懸索橋隧道錨防排水系統與建造施工方法與流程

2023-06-27 23:28:26 1

本發明屬於建築施工技術領域，具體涉及懸索橋隧道錨防排水系統與建造施工方法。

背景技術：

在懸索橋隧道錨防排水施工中，隧道錨由於屬於傾斜向下結構，洞內積水均匯聚於後錨室集水井中，但常常受附近地形和河流水位限制，積水無法從後錨室直接排出。這種情況下，隧道錨洞內積水一般通過在後錨室集水井中安裝水泵，再通過水泵抽排出洞外。

隧道錨錨塞體混凝土方量較大，分層較多，分層界面處比較薄弱，地下水經常從人行通道裡的分層界面處滲出；隧道錨一般深度較深，用來抽排水的水泵揚程較高，重量較重，安裝困難；運營期隧道錨需安排專人看管抽水情況，且水泵需時常維修，運營期抽排水成本巨大。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一套懸索橋隧道錨防排水系統設計方案與施工方法。

基於上述目的，本發明採用如下技術方案：

隧道錨洞內防排水系統，其特徵在於，包括：前錨室環向滲水盲管(10)，其設於前錨室的兩側壁與頂部；後錨室環向滲水盲管(11)，其設於後錨室的兩側壁與頂部；錨塞體防滲引水盲管(5)，其位於錨塞體混凝土分層澆築位置，低於混凝土分層處標高；上橫向滲水盲管(12)，其橫向設於前錨室(20)和錨塞體(30)之間；下橫向滲水盲管(3)，其橫向設於錨塞體(30)後端；縱向滲水盲管(9)，其設於前、後錨室的地面兩側，從前向後延伸，且前錨室環向滲水盲管(10)和後錨室環向滲水盲管(11)的兩側下端分別連接至該下縱向滲水盲管(9)；上集水井(6)，其設於上橫向滲水盲管(12)中部下方，收集上橫向滲水盲管(12)的水；下集水井(7)，其設於下橫向滲水盲管(3)中部下方，收集下橫向滲水盲管(3)的水、斜向排水管(4)，其連接上集水井(6)和下集水井(7)；防水板(8)，其覆蓋前、後錨室的兩側壁、頂部以及底部；隧道錨橫向排水通道(13)，其一端高，連接下集水井(7)，另一端低，接外界。

懸索橋隧道錨防排水系統與施工方法，包括圍巖注漿封水，隧洞四周設環向、縱向、橫向滲水盲管引水，隧洞四周掛防水板防水，前錨室及後錨室底部設集水井匯水，隧洞底部設橫向排水通道排水。

進一步地，所述的圍巖注漿封水，採用水泥漿液進行圍巖注漿，注漿封水分別在隧洞頂部和洞壁四周進行，洞外頂部注漿在隧道錨進洞之前施工，洞壁四周注漿在開挖初支完成之後、二次襯砌之前施工。

進一步地，所述的隧洞四周設環向、縱向、橫向滲水盲管引水，二次襯砌環向滲水盲管在敷設防水板前安設，前、後錨室環向滲水盲管與預埋在邊牆內的縱向滲水盲管連接。橫向滲水盲管僅在前、後錨室集水井位置安設，要求橫向滲水盲管外裹塑料布，以防淤塞。縱、環向滲水盲管以及橫向滲水盲管均採用三通連接。錨塞體混凝土澆築分層界面預埋環向防滲引水盲管，環向防滲引水盲管標高略低於對應層次混凝土標高，採用防水板、土工布包裹，但需注意包裹質量，使防水板與隧洞側壁之間密貼，避免混凝土滲至盲管將盲管堵塞。同時，後錨室封閉前盲管需伸入至後錨室防水板後方，封閉後盲管需伸入前錨室防水板後方，通過前、後錨室環向滲水盲管以將水順利排出。

進一步地，所述的隧洞四周掛防水板防水，在前、後錨室複合襯砌的範圍內鋪設防水板(包括後錨室底面)；在錨塞體與初期支護接觸範圍內鋪設防水板；前、後錨室防水板與錨塞體範圍內防水板搭接長度符合設計及規範要求。

進一步地，所述的前錨室及後錨室底部設集水井匯水，前錨室縱向滲水盲管引到前錨室標高最低處，下設集水井；後錨室縱向滲水盲管引到後錨室標高最低處，下設集水井。前錨室集水井中的積水通過斜向排水管排入到後錨室集水井中，後錨室集水井內積水通入橫向排水通道。

進一步地，所述的隧洞底部設橫向排水通道排水，採用鑽機水平鑽孔形成橫向排水通道，並由鑽機完成排水管的安裝，對管壁周圍進行注漿，使其與橫向排水通道圍巖形成一個整體，保證其能順暢使用。洞內初支滲水均匯入後錨室集水井，通過橫向排水通道直接將錨體內積水排出。

本發明具有以下優點：

(1)本發明採用水泥砂漿對隧道錨洞外頂部及洞內進行注漿。注漿施工改善了巖體的物理力學性能，減小了孔隙率和滲透係數，達到了防水效果；保護了隧道錨周邊圍巖的穩定性，維護了隧道錨受力結構，加強了橋梁的安全。

(2)本發明在前、後錨室二次襯砌背後設置環向滲水盲管，與橫向、縱向滲水盲管採用三通連接，利於二襯背後圍巖滲水的順利排出；在錨塞體混凝土分層位置預埋防滲引水盲管，在前、後錨室位置伸入防水板後方，保護錨塞體分層薄弱界面。前、後錨室二次襯砌、錨塞體背後掛設防水板，保護主體工程質量，築造百年工程。

(3)本發明在前錨室最低處及後錨室最低處設置集水井，通過斜向排水管連接，後錨室集水井內積水通入橫向排水通道，並排出隧道錨。本方法取消了運營期水泵抽排水工作，大幅減少了大橋運營期間的隧道錨排水費用。

(4)本發明創新性地利用橫向排水通道將錨體內積水排出隧道錨，橫向排水通道施工採用鑽機水平鑽孔形成，方法簡單，使用靈活，工期較短，成本較低。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2為圖1a-a方向剖視圖；

圖3是隧道錨洞外頂部及洞內注漿結構示意圖；

圖4是隧道錨洞內防排水系統結構示意圖；

圖5是上、下集水井部位結構示意圖；

圖6是隧道錨橫向排水通道結構示意圖。

1-隧道錨洞外頂部注漿

2-隧道錨洞內圍巖注漿

3-下橫向滲水盲管

4-斜向排水管

5-錨塞體防滲引水盲管

6-上集水井

7-下集水井

8-防水板

9-縱向滲水盲管

10-前錨室環向滲水盲管

11-後錨室環向滲水盲管

12-上橫向滲水盲管

20-前錨室

30-錨塞體

40-開挖線

50-前錨室初期支護範圍

60-後錨室

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進行詳細說明。

一套懸索橋隧道錨防排水系統，其結構如圖1至圖6所示。首先進行隧道錨洞外頂部注漿1，隧道錨洞內圍巖注漿2緊隨初期支護之後進行，施工隧道錨洞內防排水系統，前錨室及上部錨塞體部位水體匯集於上集水井6中，後錨室及下部錨塞體部位水體匯集於下集水井7中，上集水井6與下集水井7之間採用斜向排水管4連接，下集水井7中積水通入隧道錨橫向排水通道13中並排出隧道錨。

所述隧道錨洞外頂部注漿1及隧道錨洞內圍巖注漿2，洞外注漿孔按梅花型布置，採取分段注漿方式；在隧洞初期支護完成後，進行洞內圍巖注漿2處理，注漿孔按梅花型布置，一次注漿到位；孔口段用速凝混凝土封堵。

隧道錨洞內防排水系統，其結構如圖4所示，包含前錨室環向滲水盲管10，其設於前錨室的兩側壁與頂部；後錨室環向滲水盲管11，其設於後錨室的兩側壁與頂部；錨塞體防滲引水盲管5，其位於錨塞體混凝土分層澆築位置，略低於混凝土分層處標高；上橫向滲水盲管12，其橫向設於前錨室20和錨塞體30之間；下橫向滲水盲管3，其橫向設於錨塞體30後端；縱向滲水盲管9，其設於前、後錨室的地面兩側，從前向後延伸，且前錨室環向滲水盲管10和後錨室環向滲水盲管11的兩側下端分別連接至該下縱向滲水盲管9、上集水井6，其設於上橫向滲水盲管12中部下方，收集上橫向滲水盲管12的水；下集水井7，其設於下橫向滲水盲管3中部下方，收集下橫向滲水盲管3的水、斜向排水管4，其連接上集水井6和下集水井7、防水板8，其覆蓋前、後錨室的兩側壁和頂部以及底部；隧道錨橫向排水通道13，其一端高，連接下集水井7，另一端低，接外界。環向、縱向、橫向滲水盲管均採用三通連接；防水板8搭接長度符合設計及規範要求。

所述上集水井6及下集水井7，其結構如圖5所示。上集水井6位於前錨室20底部，水體由上橫向滲水盲管12流入，由斜向排水管4流出；下集水井7位於後錨室60底部，水體由斜向排水管4流入，由隧道錨橫向排水通道13流出，下橫向滲水盲管3接入斜向排水管4。

所述隧道錨橫向排水通道13，其結構如圖6所示，具體施工步驟如下：

步驟一、完成隧道錨洞室開挖施工，在後錨室底部預留出鑽機位置，將鑽機基坑底部、洞外排水溝進行清理疏通，保證不得有任何雜物，為排水孔鑽進、清孔及安裝孔口裝置創造良好條件。

步驟二、測量人員對橫向排水通道的位置進行放樣，然後根據放樣位置安裝鑽機，安裝結束後調整鑽機的方位及角度，以使其滿足排水孔坡度要求。為確保橫向排水通道鑽孔施工時滿足孔斜要求，採用腳手架管進行固定。

步驟三、開動水平地質鑽機進行鑽進施工，鑽孔施工中為減少鑽探過程中鑽孔軌跡的下沉量，鑽頭直徑應大於鑽杆直徑，需多次更換較大鑽頭進行擴孔鑽進至終孔。

步驟四、鑽孔完成之後，安裝橫向排水通道排水管，排水管需分節安裝，每節之間利用絲扣進行連接，連接完成後由鑽機完成安裝工作。

步驟五、排水管安裝完成後，對管壁周圍進行注漿，形成一個整體，保證順暢使用。