談隧道防排水★

蔡 冀 奇

(遼寧工程技術(shù)大學(xué)土木與交通學(xué)院，遼寧 阜新 123000)

·橋梁·隧道·

談隧道防排水★

蔡 冀 奇

(遼寧工程技術(shù)大學(xué)土木與交通學(xué)院，遼寧 阜新 123000)

列舉了一些近年來(lái)隧道施工滲漏水的案例，總結(jié)了國(guó)外滲漏水的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)和目前我國(guó)的防排水工程方法的現(xiàn)狀，著重闡述了隧道防排水工程施工的工藝要求和質(zhì)量控制方法，以及新技術(shù)、新材料在防排水工程中的應(yīng)用技術(shù)，為減少工程中滲漏水情況的發(fā)生，應(yīng)該引進(jìn)新材料、新設(shè)備、嚴(yán)格把關(guān)施工材料質(zhì)量，確保施工工藝質(zhì)量等。

隧道，地下工程，防排水，新技術(shù)，新材料

0 引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)隧道及地下工程迅猛發(fā)展，各大主要交通運(yùn)輸線路上，隧道相繼開(kāi)通。隧道具有高效、快捷、環(huán)保、速度快、安全性好、占用道路面積少、防空好等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)節(jié)約道路交通建設(shè)成本，改變交通網(wǎng)絡(luò)布局，實(shí)現(xiàn)快速快捷交通運(yùn)營(yíng)起到了很大的作用。由于我國(guó)自然條件和地質(zhì)條件的復(fù)雜性，隧道工程在建設(shè)過(guò)程中受到地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文條件、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)等方面的約束，會(huì)出現(xiàn)滲漏水、凍害等問(wèn)題，影響了其安全使用。因此，隧道防排水工程必須得到重視，這是對(duì)隧道安全的重要保障，但這同時(shí)也是隧道建設(shè)工程中的難點(diǎn)，具有很高的技術(shù)難度和較強(qiáng)的綜合性。本文希望從采用先進(jìn)設(shè)備及材料、改進(jìn)施工技術(shù)等方面來(lái)改善我國(guó)隧道及地下工程防排水現(xiàn)狀。

1 隧道施工滲漏水事例及危害

隧道的防排水在施工時(shí)尤為重要，稍有不慎如發(fā)生突泥突水的事故，將造成巨大的不可挽回的損失。2006年1月21日宜萬(wàn)鐵路馬鹿箐隧道出口平導(dǎo)開(kāi)挖到3 174 m處，注漿加固后開(kāi)挖出渣時(shí)，突然發(fā)生突泥突水，瞬間突泥突水8萬(wàn)m3,最大涌水量72萬(wàn)m3/h，造成多名作業(yè)人員遇難，經(jīng)濟(jì)損失巨大，影響施工一年之久。

公路隧道滲漏水的危害性比較大,一旦隧道出現(xiàn)滲漏或者路面溢水,就會(huì)造成路面濕滑,對(duì)行車安全有非常不利的影響。嚴(yán)寒地區(qū)的公路隧道由于反復(fù)凍融,會(huì)造成襯砌開(kāi)裂、變形等等損壞。

2 我國(guó)隧道防排水發(fā)展歷史以及施工方法現(xiàn)狀

我國(guó)隧道建設(shè)的歷史可以追朔到20世紀(jì)70年代，當(dāng)時(shí)隧道的施工方法主要是傳統(tǒng)的礦山法，使用整體式的襯砌。由于當(dāng)時(shí)技術(shù)條件有限，防水措施不夠完善，致使大多數(shù)隧道建成以后都出現(xiàn)了嚴(yán)重的漏水現(xiàn)象。20世紀(jì)末，我國(guó)引進(jìn)了新奧法對(duì)隧道進(jìn)行施工，很大程度上改善了隧道滲漏問(wèn)題。隨著時(shí)代的發(fā)展，我國(guó)需建設(shè)更多的大型隧道，也就對(duì)隧道的整體防排水功能提出了更高的要求。

目前，我國(guó)的防排水施工通常采取中標(biāo)承包商內(nèi)部組織施工的形式，運(yùn)用簡(jiǎn)易鋪掛臺(tái)架及機(jī)具手等進(jìn)行作業(yè)，機(jī)械化程度較低；施工人員的綜合素質(zhì)較低也直接導(dǎo)致防排水作業(yè)的施工質(zhì)量較差；質(zhì)檢人員在進(jìn)行質(zhì)檢時(shí)往往憑借經(jīng)驗(yàn)及肉眼觀察的形式對(duì)防排水設(shè)施進(jìn)行檢驗(yàn)，可靠性較低。

3 國(guó)外隧道防排水的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)

英國(guó)隧道防水等級(jí)劃分為七個(gè)等級(jí)。O級(jí)：最大容許漏量為無(wú)漏水或明顯漏水；A級(jí)：最大容許漏量為1 L/(d·m2)；B級(jí)：最大容許漏量為3 L/(d·m2)；C級(jí)：最大容許漏量為10 L/(d·m2)；D級(jí)：最大容許漏量為30 L/(d·m2)；E級(jí)：最大容許漏量為100 L/(d·m2)；U級(jí)：最大容許漏量為不限量。新加坡地鐵系統(tǒng)規(guī)定：隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)表面每小時(shí)每平方米的滲水量控制在55 mL的容許值。任意10 mm區(qū)間不得大于10 mL，如換算成每天允許的滲水量則為：0.12 L/(d·m2)。匈牙利布達(dá)佩斯地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)定：每天隧道滲漏量小于0.12 L/m2，并且無(wú)集中滲漏水，即滿足防水要求。

我國(guó)客運(yùn)專線要求隧道不滲不漏，需達(dá)到一級(jí)防水標(biāo)準(zhǔn)?；炷聊途眯詾?00年。結(jié)合我國(guó)客運(yùn)專線隧道要求，我國(guó)的隧道及地下工程防排水面對(duì)形勢(shì)極其不樂(lè)觀，在施工技術(shù)工藝，材料等方面必須加強(qiáng)改進(jìn)。

4 改善隧道滲漏水的措施

4.1 嚴(yán)格把握材料質(zhì)量關(guān)

隧道防排水材料的質(zhì)量是決定防排水工程成敗的關(guān)鍵。因此，應(yīng)嚴(yán)格要求隧道防排水材料特別是一些關(guān)鍵材料如：土工布、防水卷材、防水混凝土、防水帶(條)等的選用，要采購(gòu)質(zhì)量合格的產(chǎn)品。同時(shí)要加強(qiáng)質(zhì)量檢驗(yàn)，抽樣檢驗(yàn)每一批進(jìn)場(chǎng)的材料，嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)，使所購(gòu)材料的每一個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)都滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

4.2 嚴(yán)把重點(diǎn)施工工藝和質(zhì)量關(guān)

1)隧道初期支護(hù)防排水的工藝和質(zhì)量控制。

控制好光面爆破，使開(kāi)挖輪廓線符合設(shè)計(jì)要求。在噴護(hù)前，如圍巖涌水，應(yīng)進(jìn)行引排，盡可能減少進(jìn)入噴護(hù)混凝土的滲透水。可采用濕噴工藝，既能減少混凝土內(nèi)空隙率，又能增大混凝土的抗?jié)B能力。初期支護(hù)混凝土的噴護(hù)應(yīng)密實(shí)，不能出現(xiàn)漏噴及空洞等現(xiàn)象。初期支護(hù)混凝土的厚度與表面平整度應(yīng)符合設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求。

2)止水帶安裝。

止水帶埋設(shè)位置應(yīng)準(zhǔn)確，使其中間空心圓環(huán)與變形縫或施工縫重合；應(yīng)將止水帶固定在擋頭模板上，先安裝一端，澆筑混凝土?xí)r用箱型模板保護(hù)另一端。固定止水帶時(shí)，不允許在止水帶上穿孔打洞，不得損壞止水帶本體部分；應(yīng)防止止水帶偏移，以免單側(cè)縮短而影響止水效果。若止水帶有損傷，應(yīng)立即修復(fù)或更換；定位止水帶時(shí)，應(yīng)使其在界面部位保持平展，不應(yīng)使止水帶翻滾、扭結(jié)，如有扭結(jié)或不展等現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)調(diào)正；止水帶的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)施工要求事先向生產(chǎn)廠家定制，盡量避免接頭。如確需接頭，應(yīng)采取搭接、復(fù)合連接、對(duì)接形式，搭接長(zhǎng)度應(yīng)大于10 cm。

5 新材料及新設(shè)備

5.1 無(wú)機(jī)雙液型速凝注漿材料

無(wú)機(jī)雙液型注漿材料為A，B雙組分無(wú)機(jī)粉劑，在加水拌和后形成了兩組流動(dòng)度大，可操作時(shí)間長(zhǎng)的單組分漿液，使用雙液注漿泵或兩臺(tái)單液注漿泵注漿，在混合器進(jìn)行混合，適合封堵大股涌水。

特點(diǎn)：兩組分混合后形成速凝抗分散的膠狀漿體，并很快硬化形成速凝、早強(qiáng)、高強(qiáng)、耐久性好。在一定程度上，可以取代水泥—水玻璃漿液。

5.2 比利時(shí)De Neef ConchemInfiltra-Stop(IT注漿管)

該注漿管外徑為13 mm，內(nèi)徑為7 mm，注漿管上的微裂縫允許注漿材料通過(guò)它傳遞到地層中。當(dāng)注漿壓力使注漿管上的微裂縫打開(kāi)，注入的漿液便流出注漿管，填充到地層中，在注漿結(jié)束后，注漿管上的裂縫由于塑料自身復(fù)位力的作用而關(guān)閉。可以用0.1 MPa以上的壓力將管子裂縫打開(kāi)，優(yōu)點(diǎn)是可以重復(fù)注漿。

5.3 塑料防水板自動(dòng)鋪設(shè)和焊接機(jī)

塑料防水板自動(dòng)鋪設(shè)和焊接機(jī)施工速度快，焊縫牢固使塑料防水板的鋪設(shè)焊接實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，操作簡(jiǎn)單，節(jié)省了人工操作，提高了工作效率與安全性能。

例如德國(guó)厄恩茨堡隧道在鋪設(shè)防水板時(shí)所采用的就是塑料防水板自動(dòng)鋪設(shè)和焊接機(jī)，隧道全長(zhǎng)3 160 m,為雙線隧道，外徑12.36 m,雙層襯砌，采用2 m寬聚烯烴塑料薄膜。

5.4 帶注漿管止水條

帶注漿管止水條，它結(jié)合了緩膨型遇水膨脹止水條止水機(jī)理和方便安裝的優(yōu)點(diǎn)。在正常條件下依靠止水條自身的遇水膨脹來(lái)進(jìn)行止水，當(dāng)縫隙出現(xiàn)滲漏水時(shí)，可不必破壞結(jié)構(gòu)面進(jìn)行堵漏，直接利用預(yù)備注漿管并直接注入化學(xué)漿液，均勻填充到滲漏水的部位，從而方便快捷地將滲漏水堵住。注漿管型遇水膨脹止水條適合高等級(jí)地下防水工程的施工縫、沉降縫及其他建筑接縫。帶注漿管型止水條可增加止水條的強(qiáng)度，更便于安裝，并且易控制其膨脹方向。

主要性能指標(biāo)：最大吸水膨脹率150%～300%；高溫150 ℃不流淌；低溫-25 ℃不硬脆；耐水壓(20×30)mm可達(dá)1.5 MPa。

6 對(duì)未來(lái)隧道及地下工程防排水的展望

1)開(kāi)發(fā)新技術(shù)與新材料，降低施工成本，提高施工安全等級(jí)。

21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)對(duì)交通隧道的建設(shè)投資每年已逾千億元，這是一個(gè)巨大的市政投資建設(shè)。隨著新技術(shù)以及新工藝的不斷開(kāi)發(fā)，只有貫徹“引進(jìn)、消化、吸收、創(chuàng)新”的方針，才能使我國(guó)的交通隧道施工邁上一個(gè)新臺(tái)階，并且躋身于世界交通隧道建設(shè)的先進(jìn)行列。

2)實(shí)現(xiàn)分流管理，合理安排建設(shè)。

對(duì)于公路鐵路的運(yùn)行可采取分流運(yùn)行，將來(lái)往車輛進(jìn)行分類。把輕小型客車與重型貨車區(qū)別開(kāi)來(lái)采取分洞而過(guò)，這將延長(zhǎng)保護(hù)那些將要老化和設(shè)計(jì)要求過(guò)低的隧道的使用壽命，通過(guò)交通分流可以使隧道設(shè)計(jì)要求更加的明確，更加針對(duì)化。

3)保護(hù)沿線植被生態(tài)資源。

保護(hù)沿線植被將可以有效地減少水土流失，將直接的使隧道的滲漏水最大限度的減少，從而有效地從生物方面來(lái)減少隧道滲漏水量。

4)未來(lái)防排水施工方向。

隨著地下水資源的日益緊張及環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，未來(lái)防排水的原則是：防、排、截、堵相結(jié)合、因地制宜、綜合治理。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，隧道防排水未來(lái)的發(fā)展方向?qū)⑹且远滤疄橹?、堵排結(jié)合。

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On tunnel waterproof and drainage★

Cai Jiqi

(CollegeofCivilEngineeringandTransportation,LiaoningTechnicalUniversity,Fuxin123000，China)

In the current paper, some cases of seepage of tunnel construction in recent years are discussed, the seepage of norms and standards from abroad are introduced, and the status of waterproof and drainage engineering method in our country are mentioned. The technical requirements of tunnel waterproof and drainage engineering construction and quality control methods, and new technology, new material and application in engineering of waterproof and drainage are specifically elaborated. To reduce the seepage in engineering, the introduction of new materials and new equipments, construction material quality, the quality of construction process, etc. should be ensured and checked.

tunnel, underground engineering, waterproof and drainage, new technology, new material

2014-12-11 ★：國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)—神華集團(tuán)有限公司煤炭聯(lián)和基金資助(項(xiàng)目編號(hào)：51174268)

蔡冀奇(1994- )，男，在讀本科生

1009-6825(2015)06-0145-03

U453.6

A