连拱隧道防排水方案优化

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 连拱隧道防排水方案优化 摘要：连拱隧道防排水是当前连 拱隧道设计和施工的重点和难点之一， 也是造成连拱隧道突出的质量通病根源 所在，一直是当前比较复杂且悬而未决 的难题。目前，许多从事连拱隧道设计、 研究和施工的人员在专门研究连拱隧道 的防排水技术和中墙渗漏水的治理技术。 中国论文网 /2/view-12900127.htm 关键词：连拱隧道方案优化 防 排水技术 U453.6 连拱隧道的防排水，涉及有地面 和洞内纵、环和垂直方向三维空间的防 水、排水，有洞内隐蔽管道、暗沟和洞 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 外明沟的防水排水，因而是立体空间的 防排水系统工程。连拱隧道防排水与分 离式隧道不同之处，在于它的重点和难 点集中在中墙的防排水问题上。 一、公路隧道的防排水原则 交通部颁布的公路隧道设计规 范 （JTG D702004） 、铁道部颁布的 铁道隧道设计规范 （TBJ-85）规定， 隧道防水应遵循“ 防、排、截、堵结合， 因地制宜，综合治理” 的原则。 二、当前公路连拱隧道的防排水 设计 1. 连拱隧道中墙防排水设计 连拱隧道与分离式隧道防排水设 计相比较，中墙的防排水是连拱隧道特 点，也是目前连拱隧道建设的重点，难 点，中墙防排水的好坏，直接影响隧道 质量评价。 早期修建的连拱隧道，多数在中 隔墙顶中央设置一根纵向排水管，间隔 一定纵向距离（如 25m）设置竖向排水 管将水排至边沟或中央排水沟。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 采用这种防排水方法修建的隧道， 绝大部分出现了严重的渗漏水问题，其 主要原因如下： （1）设计方面：a) 纵向排水管 高于中墙顶部纵向施工缝，必然导致渗 水往低处的施工缝渗透，即使采取止水 带、止水条进行施工缝防水，也不可能 保证在长期运营中不渗漏；b)纵向排水 管是有孔 PVC 管，如果管身上半部打 孔，水只有积集到一定高度后才能进入 排水系统，此时极易从施工缝渗出；如 果管身下半部打孔，则排水管完全失效， 因为渗水能从一处进入排水管，就必然 能从较低的另一处流出排水管，渗水总 能在中隔墙顶部漫流，只要防水板稍有 失效，就必然从施工缝薄弱位置渗出； c)正洞初期支护支撑在中隔墙顶，锚固 螺栓必然穿过防水板，看似封闭完整的 防水板因多处穿孔无法严格密封而失去 防水作用。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 （2）施工方面，由于中隔墙浇 筑后，墙顶回填和防排水施工空间狭小， 施工质量难以保证，从而引发以下问题： a)防水板预留接茬在中墙顶部回填和正 洞开挖时破损严重，不能良好搭接；b) 纵向排水管的排水坡度不能保证，排水 效果不佳；c)中墙顶部回填不密实，地 下水极易汇集；d) 中墙顶部纵向排水 设施在施做中墙顶部回填时极容易被破 坏，从而造成中墙排水系统瘫痪，起不 到排水效果；e)施工缝止水条（带）安 装质量不佳。 2. 衬砌混凝土防水 混凝土衬砌是隧道防水的最后一 道防线。根据结构受力的不同，混凝土 衬砌的厚度一般在 3060cm 之间。目 前一般在衬砌混凝土设计中都要求其抗 渗标号达到 S6。如果混凝土的配比得 当，施工中振捣充分，不出现漏浆和走 模等意外情况，完工后的衬砌不出现裂 缝，在壁后水压不是特别大的情况下， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 渗水是不易从衬砌的外侧渗至衬砌的内 侧的。然而，事实上目前的许多隧道在 建成后，衬砌的一些部位仍出现了渗漏 水现象，特别是在衬砌的施工缝处更是 容易发生渗漏。这表明目前隧道的混凝 土衬砌在设计、施工等方面仍有待改进， 通过合理设计、精心施工，使混凝土密 实不裂，使施工缝的防排水构造合理， 保证整个混凝土衬砌防水可靠。 3.隧道排水系统 隧道的排水与隧道的防水具有同 样的重要地位。对于已从围岩渗出的地 下水，如果只堵不排，造成水压升高， 渗水会以两层防水构造的细微缺陷为通 道渗至衬砌表面。现代的隧道排水都有 一个完整的体系，一般由疏导排水和管 沟排水两大部分组成。疏导排水是指将 围岩渗（流）至初期支护表面的水引排 到隧道纵向排水盲管或其它排水通道的 工程措施；管沟排水则是指将疏导至纵 向盲管的地下水通过管道（沟）引排到 隧道之外的整个排水管网。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 三、高速公路连拱隧道防排水施 工缺陷现场调查 1 . 初期支护施作 型弹簧排水 半管后依然渗漏严重。 2. 侧墙纵向排水管施工存在不合 理 主要存在的问题：1）PVC 排水 半花管的上半断面的孔眼布设不合理； 2）纵向排水管未施作基座或基座施作 未按设计图纸施作；3）排水管上部的 滤水碎石施作不规范；4）纵向排水管 施作工序不对；5）施作纵向排水管基 座时对纵向排水管污染严重，严重损坏 了排水管的排水性能；6）排水管施作 没有紧靠侧墙，二次衬砌侧墙基础被纵 向排水管侵占过多，二次衬砌混凝土结 构受力存在问题；7）纵向排水管安设 坡度未按设计图纸施作，造成纵向排水 管排水不良。 通过对防水板施工质量进行调查， 发现在隧道施工中，防水板的施作存在 很多质量通病，防水板在铺设过程中， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 常见质量缺陷有以下几种缺陷：1）防 水板热熔粘结过程中防水板熔化、破坏； 2）铺设防水板时未按照热熔法进行施 作；3）防水板局部出现破损时，未修 补或修补质量差；4）防水板铺设前应 对初期支护进行一系列的处理措施以确 保防水板铺设质量，但是在施工中没有 进行处理；5）防水板的的接缝施工质 量不高，造成接缝开裂，防水板整体防 水效果失效。 四、 高速公路连拱隧道防排水 缺陷原因分析 1. 客观原因 客观原因主要由三方面组成，其 一是材料自身的缺陷造成防排水的质量 缺陷；其二是设计方面的缺陷造成防排 水的质量缺陷；其三施工环境的局限性 造成防排水的质量缺陷。 2.主观原因 隧道防排水质量缺陷很大一部分 原因是由于人为因素造成的，这些质量 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 缺陷在施工中如果得到足够的重视是完 全可以避免的。主观原因主要由三方面 组成，其一是技术人员防排水意识淡薄， 没有充分认识到隧道防排水的重要性； 其二是施工方案存在不合理，没有及时 改善施工中因施工方案不合理造成的防 排水缺陷；其三是技术人员质量意识淡 薄，在自检环节中没有对存在问题及时 进行总结处理。 五、 高速公路连拱隧道防排水 系统施工方案优化 通过连拱隧道防排水施工中存在 的质量缺陷的研究可知，造成防排水系 统施工质量缺陷主要由客观和主观两方 面的因素组成，主观因素主要是人为因 素，然而人为因素在施工中通过对施工 人员的培训、管理，加强上下工序的交 接检查，发现问题及时处理，严格按照 图纸设计、施工规范和合理的施工方案 进行施工，同时加强施工薄弱部位和关 键部位的抽查，人为因素造成的防排水 施工质量缺陷可以杜绝；然而客观因素 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 造成的防排水缺陷是施工中无法避免。 针对客官因素造成的防排水施工中的质 量缺陷，提出下面施工优化方案解决这 些质量缺陷。 1.材料缺陷造成的防水板布设质 量缺陷的解决方案 解决防水板热熔粘结出现的质量 缺陷有两种解决方案：1）不采用热熔 粘结的防水板铺设工艺，从目前国内外 的防水板铺设工艺来看，防水板主要有 无钉热合铺设法、有钉冷粘铺设法和多 点复合免定穿铺设法，各种防水板的铺 设工艺在我国隧道施工中都用过，每种 防水板铺设工艺都存在不同程度的缺陷， 有钉冷粘铺设法和多点复合免定穿铺设 法目前在我国隧道施工中已基本不再采 用，热熔粘结的防水板铺设工艺是当前 隧道防水板铺设工艺中采用最多的，在 过去施工的隧道中采用该工艺的隧道均 取得了较好得效果，所以热熔粘结的防 水板铺设是经过实践的较好的工艺，因 此没有必要采用其它的铺设工艺取代该 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 工艺；2）改善防水板和橡胶垫块的物 理性能，使两者的物理性能相近，改善 材料的物理性能，可以选择改善防水板 的物理性能也可以选择改善橡胶垫块的 物理性能，由于防水板造价高，加工工 艺复杂，很难对其材料性能进行改善， 而橡胶垫块造价低，加工简单，将橡胶 垫块的熔点由 350400降低到 200 左右，这样在进行防水板热熔粘结时， 由于橡胶垫块熔点低，橡胶垫块熔化后 和防水板进行粘结，此时防水板没有达 到熔点，因而不会对防水板造成损伤。 因而，建议和防水板生产厂家进行联系， 加工新的符合要求的橡胶垫块，使用新 的橡胶垫块解决防水板铺设时因材料自 身的原因造成防水板铺设的质量缺陷。 2.初期支护施作完成后局部出现 严重渗漏的处理 对隧道施工现场调查，隧道正洞 初期支护完成后，尽管在富水区段施作 初期支护时，均按设计要求布设了 型 弹簧排水半管对围岩的渗漏水进行引排， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 但是在初期支护完成后，由于洞室开挖 的爆破影响和初期支护在承受围岩压力 时开裂，围岩富水区段的水自初期支护 开裂部位渗漏出来，此时由于渗漏点过 多，很难在初期支护表面布设 型弹簧 排水半管对渗漏水进行完全的引排，对 于初期支护施作完成后的局部渗漏严重 的地段，采用下面的方案进行处理： 首先针对渗漏严重的部位打引水 孔，将围岩内的裂隙地下水汇集于引水 孔引排，引水孔施作完成后，在初期支 护开裂和渗漏水发育的部位布设直径 5cm，长度 100cm，间隔 100cm 的注浆 孔，然后通过注浆孔对富水区段围岩进 行注浆，通过浆液扩散到局部裂隙来进 行堵水，同时加固围岩，促使围岩地下 水和裂隙水从引水孔中流出，最后在引 水孔部位布设 型弹簧排水半管，将围 岩内的地下水同过 型弹簧排水半管引 排到隧道纵向排水管内，然后排出洞外。 3.中墙“Y”部施工方案的优化 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 连拱隧道渗漏水比较严重的一个 部位就是中墙“Y”部的新旧混凝土施工 缝，因此在施工“Y”部的时候应该特别 注意。为了尽可能避免“Y”部施工时出 现的一些问题，在进行“Y”部施工时应 做到以下几点：1）为了使新旧混凝土 能够较好的结合，在浇筑“Y”