李瑞堯

摘要：城市快速路隧道的防排水設(shè)計一直是隧道設(shè)計工作者關(guān)注的重點和難點問題。文章對目前常用的城市快速路隧道防排水技術(shù)措施作了介紹，結(jié)合作者參與的實際工程對隧道防排水的設(shè)計與施工做了論述。

關(guān)鍵詞：城市快速路隧道；防排水設(shè)計；環(huán)向排水；盲管防水卷材

中圖分類號：U416.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-2374(2009)03-0098-02

一、概述

目前我國城市建設(shè)正處在大規(guī)模的建設(shè)時期，城市道路的建設(shè)投入逐年增加，從東向兩、從南到北的城市道路快速干線網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)在全世界人民的面前，特別是繼西部大開發(fā)后成為繼工業(yè)、農(nóng)業(yè)、貿(mào)易、水電之后的支柱產(chǎn)業(yè)。隧道工程則是城市道路的重要組成部分之一，尤其是在高樓林立，居民多雜，地形起伏多變等市區(qū)，當(dāng)城市快速路經(jīng)過這里遇到地形障礙時，常常是采用隧道穿行，這樣不但可以縮短線路長度、減緩縱坡坡度，從而提高運行速度和運輸條件。隧道是一種地下構(gòu)筑物，地層中存在各種地下水，因而隧道在建成后總是處在各種地下水的包圍之中。地下水無孔不入。南于隧道設(shè)計、施工或使用過程中的有害擾動而造成的隧道防排水體系的任何缺陷，都可能引起隧道滲漏水。這就是隧道滲漏水防不勝防、各類隧道都可能發(fā)生滲漏水的原因。因而防排水技術(shù)在隧道工程中的尤顯重要。

二、城市快速路隧道防排水設(shè)計與常用的防排水措施

目前，城市快速路隧道設(shè)計中的防排水措施有：根據(jù)隧道的水文地質(zhì)條件，設(shè)計由(帷幕注漿，由于資金問題一般未采用)、環(huán)向排水管、縱向排水管和隧道兩側(cè)的排水邊溝或隧道路面之下的中央排水溝構(gòu)成的完整排水系統(tǒng)；插圖在復(fù)合式襯砌之間設(shè)置防水卷材加土工布構(gòu)成的防水層。筆者曾參加已建成的廣州市新光快速路第七標(biāo)段新光隧道和花城大道隧道的建造。結(jié)合在新光隧道和花城大道隧道施工中的經(jīng)驗，淺談隧道防排水技術(shù)的心得。

1．環(huán)向排水盲管。環(huán)向排水盲管的作用是在巖面與初期支護(hù)噴射砼之間、初期支護(hù)噴射砼與防水卷材之間提供過水通道，并使之下滲匯集到縱向排水管。環(huán)向排水管的設(shè)置視地下水施工滲漏情況具有較大的靈活性，表現(xiàn)為：

(1)當(dāng)圍巖滲水嚴(yán)重時，巖面與初期支護(hù)噴射砼之間、初期支護(hù)噴射砼與防水卷材之間都應(yīng)當(dāng)設(shè)置環(huán)向排水盲管，滲水較少時，只在初期支護(hù)噴射砼與防水卷材之間設(shè)置，如果沒有滲水或滲水極少，則可以不設(shè)。

(2)當(dāng)圍巖滲水嚴(yán)重時，環(huán)向排水盲管的縱向間距小，滲水量少時，縱向間距加大。目前工程上使用的環(huán)向排水管通常為涂塑彈簧外裹玻璃纖維布或塑料濾布構(gòu)成，稱為彈簧排水管(排水盲管)，直徑為5～8cm。檢查彈簧管質(zhì)量時，首先檢查玻璃纖維布或塑料濾布是否套緊；其次檢查彈簧涂塑層是否均勻，涂層有無老化；然后用直尺量測彈簧管的直徑，檢查是否與設(shè)計尺寸一致；最后從軸向和橫向用力壓彈簧管，觀察其是否有較大的塑性變形，孔徑是否有異常變化。隧道圍巖中的地下水是隨季節(jié)與年份的變化而變化的，施工中經(jīng)常因隧道滲水量少或無滲水而擴(kuò)大彈簧排水管的間距。因此，施工檢查中首先要按要求布設(shè)環(huán)向彈簧排水管，要保證基本間距，局部涌水量大時還應(yīng)適當(dāng)加大其密度。其次，安裝時彈簧排水管應(yīng)盡量緊貼滲水巖壁，盡量減小地下水由圍巖到彈簧排水管的阻力。第三，彈簧排水管布置時沿環(huán)向應(yīng)盡量圓順，尤其在拱頂部位不得起伏不平。第四，彈簧排水管安裝時應(yīng)先用鋼卡等固定，在用噴射砼封閉。最后應(yīng)檢查彈簧排水管與下部縱向排水盲管的連接，確保彈簧排水管暢通。

2．縱向排水管沿隧道縱向設(shè)置在襯砌底部外側(cè)的透水盲管。目前常用的縱向盲管是直徑為10cm的彈簧排水盲管或帶孔軟式透水管。縱向排水管的作用是將環(huán)向排水管和防水卷材墊層排下的水匯集并通過橫向排水管排除。縱向排水管應(yīng)按一定的排水坡度安裝，中間不得有凹陷、扭曲等，以防泥沙在這些位置淤積、堵塞排水管。在安裝前，用素砼整平安裝基面?？v向排水管施工前應(yīng)進(jìn)行以下檢查：

(1)排水管材質(zhì)及規(guī)格檢查。塑料制品若保存不當(dāng)極易發(fā)牛老化，可目測管材的色澤和管身的變形；輕輕敲擊觀察管體是否變脆；用卡尺或鋼尺量管徑與管壁，檢查其是否與設(shè)計要求相符。

(2)管身透水孔檢查?？v向排水盲管主要有兩個作用：一是將環(huán)向排水管下流之水經(jīng)其排至橫向排水管；二是將防水卷材阻擋之水經(jīng)縱向盲管上部透水孔向管內(nèi)疏導(dǎo)。為了實現(xiàn)其第二項功能，盲管上的透水孔必須有一定的規(guī)格并保證有一定的間距。在縱向盲管安裝前，必須用直尺檢查鉆孔的孔徑和孔間距。

在施工過程中應(yīng)進(jìn)行以下檢查：(1)安裝坡度檢查?？v向排水盲管通常位于襯砌的兩下角，需要從路面水平下挖一定深度才能達(dá)到設(shè)計標(biāo)高。有時施工條件極為不利，施工較容易出現(xiàn)管身高低起伏不定，平面上忽內(nèi)忽外的現(xiàn)象。在這種情況下，隧道建成后縱向盲管容易被淤砂堵塞，或被冰凍封堵，造成縱向排水不暢。因此，施工中一定要為縱向盲管作好基礎(chǔ)，用坡度尺檢查，測定縱向盲管的坡度，使地下水進(jìn)入盲管后在一定的坡度下按指定的方向流動。(2)包裹安裝檢查?？v向盲管在布設(shè)時必須注意其細(xì)部構(gòu)造。首先應(yīng)用土工布將縱向排水管包裹，使泥砂不得進(jìn)入縱向盲管。其次，應(yīng)用防水卷材半裹縱向盲管，使從上部下流之水在縱向盲管的位置盡量流入管內(nèi)，而不讓地下水在盲管位置縱橫漫流。因此，施工時要認(rèn)真檢查縱向盲管的包裹安裝情況，杜絕粗放施工，為隧道后期排水創(chuàng)造條件。(3)與上下排水管的連接檢查?？v向排水管在整個隧道排水系統(tǒng)中是一個中間環(huán)節(jié)，起著承上啟下的作用，施工中應(yīng)注意檢查上部環(huán)向排水管與縱向排水盲管的連接。一般采用環(huán)向排水盲管與橫向盲管簡單搭接的方式，避免兩管之間被噴射砼隔斷。其次還應(yīng)注意檢查縱向排水盲管與橫向盲管的連接。一般采用三通管連接，三通管留設(shè)位置應(yīng)準(zhǔn)確，接回頭應(yīng)牢靠，防止松動脫落。

3．橫向排水管。橫向排水管位于襯砌基礎(chǔ)和路面的下部，布設(shè)方向與隧道軸線垂直，是連接縱向排水盲管和中央排水管的水力通道。橫向排水管通常為硬質(zhì)塑料管，施工中先在縱向盲管上預(yù)留接頭，然后在路面施工前接長至中央排水管。對橫向盲管的檢查，主要是接頭應(yīng)牢靠、密實，保證縱向盲管與中央排水管間水路暢通，嚴(yán)防接頭處斷裂。致使縱向盲管排出之水在路面下漫流，造成路面翻漿冒水，影響行車安全；其次是在橫向盲管上部應(yīng)有一定的緩沖層，以免路面荷載直接對橫向盲管施壓，造成橫向盲管破裂或變形，影響起正常的排水功能。

4．中央排水管。中央排水管是隧道最后的排水設(shè)施，它將襯砌背后的滲水匯集排出隧道，進(jìn)入路基排水邊溝。中央排水管采用帶孔預(yù)制砼管拼接而成，縱向間隔一定距離設(shè)置沉砂井和檢查井。其作用主要有：一是集中排放上游管路流來的地下水；二是通過其上部的眾多小孔(12mm左右)疏排路基中各種積水。中央排水管安裝前應(yīng)進(jìn)行外觀的檢查，內(nèi)容包括：(1)預(yù)制管段的規(guī)整性。用鋼尺量測管段直徑，觀察管

身是否變形或有嚴(yán)重裂縫；檢查管身部透水孔是否暢通；(2)管壁的強(qiáng)度。用石塊輕敲管壁，檢查砼強(qiáng)度是否滿足設(shè)計與施工要求；對疏松掉塊者，必須棄之不用。

中央排水管在施工過程中應(yīng)檢查以下內(nèi)容：(1)中央排水管基礎(chǔ)檢查。中央排水管應(yīng)隧道所在的地區(qū)的不同，埋置深度在0.5～2m之間。施工時先挖基槽，整平基礎(chǔ)，然后再鋪設(shè)管段，最后回填壓實。其中最重要的一個環(huán)節(jié)是處理管段基礎(chǔ)。在軟巖或斷層破碎帶區(qū)段施工中，應(yīng)將不良巖(土)體用強(qiáng)度較高的碎石替換，并用素砼找平基礎(chǔ)，使基礎(chǔ)既平整又密實，為管段順利鋪設(shè)創(chuàng)造條件。施工中應(yīng)特別注意檢查基礎(chǔ)的坡度，不僅總體坡度應(yīng)符合要求，而且局部的幾個管段間也應(yīng)符合要求，盡量避免高低起伏。(2)管段鋪設(shè)檢查。管段鋪設(shè)時，首先要保證將具有透水孔的一面朝上。管段逐個放穩(wěn)后，再用水泥砂漿將段間接縫密封填實。待砂漿凝固后，應(yīng)逐段進(jìn)行通水試驗，發(fā)現(xiàn)漏水，及時處理。之后用土工布覆蓋管段透水孔，在橫向盲管出口處注意與中央排水管和連接方式?；靥顣r注意保護(hù)管段的穩(wěn)定及其上部透水性。

三、防水卷材及其墊層的設(shè)計與施工要求防水層是隧道防水技術(shù)的核心

防水層由防水卷材及其墊層組成。防水卷材的作用是將地層滲水拒于二次襯砌之外，以免水與二次襯砌接觸并通過二次襯砌中薄弱環(huán)節(jié)滲入隧道。墊層的主要作用是保護(hù)防水卷材，使防水卷材免遭尖銳物的刺傷。防水卷材多為合成高分子卷材，種類繁多。防水卷材鋪設(shè)時有不同的工藝，其差別主要表現(xiàn)在防水卷材的固定上和板間的搭接方法上。防水卷材在厚度和寬度上有不同的規(guī)格，使用時有環(huán)向鋪設(shè)和縱向鋪設(shè)兩種。為了保證接茬的密封質(zhì)量，一般來兩幅卷材接茬處都要搭接10cm，卷材接茬有冷粘法和熱合法兩種。防水卷材往洞壁上的固定方法也有兩種：一是有釘鋪設(shè)法，二是無釘鋪設(shè)法。

四、復(fù)合式襯砌防水層的施工技術(shù)要求

1．噴射砼基面的施工要求噴射砼基面時，應(yīng)該注意以下技術(shù)要求：(1)噴射砼必須平整，噴射砼相鄰兩凸點間的凹深與噴射砼相鄰兩凸點間的間距的比值應(yīng)≤1/6，拱部應(yīng)≤1/8；(2)基面不得有鋼筋、凸出的管件等尖銳突出物。否則要進(jìn)行割除，并在割除部位用砂漿抹成圓曲面，以免防水層被扎破；(3)隧道斷面變化或轉(zhuǎn)彎時的陰角應(yīng)抹成R≥5cm的圓??；(4)底版基面要求平整，無大的明顯的凹凸起伏；(5)噴射砼強(qiáng)度要求達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度；(6)防水層施工時不的有明水，如有明水應(yīng)采取封堵或引排措施。

2．防水卷材的鋪設(shè)要求防水卷材的施工應(yīng)該注意以下幾點要求：(L)防水卷材必須與噴射砼密粘。在拱頂，在1m²范圍內(nèi)塑料板不得下凹或呈水平狀；(2)塑料板不能有劃破、扯破、扎破的現(xiàn)象，如有，必須進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)的補(bǔ)釘不能過小，離破壞邊沿不得小于7cm；(3)接縫處必須緊密，搭接寬度不得小于10cm；(4)射釘補(bǔ)塊必須嚴(yán)密，強(qiáng)度必須滿足施工要求。

五、結(jié)語

綜上所述，隧道防水應(yīng)遵循“防、排、堵、截，因地制宜。綜合治理”的原則，切實搞好隧道的防排水，為隧道今后的安全運營提供良好的保障。