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(貴州省交通建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司)

探討隧道的防排水設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量控制技術(shù)

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(貴州省交通建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司)

隧道的防排水設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量控制是確保隧道安全運(yùn)行的前提。主要分析了隧道防排水的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上提出了如何做好隧道防排水的設(shè)計(jì)工作，并進(jìn)一步探討了隧道防排水施工的相關(guān)問(wèn)題。能夠豐富隧道防排水設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量控制的內(nèi)容，給相關(guān)的設(shè)計(jì)和施工人員提供參考。

隧道;防排水;設(shè)計(jì);質(zhì)量控制

1 工程概況

某隧道全長(zhǎng)376 m，隧道所在地區(qū)以山地地形為主，沿線地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，出口多為松散堆積物。進(jìn)口及洞內(nèi)以閃長(zhǎng)巖為主，并有破碎夾層，水系呈樹(shù)枝狀分布。工程區(qū)內(nèi)降水充沛，以滲流為主，坡面徑流無(wú)沖刷，地下水主要為松散堆積層的孔隙潛水和基巖裂隙水，以降水補(bǔ)給為主。洞凈寬10.2 m，凈高 7.15 m，最大開(kāi)挖跨度11.86 m，排水溝縱坡均為 －2.135%。

2 隧道防排水現(xiàn)狀分析

2.1 隧道水害現(xiàn)狀

據(jù)工務(wù)部門統(tǒng)計(jì)，2011年我國(guó)正式投入運(yùn)營(yíng)的鐵路隧道有5766座，總長(zhǎng)度2 933 km，其中有嚴(yán)重滲漏水病害的隧道1 640座、23 500處、約150 km，占隧道總座數(shù)的28.4%、總長(zhǎng)度的5.3%。有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明近60%的滲漏水病害發(fā)生在拱部。

2.2 隧道防排水設(shè)置的目的

隧道防排水作為一個(gè)系統(tǒng)，其內(nèi)容涵蓋表水、地下水及地層的保護(hù)、防排水措施設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。隧道防排水是為了維持正常的運(yùn)營(yíng)環(huán)境、降低維修維護(hù)成本;保證隧道工程的堅(jiān)固性和耐久性;保護(hù)隧道的工作環(huán)境及地下水資源。

3 防排水措施設(shè)計(jì)

3.1 堵、截水設(shè)計(jì)

做好防排水設(shè)計(jì)中的堵、截水設(shè)計(jì)意義重大。堵、截水設(shè)計(jì)能夠有效的解決地下水發(fā)育等問(wèn)題，而且能夠有效的避免地下水的任意排放對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面影響。地下水堵截的措施很多，在具體的工程中要綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，深入分析地下水的影響因素以及施工難度，才能選擇最有效、最合適的堵截措施。在工程中采用的堵截地下水的方法分為開(kāi)挖前和開(kāi)挖后，由于地下水堵截要實(shí)現(xiàn)的目的和解決的問(wèn)題有區(qū)別，所以，開(kāi)挖前采用的是預(yù)注漿堵截法，開(kāi)挖后采用的是圍巖注漿法，實(shí)踐證明，堵截地下水根據(jù)施工條件在開(kāi)挖前和開(kāi)挖后分別進(jìn)行的方法取得了良好的效果，實(shí)現(xiàn)了工程設(shè)計(jì)的預(yù)期目的。

3.2 截、防水設(shè)計(jì)

工程隧道防排水設(shè)計(jì)采用混凝土噴射，處噴混凝土起著重要的防水作用。具體而言，綜合考慮的隧道工程的放排水效果、經(jīng)濟(jì)效益、施工難易度等因素，決定采用濕噴纖維混凝土。這種施工要充分考慮各種因素，包括結(jié)構(gòu)受力的大小，高噴混凝土裂縫的出現(xiàn)因素等，這些因素對(duì)洞身的防水效果有著重要的影響，在混凝土噴射過(guò)程中，要充分的重視，并對(duì)其中不利的因素進(jìn)行分析和研究，采取措施進(jìn)行控制，提高洞身的防水效果。

防水板作為防排水系統(tǒng)的最重要環(huán)節(jié)，不僅能對(duì)內(nèi)襯與圍巖滲入水進(jìn)行隔離，從復(fù)合式襯砌改善受力條件考慮，還能起到減少內(nèi)襯約束，避免內(nèi)襯受力不均導(dǎo)致開(kāi)裂，從而降低內(nèi)稱的防水效果。隧道襯砌要求混凝土抗?jié)B等級(jí)不小于P8，二次襯砌采用防水混凝土，即拱墻混凝土摻加防水劑，仰拱混凝土摻加高效抗裂防水膨脹劑。防水混凝土結(jié)構(gòu)的襯砌厚度不應(yīng)小于30 cm。

隧道防水板選用耐久性能較好的EVA或ECB材質(zhì)，防水板厚度1.5 mm。防水板鋪裝設(shè)計(jì)采用無(wú)釘鋪設(shè)。設(shè)計(jì)采用寬幅防水板，減少人工焊接造成的質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)也為簡(jiǎn)化工序、加快鋪裝進(jìn)度考慮。

3.3 洞身防水設(shè)計(jì)

洞身作為隧道系統(tǒng)的重要組成部分，做好洞身防水設(shè)計(jì)意義重大，不僅是實(shí)現(xiàn)整個(gè)隧道防排水功能的有效措施，同時(shí)也是確保洞身牢固性的基本要求。洞身防排水設(shè)計(jì)中最好采用混凝土澆筑，為了有效的防治裂縫的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)防水目的，可以在混凝土中添加密實(shí)微膨脹劑。

洞身防水采用的是在初期支護(hù)和模注混凝土襯砌之間設(shè)置防水板，并且根據(jù)工程需要，在防水板外圍鋪設(shè)無(wú)紡布，無(wú)紡布能夠起保護(hù)防水板的作用，延長(zhǎng)防水板的使用壽命，另外，由于隧道工程所在地區(qū)一般地勢(shì)偏低，遇到雨水豐富的季節(jié)很容易形成積水，一旦形成積水，就會(huì)滲漏到隧道洞身的防水板，降低防水板的質(zhì)量，影響防水板的防水功能，而在防水板外圍鋪設(shè)無(wú)紡布能夠有效的防止地下水和地表水的滲漏對(duì)防水板造成損害。再者，如果遇到洞壁滲漏，會(huì)對(duì)洞壁混凝土造成負(fù)面影響，應(yīng)采用高抗沖聚苯乙烯排水板引排地下水。洞壁股水或地下水較集中處，設(shè)置Φ50HDPE單壁波紋管盲溝(每處1～3根)，將地下水引出。

4 隧道防排水施工質(zhì)量控制技術(shù)

4.1 材料控制

(1)排水半管

以Φ2.6 mm鋼絲繞制成Φ100 mm、螺距3 cm的彈簧圈，外有復(fù)合膜包裹，半管耐壓值(扁平率10%):≥800;復(fù)合膜:縱橫抗拉強(qiáng)度(N/5 cm)≥100，伸長(zhǎng)率%:25～100，抗?jié)B漏性:0.3 MPa(30 min無(wú)滲漏)。

(2)防水板

改性LDPE防水板主要物理機(jī)械性能指標(biāo)如下:斷裂拉上接第 頁(yè)伸強(qiáng)度:17.7 MPa;扯斷伸長(zhǎng)率7.27%;低溫彎折性:－35℃;不透水性:0.3 MPa(30 min無(wú)滲漏)。防水板厚度1.2 mm，幅寬2.2 m。土工布與防水板設(shè)在一起。土工布采用450 g/m2，其主要性能指標(biāo)如下:斷裂強(qiáng)度;縱橫向≥14 kN/m，撕破強(qiáng)度;縱橫向≥0.38 kN，斷裂伸長(zhǎng)率%;縱橫向25～100，CBR 頂破強(qiáng)力2.53 kN。

4.2 提高隧道防排水施工技術(shù)

(1)排水系統(tǒng)施工

排水系統(tǒng)施工中，初期支護(hù)前要進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果采取合適的排水系統(tǒng)。工程施工中，綜合考慮多方面的因素，結(jié)合工程的具體實(shí)際，決定采用分層噴射混凝土。在噴射過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)地下水滲透，采用Yas排水半管貼排水。當(dāng)完成了施工中的初期支護(hù)工作后，在合適的位置挖引水管。引水管的位置對(duì)于排水效果和工程質(zhì)量都有著重要的影響，所以，在選擇引水管位置時(shí)，要綜合考慮各方面的因素，盡可能選擇最優(yōu)開(kāi)挖位置，只有這樣才能有效的保證隧道的排水效果，實(shí)現(xiàn)引水管的利用價(jià)值。

一般而言，排水管一般設(shè)置在滲水范圍內(nèi)的3 m處，掌握引水管的間距，一般的間距控制在5 m左右，間距過(guò)大或者過(guò)小都不利于隧道的排水。同時(shí)，應(yīng)在引水管外圍包裹水泥砂漿，對(duì)引水管進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。

設(shè)置引水管后，如果仍然存在漏水的現(xiàn)象，則應(yīng)進(jìn)行再次排水施工。根據(jù)施工要求和設(shè)計(jì)要求，第二次排水處理應(yīng)比第一次處理更加嚴(yán)格，確保隧道排水效果。

(2)防水系統(tǒng)

防水系統(tǒng)作為隧道防排水設(shè)計(jì)中的重要組成部分，在隧道防排水中起著舉足輕重的作用，因此，要提高隧道防水技術(shù)，實(shí)現(xiàn)隧道的防水功能。

隧道防水施工中，要科學(xué)的進(jìn)行施工。在鋼筋綁扎和模板安裝時(shí)，要避免相互之間的摩擦和碰撞，更應(yīng)采取措施防止防水板被刮破，因?yàn)橐坏┓浪灞黄茐暮?，?huì)嚴(yán)重的影響隧道的防水效果，甚至?xí)斐蓢?yán)重的事故。

為了實(shí)現(xiàn)防水效果，防水板的松緊程度應(yīng)該合理確定，防水板安裝的松緊應(yīng)根據(jù)具體的工程要求，考慮工程的實(shí)際情況，另外，還應(yīng)當(dāng)符合隧道防排水設(shè)計(jì)的基本要求。

安裝中，如果防水板過(guò)緊，雖然施工中前期的防水效果顯著，但是，在使用過(guò)程中很容易崩裂或者破碎，造成防水板失去作用;如果防水板安裝過(guò)松，在使用過(guò)程中很容易自動(dòng)滑落，失去防水效果。所起，無(wú)論防水板過(guò)緊還是過(guò)松，都不滿足要求，都對(duì)隧道的防水功能能產(chǎn)生負(fù)面的影響。總而言之，防水板安裝的松緊要合理控制，做到不松不緊，松緊剛好，才能達(dá)到最好的防水效果。

5 結(jié)語(yǔ)

隧道防排水設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制至關(guān)重要，但是，在實(shí)際中，由于隧道防排水受到多方面因素的影響，造成了隧道防排水效果不佳，，因此，做好隧道防排水工作是現(xiàn)階段要解決的主要問(wèn)題。隧道防排水設(shè)計(jì)是保證防排水工程質(zhì)量的前提和基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)中，要充分考慮隧道所在地的實(shí)際情況和地質(zhì)特點(diǎn)，保證設(shè)計(jì)出符合實(shí)際需要的防排水工程。隧道防排水施工中，要嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量控制，只有采取有效的質(zhì)量管理措施，才能更好地發(fā)揮防排水工程的作用。

［1］魯建平.三口隧道洞內(nèi)防排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工［J］.湖南理工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2010，(2).

［2］丁恒.高等級(jí)長(zhǎng)大公路隧道設(shè)計(jì)的探討［J］.地下空間，2000，(3).

［3］王利民.新七道梁隧道防排水施工技術(shù)［J］.山西建筑，2004，(4).

U442

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1008－3383(2014)04－0116－01

2014－01－15

徐?？?1987－)，男，貴州興仁人，助理工程師，研究方向:橋梁施工。