蔣 蕾 張向東 信長(zhǎng)昊 高 天

(遼寧工程技術(shù)大學(xué)土木工程學(xué)院,遼寧 阜新 123000)

1 隧道防排水系統(tǒng)

隧道多因地下水發(fā)育、隧道壁局部滲水、遇到斷層帶、巖石破碎、裂縫發(fā)育等原因而出現(xiàn)涌水。在隧道防排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意觀察記錄出水口位置、水量、進(jìn)水量、變化規(guī)律、供水水質(zhì)組成，以便改進(jìn)防排水措施。在設(shè)計(jì)過程中，要保證隧道排水平穩(wěn)，避免路面積水。首先，在滿足最不利條件時(shí)，道路側(cè)溝的排水應(yīng)滿足排水要求，且側(cè)溝不能溢流。其次，從路邊溝到泵房的橫切溝(管)此時(shí)也應(yīng)該滿足設(shè)計(jì)要求。橫切溝一般位于隧道水流交匯處的最低點(diǎn)，容易產(chǎn)生匯流和涌水，因此，排水橫切溝應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。最后，排水泵房也應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。泵房需要及時(shí)和快速地清除隧道中的水，以確保運(yùn)行車輛的安全通過[1]。

隧道開挖后，根據(jù)周圍各級(jí)巖石地下水的發(fā)育情況，在巖石表面的圓周方向鋪設(shè)了Ω型彈簧排水管，將周圍巖石的滲水排入基底的縱向水管，使隧道初始支護(hù)中的排水良好。二次襯砌后，為了有效地去除二次襯砌后的回水，在初始支撐與防水層之間設(shè)置一定距離的排水盲管，然后盲管與底部的縱向排水管連接。水通過橫向?qū)芰魅胫袦?，并排出隧道。作為第一防水措施，在初始支撐物和二次襯里之間鋪設(shè)復(fù)合防水膜。再次襯砌采用防水混凝土，側(cè)墻采用二次防水措施[2]。

2 防水板施工技術(shù)

2.1 基層處理

基層處理由兩部分組成。一種是對(duì)基體表面的處理，二是出口點(diǎn)的處理。在處理地基時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行支護(hù)平整，然后再鋪設(shè)防水層。平整作業(yè)主要包括側(cè)墻補(bǔ)救噴平、拱補(bǔ)救噴平和底砂漿平整。如果發(fā)現(xiàn)暴露的螺栓或鋒利的鋼筋，應(yīng)立即將其拆除，并與水泥砂漿順利混合。在處理出水口時(shí)，應(yīng)處理支撐表面的漏水，然后鋪設(shè)防水板，再鋪設(shè)工程排水管道，使累積的水流順利流入側(cè)溝。當(dāng)然，灌漿也可以用來塞水。在基面達(dá)到干燥要求后，可以鋪設(shè)防水板。

2.2 鋪設(shè)防水板

選擇無釘鋪裝操作，用木制楔子固定側(cè)墻。每個(gè)不動(dòng)點(diǎn)和下一個(gè)不動(dòng)點(diǎn)應(yīng)保持在1.0 m。拱的間距可保持在0.5 m～0.7 m之間。固定操作完成后，防水板從拱頂逐漸鋪設(shè)至拱腳。此時(shí)倒拱面應(yīng)高于防水板，以有效提高防水效果。在設(shè)置防水板時(shí)，防水板的周長(zhǎng)應(yīng)超過基面周長(zhǎng)，避免密排。在混凝土澆筑作業(yè)結(jié)束時(shí)，檢查防水板是否與噴射混凝土支撐的混凝土表面緊密相連。如果與混凝土的黏附程度太緊，可能會(huì)導(dǎo)致防水板爆裂，反之，防水板之間會(huì)有皺紋。在倒拱面上鋪設(shè)防水板時(shí)，應(yīng)注意將防水板在側(cè)墻的角上展開，使側(cè)墻可以綁緊。一般來說，圈的長(zhǎng)度應(yīng)該超過10 cm。

2.3 焊接防水板

防水板固定后，啟動(dòng)熱焊機(jī)焊接防水板的重疊接縫。如果采用雙面焊，焊縫寬度應(yīng)保證超過10 cm。在進(jìn)行縱向和周向連接之前，去除多余的研磨材料[3]。

3 噴涂防水層施工技術(shù)

1)向大面積漏水的地方噴灑防水砂漿，防止基面繼續(xù)漏水。若流速過大，應(yīng)先將排水管道嵌入，再噴灑防水層，使排水得以順利進(jìn)行。

2)穩(wěn)定的噴射混凝土和錨支撐，確保噴灑后不偏離防水層。去除過大的鋼筋和螺栓，充分保證噴射層達(dá)到平滑的要求。

3)防水層施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)與開挖面保持適當(dāng)距離，防止防水層對(duì)開挖面的爆破破壞。

4)科學(xué)合理地控制防水層配比，均勻混合。如果噴灑面積小，可直接采用人工噴灑。相反，采用了機(jī)械噴灑。

5)噴嘴與墻壁的距離應(yīng)為0.5 m～0.8 m，以避免距離過遠(yuǎn)。同時(shí)，注水壓力應(yīng)大于0.3 MPa。噴灑時(shí)，從下到上的順序應(yīng)嚴(yán)格遵守。噴灑厚度應(yīng)保持在1 mm～2 mm之間。通常噴灑3次～4次，間隔時(shí)間每次應(yīng)少于4 h。

6)在噴涂時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理滲漏點(diǎn)，在防水層不再發(fā)生滲漏問題時(shí)，應(yīng)噴涂水泥砂漿進(jìn)行防水保護(hù)。

7)在建設(shè)防水層時(shí)，時(shí)間間隔應(yīng)保持在5 d～10 d內(nèi)。完成防水層施工和澆筑混凝土。在噴涂防水層時(shí)，應(yīng)注意及時(shí)修復(fù)滲漏[3]。

4 襯砌縫隙防水施工技術(shù)

公路隧道的防水薄弱環(huán)節(jié)是襯砌施工縫和沉降縫。在公路兩旁澆筑的混凝土經(jīng)干固后收縮時(shí)，應(yīng)立即妥善處理，否則會(huì)發(fā)生漏水。這就要求施工單位高度重視施工接頭和沉降接頭的處理。其中，可采用背式防水帶防止施工接頭滲漏，可采用中埋橡膠防水帶防止沉降接頭滲漏[3]。

4.1 膨脹式止水帶可用于防止施工縫滲漏

膨脹橡膠止水帶施工方法簡(jiǎn)單。一般來說，止水帶寬是30 cm。施工接頭的中心以中間的橡膠O形環(huán)為中心，O形環(huán)的外表面平坦。用鋼模板夾緊固定時(shí)，接觸面增大，發(fā)生防水脫位。在止水帶兩側(cè)加設(shè)安裝孔，并通過安裝孔將鋼筋與相鄰的鋼筋連接，以確保止水帶的混凝土放置不發(fā)生位移。為了防止混凝土安裝過程中的滲漏，模板必須牢牢地處理好[4]。襯砌混凝土和變形裂縫需采用止水帶施工。在施工過程中，有必要采取有效的加固和碎石處理方法。如果止水帶被切斷或損壞，則需要及時(shí)更換或修復(fù)[5]。

4.2 采用中埋式橡膠止水器可防止沉降處漏水

橡膠止水的關(guān)鍵是正確的位置。具有圓孔的膨脹接頭必須在變形接頭中間。因?yàn)橹顾鞯墓潭梢栽谙鹌そ钌洗蚩?，所以在混凝土澆筑時(shí)必須保證其穩(wěn)定性和堅(jiān)定性，可避免混凝土澆筑中止水帶運(yùn)行位置引起的變形接頭寬度不同，變形大大減小?，F(xiàn)在可行的方法是在模板上做文章。關(guān)鍵模板必須有槽，以便固定橡膠止水帶。首先將膨脹接頭的混凝土澆成兩半。這一半所用的模板必須有槽?，F(xiàn)在，模板是由膠合板制成的。最簡(jiǎn)單的方法是用膠合板。用兩個(gè)膠合板組件將兩個(gè)模板的邊緣切割成45°，將兩個(gè)模板組合成一個(gè)凹槽。只有這樣才能固定止水帶。當(dāng)然，最好用木制的模板和插槽機(jī)[6]。

5 軟式透水管施工技術(shù)

軟透水管一般由涂膜層、濾層、透層和內(nèi)螺旋鋼絲組成。覆層中的經(jīng)紗是由高強(qiáng)度的Tedo或尼龍紗制成的，緯紗是由特殊的纖維制成，橫向和縱向纏繞。具有足夠的抗拉強(qiáng)度，能被外力拉伸而不破裂，能承受足夠的土壤壓力，耐酸堿能力強(qiáng)，在水質(zhì)和土壤質(zhì)量上能抵抗有機(jī)或無機(jī)化學(xué)成分腐蝕；過濾層采用透水性尼龍土工織物，有效過濾和防止泥沙進(jìn)入管道；透水土工織物是非織造土工織物，具有過濾作用；使地下水在水壓作用下快速進(jìn)入管道，不易滲出；螺旋鋼絲是經(jīng)過防腐處理后涂上聚氯乙烯(PVC)材料的高強(qiáng)度彈簧鋼絲，它將外部載荷分布在管道周圍，具有足夠的壓縮和壓平阻力。軟透水管采用毛細(xì)管現(xiàn)象和虹吸原理，集吸水、透水性和排水于一體，排水能力強(qiáng)[7]。

6 中央排水溝的施工技術(shù)

婁霜，高勁松[8]通過試驗(yàn)表明，濾層坡度、滲流坡度、滲透孔密度、孔徑等影響中央排水溝的集水能力。為此，對(duì)中央排水系統(tǒng)提出了以下優(yōu)化思路：

1)提高透水性孔隙密度和孔隙直徑。在一定程度上，滲透孔的密度和直徑越大，中央排水溝每米的集水能力越強(qiáng)。因此，在隧道富水段可以適當(dāng)增加中央排水溝透水孔的密度和直徑。

2)改善過濾層的分級(jí)條件。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，濾層中的泥砂越多，中央排水溝的集水能力越差。因此，在施工中應(yīng)選擇表面清潔、粒徑適中的礫石作為過濾層。

3)縮短橫向排水管間距，調(diào)水，減輕中央排水溝的集水負(fù)擔(dān)，達(dá)到排水系統(tǒng)暢通的目的[8]。

7 排水邊溝的施工技術(shù)

一般情況下，隧道外的路面水是不允許進(jìn)入隧道的。通常，隧道內(nèi)路面沒有水，路邊溝渠主要用于排放路面清潔水和車輛側(cè)翻灑出的液體，這部分水量一般很小。排水邊溝有矩形和圓形兩種。目前，圓形邊溝應(yīng)用較廣泛，這主要是由于邊溝水量少。更重要的是，圓形側(cè)溝便于標(biāo)準(zhǔn)化施工，可集中預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)組裝，施工速度快[9]。施工單位在施工中應(yīng)嚴(yán)格遵守圖紙要求。側(cè)溝施工完成后，必須保證結(jié)構(gòu)尺寸與設(shè)計(jì)一致，縱坡平整，無排水障礙。側(cè)面和蓋子也必須是平的。常見的類型有：矩形截面邊溝、梯形截面邊溝、蓋板邊溝、碟形截面邊溝。溝渠有多種形式，各有優(yōu)缺點(diǎn)。在設(shè)計(jì)形式的選擇上，應(yīng)從公路等級(jí)、防護(hù)要求、施工條件、工程造價(jià)等方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和選擇。在充分發(fā)揮側(cè)溝排水功能的同時(shí)，應(yīng)注意原設(shè)計(jì)[10]。排水溝的設(shè)計(jì)非常重要。為了加快運(yùn)輸車輛溢出的易燃有毒液體的排放，減少其在路面上的停留時(shí)間和擴(kuò)散面積?；炷僚潘畟?cè)溝應(yīng)在車道的右側(cè)開通，并與混凝土排水管道配合，使其能在一定程度上排水，還應(yīng)具有防火隔火的功能。排水溝應(yīng)在一定范圍內(nèi)隔開，如果打通會(huì)有很多缺點(diǎn)，但是可以通過安裝一盒倒虹吸裝置來解決。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)是它能阻止火災(zāi)并防止火災(zāi)發(fā)生。油水分離罐應(yīng)安裝在主排水管上。分離罐的污水將被處理和排放。在計(jì)算污水流放量時(shí)，應(yīng)考慮豎向曲線設(shè)置對(duì)縱向坡度的影響。在設(shè)計(jì)縱向排水管道時(shí)應(yīng)考慮空間因素，以滿足最小縱向邊坡調(diào)整的需要[11]。

8 結(jié)語

隨著地上可利用建筑土地資源日益減少，地下空間工程建筑變得尤為重要起來，然而面對(duì)我國(guó)大部分地區(qū)處于富水地帶，這就給施工帶來很大困難。但是國(guó)家科技進(jìn)步飛快也為開展隧道防排水技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展提供了便利條件，公眾隧道防排水技術(shù)層出不窮，但現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和施工工藝仍需要加強(qiáng)。部分隧道防排水方法尚處理論階段，相信在不久的將來會(huì)有很大的突破與飛躍，也會(huì)有更多更好的防排水技術(shù)相繼出現(xiàn)。