的建設(shè)環(huán)境下發(fā)展新技術(shù)、新工藝以提高隧道的修筑和養(yǎng)護質(zhì)量,是當前需要解決的主要問題。
滲漏水病害分析
提高隧道的處治效果、養(yǎng)護質(zhì)量,隧道的常見病害分析是基礎(chǔ)。由于隧道自身的特點(半隱蔽性、不確定性、差異性、交叉性)以及設(shè)計、施工、管理方面的諸多漏洞,使得現(xiàn)今隧道的部分病害需要反復處治,人力、物力耗費極大。
目前,云南公投建設(shè)集團有限公司承擔的隧道養(yǎng)護里程已經(jīng)達到180余公里,隧道養(yǎng)護任務(wù)異常艱巨。眾所周知,隧道的常見病害主要有:
滲漏水、襯砌裂損、路面破損、混凝土或防火材料脫落、機電設(shè)施性能降低等。而從云南公投建設(shè)集團有限公司多年隧道養(yǎng)護的統(tǒng)計結(jié)果來看,在這些常見病害中,滲漏水占比達到了70%以上。
隧道滲漏水病害處置具有任務(wù)重、難度大、一次處治效果不理想、處治周期長等特點。所以,隧道滲漏水病害若不及時處治,將會對隧道穩(wěn)定、洞內(nèi)設(shè)施、行車安全、地面建筑和隧道周圍水環(huán)境產(chǎn)生諸多不良影響,更甚者威脅影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)及附屬設(shè)施,降低使用壽命,嚴重時將危害到隧道運營安全,造成重大經(jīng)濟損失。
隧道的滲漏水病害,究其成因,主要有以下6個方面:隧道開挖使水滲流場發(fā)生改變,導致周邊地下水集中向隧道方向排泄;隧道防排水設(shè)計存在諸多漏洞,不能有效地排除襯砌背后的積水;隧道設(shè)計上存在重結(jié)構(gòu)、輕防水的傾向,基底處理不到位,地下水隱蔽在底板下;施工質(zhì)量控制不佳,是隧道滲漏水發(fā)生的主要原因;防水材料失當,不能滿足長期防水需求;施工縫、變形縫處理不及時、操作不當,防水材料形同虛設(shè)。需要特別說明的是,云南部分地區(qū)屬喀斯特地貌,在隧道建成6年至7年以后,其排水管內(nèi)易形成結(jié)晶體,導致排水管堵塞,引起嚴重的滲漏水病害。因此,基于以上情況,云南公投建設(shè)集團有限公司集合了大批科研力量,在分析隧道滲漏水病害成因的基礎(chǔ)之上,研究開發(fā)了隧道滲漏水化灌電防滲技術(shù)研究。
滲漏水處治新技術(shù)
隧道滲漏水的常規(guī)處理方法有化學灌漿、水泥灌漿兩種。這種以堵為主的處治思路并不能徹底解決隧道的滲漏水問題,經(jīng)常在灌漿之后出現(xiàn)滲水復發(fā),并且裂縫寬度在長時間的水侵蝕之后也會越來越大。在多年隧道養(yǎng)護施工實踐中,云南公投建設(shè)集團有限公司經(jīng)反復實踐與總結(jié),發(fā)現(xiàn)采用單一的化灌防滲技術(shù)或電防滲技術(shù)軍不能達到理想的防滲漏水效果,為攻破這道技術(shù)難題,技術(shù)人員將傳統(tǒng)化灌與電防滲技術(shù)相結(jié)合,形成一種新型化灌電防滲技術(shù),通過該技術(shù)的研究,形成了國家級工法《化灌電防滲隧道滲漏水處治施工工法》一部,發(fā)明專利《一種處治隧道滲漏水的方法》一項。
技術(shù)由來電防滲技術(shù)問世于1987年的挪威,由發(fā)明家Kjell Aage Utklev發(fā)現(xiàn)并研究而成,他發(fā)現(xiàn)連續(xù)施加超低電壓電源,就會產(chǎn)生正負脈沖電流磁場,能將結(jié)構(gòu)中的水電離化并排走。這項技術(shù)最早僅應(yīng)用于建筑地下室的滲水處治,實際上,同樣適用于交通領(lǐng)域。
起初,部分人以為電防滲的耗電量很大,在公路行業(yè)難以推廣。但深入了解以后,發(fā)現(xiàn)該技術(shù)每天的耗電量低于1度,經(jīng)濟性很高。
云南公投建設(shè)集團有限公司針對云南公路隧道滲漏水的特點,結(jié)合化灌技術(shù)對其隧道滲漏水病害處治進行了大量研究,并在研究中不斷改進。終于,經(jīng)過不斷地試驗、攻堅,成功集成了化灌電防滲技術(shù)。
特點與工藝流程
化灌電防滲技術(shù)是在化灌處治后,用鈦金屬絲在混凝土表層布置形成正極系統(tǒng),用銅棒在隧道結(jié)構(gòu)外水體中布置形成負極系統(tǒng),從而形成并聯(lián)回路,在由控制裝置連續(xù)施加低壓正負脈沖電流將水電離,混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的水分子被電離后會有規(guī)律地向負極。那么,化灌電防滲技術(shù)有何特點?云南公投建設(shè)集團有限公司研發(fā)團隊對其進行了總結(jié):首先,電化學漿液可灌性好、聚合時間段、耐久性強;其次,設(shè)備安裝方便,施工工藝簡單、易于掌握;同時,處治效果穩(wěn)定,防滲周期長;最后,成本運行費用低,長期綜合造價低。
其工藝流程,主要包括8步:現(xiàn)場勘查;化灌處治滲透、射流點;布設(shè)電防滲正負極線路;通過中央控制箱閉合正負極線路;中央控制箱連接隧道電源控制箱;調(diào)試運行;堵滲完畢;質(zhì)量檢驗。云南省小磨公路藤蔑山隧道地處巖溶地區(qū),在隧道施工時已采用了3道防水處理,經(jīng)過5年多的運營,排水管已經(jīng)結(jié)晶,防水層基本破壞,隧道嚴重漏水。云南公投建設(shè)集團有限公司對其進行多次處治,效果始終不甚理想,最后采用了化灌電防技術(shù)進行處治。從目前的運營情況來看,防水明顯,效果良好。目前,限于實例工程的應(yīng)用數(shù)量,云南公投建設(shè)集團有限公司還未將這項技術(shù)進行大面積推廣,后續(xù)公司研發(fā)團隊還會進行更為深入的研究和改進。