防水型隧道主要技術(shù)措施和造價(jià)的探討

秦健

摘要：隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，地鐵隧道作為軌道交通建設(shè)中的重要構(gòu)筑物，在改善軌道交通線形、連接城市重要區(qū)域、減小軌道交通噪聲污染等方面起著無法替代的重要作用。在隧道運(yùn)營(yíng)過程中，滲漏水作為隧道結(jié)構(gòu)的主要病害，已經(jīng)成為軌道交通運(yùn)營(yíng)單位亟待解決的重要問題。

關(guān)鍵詞：防水型隧道;技術(shù)措施;造價(jià)

引言

隧道工程建設(shè)中，不僅要加強(qiáng)原材料質(zhì)量控制，做好支護(hù)工作，重視施工全過程質(zhì)量管理，按要求開展鋼筋工程和混凝土工程施工，確保每道工序質(zhì)量合格。還要重視防水施工，結(jié)合隧道工程現(xiàn)場(chǎng)施工具體情況，選用合適的防水設(shè)施，加強(qiáng)防水材料質(zhì)量控制。此外還有必要把握防水施工技術(shù)要點(diǎn)，加強(qiáng)隧道防水工程質(zhì)量控制，使其更為有效地運(yùn)行和發(fā)揮作用。但部分施工單位在隧道工程建設(shè)中，沒有嚴(yán)格把握防水施工技術(shù)要點(diǎn)，質(zhì)量控制意識(shí)淡薄，影響隧道防水施工質(zhì)量提升，需要采取改進(jìn)措施。

1隧道工程滲水危害及影響因素

1.1危害

近年來，我國(guó)隧道工程建設(shè)的需求越來越高，經(jīng)驗(yàn)越來越豐富。很多工程出現(xiàn)滲水問題都是由于防水施工過程中處理不當(dāng)造成的，施工中不良的施工環(huán)境對(duì)防水施工的挑戰(zhàn)非常巨大，會(huì)影響防水施工的進(jìn)度。同時(shí)，工程滲水會(huì)導(dǎo)致隧道的圍巖被侵蝕，穩(wěn)定性大大降低，嚴(yán)重威脅隧道工程的整體質(zhì)量與安全。此外，隧道工程在投入使用后，出現(xiàn)滲水也會(huì)導(dǎo)致工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞，整體工程結(jié)構(gòu)的受力會(huì)改變，給工程安全帶來嚴(yán)重威脅。

1.2影響因素

1.2.1材料及其相關(guān)機(jī)械設(shè)備

隧道工程建設(shè)一般規(guī)模較大，施工所需周期較長(zhǎng)，工序復(fù)雜，因此施工過程會(huì)用到大量建筑材料和大型機(jī)械設(shè)備。工程建設(shè)過程中，一方面，機(jī)械設(shè)備質(zhì)量的好壞，設(shè)備各項(xiàng)功能可否正常安全使用，操作手專業(yè)能力的高低，都會(huì)對(duì)工程防水質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響;另一方面，作為隧道工程建設(shè)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，施工材料的質(zhì)量對(duì)于工程整體質(zhì)量至關(guān)重要。施工材料的質(zhì)量不過關(guān)，很有可能會(huì)給防水施工的質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。

1.2.2施工人員專業(yè)素質(zhì)

一個(gè)工程在建設(shè)中質(zhì)量好壞很大程度上取決于施工隊(duì)伍的專業(yè)技術(shù)和綜合素質(zhì)。施工團(tuán)隊(duì)是奮戰(zhàn)在隧道工程建設(shè)一線的工作人員，只有管理人員、施工人員、機(jī)械設(shè)備操作手均提高施工技術(shù)，工程質(zhì)量才能得到良好保證。只有施工團(tuán)隊(duì)工作人員都具備扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，在施工過程中嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，才能保證隧道工程防水施工的質(zhì)量。

2防水型隧道主要技術(shù)措施

2.1隧道自防水

隧道主體結(jié)構(gòu)自防水由初襯自防水和二襯自防水組成。通過提高混凝土自身抗?jié)B指標(biāo)、自密實(shí)性能和抗裂性能，改善隧道自防水性能。初期支護(hù)的基本作用是加固、支護(hù)圍巖，其防水作用往往得不到重視。由于初期支護(hù)的厚度較薄，且采用噴射作業(yè)，其均勻性和密實(shí)度一般較差，難以抵抗較高的水壓力。提高初期支護(hù)的抗?jié)B性，可使初期支護(hù)承受一定水壓，達(dá)到一定防水效果。如廈門海底隧道初期支護(hù)的抗?jié)B指標(biāo)為P8，經(jīng)計(jì)算F4風(fēng)化深槽段初期支護(hù)承受的水壓為全水頭的30%。對(duì)于隧道二襯，除提高二襯混凝土抗?jié)B指標(biāo)外，還可通過摻加粉煤灰、抗裂纖維（如聚丙烯腈纖維、鋼纖維）等措施，改善其自防水性能。

2.2隧道外防水

隧道外防水在隧道防水施工當(dāng)中的應(yīng)用十分常見，能夠有效加固圍巖，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下水的有效控制。在實(shí)際施工當(dāng)中，應(yīng)該對(duì)注漿圈的厚度值進(jìn)行合理控制，確保其滿足設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)注漿圈圍巖滲透性的有效控制。在隧道結(jié)構(gòu)外部有效封堵滲水和涌水，降低隧道開挖斷面對(duì)隧道結(jié)構(gòu)造成的影響。在控制型防排水的施工過程中，此類方式能夠?qū)Φ叵滤鸬搅己玫南拗谱饔?。施工人員應(yīng)該對(duì)過往施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，確保注漿圈厚度值在滿足質(zhì)量要求的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)造價(jià)的合理控制。一般情況下，6m為其合理的厚度，如果厚度超過6m，其防滲效果的提升會(huì)減緩，同時(shí)，導(dǎo)致工程成本升高。在選擇隧道外防水的施工工藝時(shí)，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)施工環(huán)境的地質(zhì)分析，超前帷幕注漿、超前管棚、小導(dǎo)管注漿和中空系統(tǒng)錨桿注漿等是當(dāng)前采用的主要注漿工藝。超前帷幕注漿的方式主要應(yīng)用于隧道洞室四周。超前小導(dǎo)管注漿的方式則適用于圍巖狀況良好的環(huán)境當(dāng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)圍巖裂隙的有效處理。環(huán)向系統(tǒng)注漿錨桿應(yīng)用于襯砌初期支護(hù)當(dāng)中，對(duì)其進(jìn)行調(diào)整時(shí)應(yīng)該以地下水滲透量為依據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下水流經(jīng)通道的有效封閉。注漿處理工藝應(yīng)用于初期支護(hù)滲漏點(diǎn)當(dāng)中，能夠有效增強(qiáng)防水效果。

2.3附加防水

附加防水由隧道外包防水層和接縫防水兩部分組成。復(fù)合式襯砌中的防水層是隧道防排水技術(shù)的核心。防水層為不透水表面光滑的高分子防水卷材，通常采用LDPE、EVA、HDPE、ECB、PVC等材料。復(fù)合式襯砌的防水層設(shè)于初期支護(hù)與二次模筑襯砌之間，起到阻止地下水進(jìn)入二次襯砌的效果。為防止防水層被穿破出現(xiàn)滲流和竄流，在防水板與二次襯砌之間做縱向分段隔離，即為分區(qū)防水。通過分區(qū)防水，有效防止“一點(diǎn)失效，全線遭殃”的防水事故。采用分區(qū)防水措施，發(fā)生滲漏時(shí)只需對(duì)滲漏點(diǎn)所在防水分區(qū)進(jìn)行注漿堵水處理即可。接縫防水作為隧道附加防水的重要組成部分，其重要性在隧道設(shè)計(jì)中往往被忽視。為保證隧道的整體防水能力，避免出現(xiàn)防水薄弱環(huán)節(jié)，隧道變形縫應(yīng)設(shè)多道防水。如：廈門海底隧道在靠防水板側(cè)設(shè)帶注漿管的背貼式止水帶，在二襯混凝土中部設(shè)帶注漿管的中埋式橡膠止水帶，還在二襯混凝土表面施作厚度≥3cm的聚氨酯密封膠。

3防水型隧道造價(jià)管理措施

3.1工程概況

在某隧道工程當(dāng)中，隧道全長(zhǎng)距離為3.7km，隧道縱斷面為V形。該隧道位于水庫(kù)的下游位置，其與水庫(kù)的最短距離在200m左右，三心圓斷面為該防水型隧道的主要斷面形式。

3.2支護(hù)參數(shù)與防水措施

卵石層存在于隧道的拱頂位置，因此，其具有較強(qiáng)的透水性。淺埋段是水庫(kù)下游段隧道的主要形式，對(duì)于工程建設(shè)環(huán)境的要求較高。在選擇防水模式時(shí)，應(yīng)該根據(jù)不同區(qū)段的特點(diǎn)制定合理的設(shè)計(jì)方案。全封堵是水庫(kù)下游段隧道的主要防水原則，縱向排水管主要應(yīng)用于防水層外側(cè)當(dāng)中，在環(huán)向排水管的設(shè)置當(dāng)中，應(yīng)該對(duì)其間距進(jìn)行嚴(yán)格控制，采用控制型防水的模式可以增強(qiáng)其防水效果。在隧道外防水過程中，采用準(zhǔn)42mm超前小導(dǎo)管注漿和準(zhǔn)25mm中空系統(tǒng)錨桿注漿。在襯砌自防水中，C30混凝土應(yīng)用于初襯當(dāng)中，并采用1.2kg/m3的聚丙烯腈纖維進(jìn)行摻加。C35混凝土應(yīng)用于二襯當(dāng)中，P10為其抗?jié)B等級(jí)[5]。

3.3造價(jià)分析

在該工程當(dāng)中，16.2萬元為半包式防水襯砌每延米分部分項(xiàng)工程費(fèi)用，22.3萬元為全包式防水的工程費(fèi)用。其中，防水措施的增加造價(jià)為31505.7元，結(jié)構(gòu)受力的增加費(fèi)用為30581.8元。

4結(jié)語

水下隧道應(yīng)秉承“以堵為主、限量排放”和“全封堵”的防水設(shè)計(jì)理念，針對(duì)不同地層，結(jié)構(gòu)防排水方案分別采用全包式防水或控制型防排水模式。防水型隧道通過隧道外防水、自防水及附加防水措施達(dá)到“全封堵”或“限量排放”的防水目標(biāo)。采用“全封堵”或“限量排放”的防水設(shè)計(jì)理念，雖然前期工程投資有所增加，但環(huán)境效益、社會(huì)效益明顯，且后期排水費(fèi)用大幅降低，工程全生命周期費(fèi)用增加不大，在環(huán)境要求高的工程中應(yīng)推廣采用。

參考文獻(xiàn)：

[1]? 張玉.公路隧道防排水的施工控制方法及其質(zhì)量控制措施[J].智能城市，2018，4（12）：86-87.

[2]? 潘以恒.風(fēng)化花崗巖隧道礦山法施工對(duì)地下水環(huán)境影響研究[D].武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2018（11）：23-16.

[3]? 徐小明.隧道襯砌結(jié)構(gòu)防水選型綜述[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2017（29）：183-184.

（作者單位：山東科技職業(yè)學(xué)院）