隧道防排水措施的探讨

1、    隧道防排水措施的探讨    摘 要：针对隧道水患问题从围岩表面及初期支护表面渗漏水处理、注浆防水、排水盲管及防水隔离层、防水混凝土、施工缝和变形缝处理、二次衬砌回填灌浆、二次衬砌渗漏水处理七个方面对隧道的防排水技术措施进行探讨。关键词：隧道；防排水；注浆；渗漏基金项目：本文系重庆市教育委员会科学技术研究项目（项目编号：kj1735451）；重庆水利电力职业技术学院院级科研项目（项目编号：k201707）。根据相关研究资料，我国是世界上公路隧道最多的国家。2017年全路有运营隧道2万余座，其中严重漏水（包括拱部滴水、边墙渗水、流水，隧道底部翻浆冒泥

2、、严寒地区隧道结冰、冻胀），影响隧道运营的达5502座，占全路隧道总数的30%左右。近年来，虽然隧道施工的防排水质量不断提高，竣工时基本能够达到设计要求，但隧道及地下工程防排水面临的形势仍不容乐观，尤其是地质条件比较复杂的隧道，渗漏水现象比较普遍。有的虽经多次整治，效果仍不理想。其中隧道冻胀问题也比较严重，究其原因主要是隧道的防排水问题。1 隧道防排水技术1.1 围岩及初期支护表面渗漏水的引排围岩及初期支护表面渗漏水的引排应大堵小排，堵混排清，限量排放。对大面积渗漏水，应采用注浆封堵；减小渗漏水范围。对混浊水，应尽量通过封堵使其成为清水，再考虑引排。对小股水可采用塑料管或钢管引排。大量的工程实

3、践表明：注浆可有效地减小出水量和水压力。1.2 注浆防水主要依靠初期支护施工后的径向注浆，降低地层的渗透系数，提高地层强度。初期支护径向注浆一般应满足以下要求：（1）孔深应符合设计要求，一般情况下，不应小于3m。（2）钻孔注浆顺序应由水少处向水多处进行。（3）注浆材料以水泥系浆材为主，水量较大时可采用快凝早强浆材。（4）注浆终压宜为1.02.0mpa。1.3 排水盲管及橡塑（塑料）防水层纵、环向排水盲管应固定牢固，环向盲管应与纵向盲管及侧沟泄水管用三通连为一体，形成完整的排水系统。中心排水管（沟）管径符合设计要求，管身不得变形， 不得有裂缝，管身上部透水孔畅通。中心排水管（沟）基础的总体坡度、

4、段落坡度、单管坡度应协调一致，并符合设计要求，不得高低起伏。管路埋设好后，进行通水试验，发现漏水、积水， 立即处理。塑料防水板厚度应不小于1.2mm，耐刺穿性好、柔性好、耐久性好；主要物理力学性能应符合下列要求：拉伸強度（mpa）12， 断裂延伸率200%，热处理时变化率2.5%，低温弯折性-20无裂纹，抗渗性指标小于0.2mpa，24h不透水。防水板铺设应超前二次衬砌施工920m，并设临时挡板防止机械损伤和电火花灼伤防水板，同时与开挖掌子面应保持一定的安全距离。铺设防水板前应对初期支护采用简单易行的锤击检查，必要时辅以其它物探手段；对初期支护的渗漏水情况进行检查，并采取有效措施进行处理；初期

5、支护表面应平整，无空鼓、裂缝、松酥，并用喷混凝土（或砂浆）对基面进行找平处理。防水板铺设宜采用专用台架铺设。铺设前进行精确放样，画出标准线进行试铺后，确定防水板一环的尺寸，并尽量减少接头。防水板铺设应采用无钉铺设工艺，可采用热熔法或悬挂法，松紧应适度并留有余量，检查时要保证防水板与围岩密贴。防水板铺设前，应先铺设缓冲层。缓冲层用暗钉圈固定在基层上，并布置与防水板连接的垫圈或栓钉。两幅防水板的搭接宽度不应小于100mm。环向铺设时，先拱后墙，下部防水板应压住上部防水板。防水板之间的搭接缝应采用热熔法，用专用焊机焊接严密，每条焊缝的有效焊接宽度不应小于10mm，不得焊焦焊穿。防水板的搭接缝焊接质量

6、检查应按充气法检查，将5号注射针与压力表相接，用打气筒进行充气，当压力表达到0.25mpa时停止充气，保持15min，压力下降在10%以内，说明焊缝合格；如压力下降过快，说明有未焊好处。用肥皂水涂在焊缝上，有气泡的地方重新补焊，直到不漏气为止。对于富水隧道，宜采用分区隔离防排水技术，区段的长度应根据洞内渗漏水量和水压的大小确定，分区部位应采取防止地下水纵向串流的措施，即设置一定长度的隔离带。1.4 防水混凝土防水混凝土的配合比应符合下列规定：水泥用量不得少于320kg/m3，当掺有活性掺和料时，水泥用量不得少于280kg/m3；砂率宜为3540%，泵送时可增至45%；灰砂宜为11.512.5；

7、水灰比不得大于0.55；对于p12以上的防水混凝土水灰比不得大于0.5。普通防水混凝土坍落度不宜大于50 mm。防水混凝土采用泵送方式灌注混凝土时，入泵坍落度宜控制在120±20mm，入泵前坍落度每小时损失值不应大于30mm，坍落度总损失值不应大于60mm。掺加引气剂或引气型减水剂时，混凝土含气量应控制在3%5%。防水混凝土采用预拌混凝土时，缓凝时间宜为68h。防水混凝土施工应符合以下规定：防水混凝土拌和物必须按配合比准确计量，计量允许偏差：水泥、水、外加剂、掺合料为±1%；砂、石为±2%。搅拌时间不应小于2min。掺外加剂时，应根据外加剂的技术要求确定搅拌时间。

8、使用粉状减水剂时，减水剂宜预溶成一定浓度的溶液。二次衬砌所用模板，要求接缝严密、不漏浆液，内外模板之间不得用螺栓拉杆或铁丝穿透固定，以免留下透水通道。防水混凝土应采用高频机械振捣密实，振捣时间宜为1030s，以混凝土泛浆和不冒气泡为准，应避免漏振、欠振和超振，当掺加引气剂或引气型减水剂时，应采用高频插入式振捣器振捣，振捣棒不得直接接触防水板。浇筑拱顶时应防止防水板绷紧，施工中可将绷紧的防水板割开，并将切口封焊严密再浇筑混凝土，确保封顶混凝土的厚度。防水混凝土拌合物在运输后如出现离析，必须进行二次搅拌。当坍落度损失后不能满足施工要求时，应加入原水灰比的水泥浆或二次掺加减水剂进行搅拌，严禁直接加水

9、。防水混凝土拆模时间应通过计算确定。考虑混凝土的强度增长情况，及围岩压力、水压力、混凝土自重应力和温度应力的影响，单线隧道和双线隧道应有所区别。一般情况下混凝土强度应达到8.0mpa以上。1.5 施工缝和变形缝、预埋件的处理（1）施工缝处理。衬砌结构混凝土施工应连续浇筑完成，施工工艺或标号不同的混凝土应分开施工，严禁一次完成。宜少留施工缝，拱圈、仰拱、底板不得留纵向施工缝，仰拱衬砌混凝土、底板填充混凝土必须整幅施工。施工缝另一侧混凝土浇注前，应将施工缝表面凿毛，清理干净，先铺净浆，再铺35cm厚的11水泥砂浆或涂刷混凝土界面处理剂，并及时浇筑混凝土；设止水条的环向或纵向施工缝施工时，宜在端面预

10、留浅槽，槽应平直，槽宽比止水条宽12mm，槽深为止水条厚度的1/2；遇水膨胀止水条应牢固地安装在预留槽内；施工中应采取措施保证待贴止水条或预设止水带的混凝土界面洁净。遇水膨胀止水条应具有缓胀性能，其7d的膨胀率不应大于最终膨胀率的60%；施工缝内采用中埋式止水带时，应确保位置准确、固定牢靠；（2）变形缝。变形缝应满足密封防水、适应变形、施工方便、检修容易等要求。变形缝处混凝土结构的厚度不应小于300mm。变形缝两侧应平整、清洁、无渗水；缝底应先设置与嵌缝材料无粘接力的背衬材料或遇水膨胀橡胶条；嵌缝材料应具有一定的柔度，应密实；中埋式止水带接头连接应采用热焊，不得叠接；背贴式止水带应与防水板应进

11、行焊接。（3）止水带安装。止水带埋设位置应准确，其中间空心圆环应与变形缝或施工缝重合。止水带应固定在挡头模板上，先安装一端，浇筑混凝土时另一端应用箱型模板保护，固定时，不允许在止水带上穿孔打洞，不得损坏止水带本体部分；应防止止水带偏移，以免单侧缩短，影响止水效果。止水带定位时，应使其在界面部位保持平展，不应使止水带翻滚、扭结，如发现有扭结不展现象应及时进行调正。止水帶的长度应根据施工要求事先向生产厂家定制所需长度，尽量避免接头。如确需接头，应采取搭接、复合连接、对接形式。止水带安装质量进行检查检查止水带安装的横向位置，用钢卷尺量测内模到止水带的距离，与设计位置相比，偏差不应超过5cm；检查止水

12、带安装的纵向位置，通常止水带以施工缝或伸缩缝为中心两边对称，用钢卷尺检查，要求止水带偏离中心不能超过3cm；用角尺检查止水带应与衬砌端头模板正交，以确保止水带安装方向；在浇捣靠近止水带附近的混凝土时，应严格控制浇捣的冲击力，避免力量过大而刺破止水带，同时还必须充分震捣，保证混凝土与止水带的紧密结合，施工中如发现有破裂现象应及时修补。1.6、二次衬砌回填灌浆二次衬砌施工后应利用对拱顶部位进行回填注浆。回填注浆应在衬砌混凝土强度达到设计强度的70%后进行。回填灌浆孔的应布置在隧道拱顶和两侧拱腰，间距应为35m。灌浆材料应以普通水泥浆和水泥砂浆为主。水灰比不应大于0.8mpa。灌浆压力应不大于0.3

13、0.5mpa。钻灌浆孔时应避免破坏防水板。回填灌浆时应防止浆液堵塞排水系统。应通过钻孔取芯和物探手段检查灌浆效果。1.7、二次衬砌渗漏水处理应判明隧道渗漏水原因后，制订处理方案。隧道衬砌表面渗漏水尽量采用回填灌浆的方法进行处理。隧道施工缝渗漏水可采用注浆和引排的方法。变形缝渗漏水尽量采用引排方案。衬砌内注浆尽量采用超细水泥类浆液，小功率或手压泵，采用低压慢注的方法，注浆压力应小于0.5mpa，注浆速度应小于5l/min。涂抹渗透结晶型材料比较适合混凝土湿渍区域（慢渗），不适合有明水得地方。慎用化学浆液，施工缝和变形缝的少量渗漏水可采用少量无毒、基本无污染的化学浆液，衬砌内部注浆不适宜大量采用化学浆液。2 结论从7