“螺栓橡膠封水塞”在輸水隧洞預(yù)留排水孔封堵施工中的應(yīng)用

李 建 洋， 劉 斌

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066)

1 概 述

東山供水工程施工二標為1#隧洞部分洞段，上接輸水線路施工一標，標段分界點為1#隧洞SBE5+340，下接輸水線路施工三標，標段分界點為1#隧洞SBE15+455，該標段主洞段長約10.115 km，施工布置3條支洞(支洞長度分別為569 m、365.5 m、541 m)。 1#隧洞為無壓輸水隧洞，斷面形式為城門洞型(凈寬2.5 m，凈高2.96 m)，采用全斷面鋼筋混凝土襯砌。

工程所在區(qū)域東部屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，大部分地區(qū)為半干旱型，僅東、南部的中高部山區(qū)為半濕潤型，四季變化明顯，雨熱同季，光熱資源豐富，其特點是冬季漫長、寒冷、干燥；春季短促、多風(fēng)沙，常干旱；夏季高溫多雨，秋季天氣溫和。根據(jù)對1970～2000年的氣象資料進行統(tǒng)計得知：工程區(qū)內(nèi)的多年平均降水量為502.6～535.1 mm，最大日降水量為115.7～150.6 mm。

該標段隧洞受節(jié)理裂隙發(fā)育及卸荷影響巖體較破碎，綜合分析后確定隧洞圍巖類別大多為Ⅳ、Ⅴ類。隧洞位于地下水位之下，施工期間出水量過大。為了保證施工期間正常施工，開挖期間在出水量較大部位預(yù)埋了排水管將水引排至臨近的集水坑內(nèi)，以保證噴射混凝土質(zhì)量。為保證后期混凝土襯砌施工質(zhì)量(混凝土施工期間不得有水流入)，在混凝土施工的前期需要采用簡單有效的堵水方式成為急需解決的難題，從而為“螺栓橡膠止水塞”的發(fā)明提供了必要條件。

2 設(shè)計思路

噴射混凝土施工前，在出水點附近鉆孔并埋設(shè)PVC管，將孔內(nèi)的水通過PVC管排出，再噴射8～10 cm厚的混凝土[1]。待28 d后用榔頭將“螺栓橡膠止水塞”打進PVC管內(nèi)，用扳手將“螺栓橡膠止水塞”上的螺栓擰緊，使橡膠套在豎直方向受力擠壓使橡膠套直徑擴大，起到封孔堵水的作用[2]。

3 “螺栓橡膠止水塞”的結(jié)構(gòu)設(shè)計

“螺栓橡膠止水塞”分別由M16螺栓、M16螺母、橡膠套及兩個墊片五部分構(gòu)成。

(1)M16螺栓。螺栓為八角螺栓，總長度為9.6 cm，螺紋部分長8 cm，螺帽直徑為2.5 cm[3]。“螺栓橡膠止水塞”的結(jié)構(gòu)尺寸詳見圖1。

圖1 M16螺栓示意圖

(2)M16螺母。螺母內(nèi)徑為1.6 cm，外徑為2.4 cm，最大外徑2.6 cm，厚1.59 cm，其結(jié)構(gòu)尺寸見圖2。

(3)橡膠套。橡膠套為漲形件[4]，通過膨脹堵塞縫隙，是堵孔封水的主要構(gòu)件，其內(nèi)徑為1.6 cm，外徑為2.4 cm，壁厚0.4 cm，長5 cm，其結(jié)構(gòu)形式見圖3。

(4)墊 片。兩個墊片分別裝在螺帽與橡膠套和橡膠套與螺母之間，其作用是減少螺帽與橡膠套及橡膠套與螺母之間的摩擦力，在擰緊螺栓時橡膠套不跟隨螺栓一起轉(zhuǎn)動，使橡膠套與預(yù)埋的PVC管壁更好的結(jié)合，以便于獲得更好的堵水效果。墊片內(nèi)徑為1.6 cm，外徑為25 cm，厚0.1 cm，其結(jié)構(gòu)形式見圖4。

圖3 橡膠套示意圖

圖4 墊片示意圖

(5)PVC管。在出水點鉆孔，埋入PVC管，前期預(yù)埋管起引排的作用，后期PVC管作為止水塞的載體使用，將“螺栓橡膠止水塞”裝入管中，擰緊螺栓以達到堵水封孔的目的，其內(nèi)徑為2.48 cm，外徑為3.2 cm，長度根據(jù)孔深而定，但不得小于30 cm，其結(jié)構(gòu)形式見圖5。

圖5 PVC管示意圖

組裝完成后的結(jié)構(gòu)形式見圖6。

圖6 組裝后的結(jié)構(gòu)形式圖

4 實際應(yīng)用情況

在東山二標開挖施工過程中地下水豐富，開挖面有多處出水點。施工人員采用YT28鉆機在出水點部位鉆孔，將PVC管插入孔中，將巖隙間的水引排至附近積水坑內(nèi)[5]，然后噴射混凝土，將管與巖石間的縫隙封死以達到加固PVC管的目的。待28 d強度達到后將“螺栓橡膠止水塞”用榔頭敲入PVC管中，擰緊螺栓，使橡膠套膨脹、將管內(nèi)填充密實，達到封孔堵水的目的，其施工步驟見圖7?！奥菟ㄏ鹉z止水塞”實物見圖8。

圖7 施工步驟示意圖

(松扣狀態(tài)、自然狀態(tài)、緊扣膨脹狀態(tài))圖8 “螺栓橡膠止水塞”的三種狀態(tài)

5 結(jié) 語

該工程在使用“螺栓橡膠止水塞”堵水后，提高了施工效率，節(jié)約了施工成本，保證了施工質(zhì)量，為后期混凝土施工提供了良好的施工條件。