07隧道防排水

1、第七章 隧道防排水第一节 治水原则水，不仅是影响隧道正常施工的因素之一，也是影响隧道正常运营的重要因素之一。在施工期间，地下水的作用不仅降低围岩的稳定性(尤其是对软弱破碎围岩影响更为严重)，使得开挖十分困难，且增加了支护的难度和费用，甚至需采取超前支护或预注浆堵水和加固围岩。此外，若对地下水处理不当，则可能造成更大的危害。如地下、地上水位下降及水环境的改变，影响农业生产和生活用水；或被迫停工，影响工程进展等。在运营期间，地下水常从混凝土衬砌的施工缝、变形缝(伸缩缝和沉降缝)、裂缝甚至混凝土孔隙等通道，渗漏进隧道中。造成洞内通信、供电、照明等设备处于潮湿环境而发生锈蚀；使路面积水或结冰，造成打滑

2、，危及行车安全；由于结冰膨胀和侵蚀性地下水的作用，不仅使衬砌受到破坏，而且使得以上危害更加严重。总之隧道工程中，地下水的存在是必然的，但它对工程的危害却是可以避免和减少的。为避免和减少水的危害，我国隧道工作者已总结出“截、堵、排相结合”的综合治水原则，并以模筑混凝土衬砌作为防水(堵水)的基本措施。截，就是在隧道以外将地表水和地下水疏导截流，使之不能进人隧道工程范围内。堵，就是以混凝土衬砌为基本的结构防水层，以其它防水材料为辅助防水层，阻隔地下水，使之不能进入隧道内的防水措施，必要时还可以采用注浆堵水措施。堵水措施可以较好地保护地下水环境。排，就是人为设置排水系统，将地下水排出隧道。结合治理，就

3、是因地制宜，综合考虑，适当选择治水方案，做到技术可行，费用经济，效果良好，保护环境。这要根据围岩的工程地质条件，地下水的水量大小及埋藏和补给条件，工程结构的设计使用要求，施工技术水平及环境保护要求等情况来选择确定。结合的又一层含义是，设计，施工、维修相结合，但以施工为主，充分结合现场实际，实行点面结合，将大面积渗漏水汇集为局部出水，进行有组织排水。应尽可能在施工中就将水治理好，保护地下及地表水的自然环境，减少对水环境的破坏并尽量恢复其自然环境。下面分别介绍治水的常用方法。第二节 截水措施截水措施有：在地表水上游设截水导流沟；在地下水上游设泄水洞；或在洞外井点降水。如京广铁路大瑶山隧道在运营十年

4、后，因水害严重影响行车，后又在地下水设计施工了上游泄水洞，图7-1。截水导流沟和泄水洞完成后即可自行永久发挥作用，而洞外井总降水，则需用水泵抽水，因此它只能解决浅埋隧道在施工期间的降水问题。当隧道埋深较大时，可在洞内设井点降水，以解决洞内局部区段的降水问题。此外辅助坑道中的平行导坑、横洞，斜井、竖井均可以作为泄水洞。图7-1 截水措施第三节 堵水措施常用的堵水措施有：喷射混凝土堵水，塑料板堵水，混凝土衬砌堵水。当水量大、压力大时，则可采取注浆堵水，注浆既可以堵水也可以起到加固围岩的作用。应当注意的是，绝对堵死地下水是很困难的，因此要求在设计和施作堵水设施时，就要充分考虑到排水的组织，做到堵排结

5、合，边排边堵。一、喷射混凝土堵水当围岩有大面积裂隙渗水，且水量、压力较小时，可结合初期支护采用喷射混凝土堵水。但应注意此时需加大速凝剂用量，进行连续喷射，且在主裂隙处不喷射混凝土，使水流能集中于主裂隙流人盲沟，通过盲沟排出。二、塑料板堵水当围岩有大面积裂隙滴水、流水，且水量压力不太大时，可于喷射混凝土等初期支护施作完毕后，二次支护施作前，在岩壁大面积铺设塑料板堵水。塑料板防水层是近十多年国际上发展起来的一项防水新技术，它具有优良的防水，耐腐蚀性能，在隧道及地下工程中得到了日益广泛的应用。塑料板铺设固定时不能绷得太紧，要预留一定的松弛度，使得在灌筑二次支护混凝土时，塑料板能向凹处变形、服贴，不产

6、生过度张拉和破坏。三、模筑混凝土衬砌堵水模筑混凝土本身就具有一定的抗渗阻水性能，但普通混凝土的抗渗性较差，尤其是在施工质量不高的情况下，如振捣不密实，施工缝，沉降缝，伸缩缝处理不好，配比不当等，则更易形成水的渗漏、漫流。当地下水有侵蚀性时，对混凝土的腐蚀就更为严重。如果能保证混凝土衬砌的抗渗防水性能，则不需要另外增加其它防水堵水措施。因此，充分利用混凝土衬砌的防水性能，是经济合算的和最基本的防水措施。工程中，改善和利用混凝土衬砌的抗渗防水性能，可以从两个方面来考虑。其一，是防水混凝土的抗渗标号及抗压强度应满足设计要求。其配合比选择应注意以下几点：(1)水灰比不得大于0.6；(2)水泥用量不得少

7、于280kg/m3；(3)砂率应适当提高，并不得低于35%。其二，是防水混凝土衬砌施工必须采用机械振捣。施工缝、沉降缝及伸缩缝则可以采用中埋式塑料或橡胶止水带，或采用背贴塑料止水带止水。四、注浆堵水在第四节中，已介绍过用超前小导管注浆和围幕顶注浆来加固地层。注浆在加固围岩的同时，实际上也起到了堵水作用。由此看来，一种方法或措施，其效用有时是多方面的。所以在隧道施工工序安排和方法(措施)选择时，一定要充分考虑到它们彼此之间的相互关系和相互影响。此外，在内层衬砌后，若因混凝土质量欠佳而产生渗漏，也可以对其进行结构注浆堵水。第四节 排水措施隧道防排水措施以结构防排水措施为主。结构防排水设施应结合混凝

8、土衬砌来施作。常用的结构排水设施有：盲沟-泄水孔-排水沟。其排水过程是：水从围岩裂隙进入衬砌背后的盲沟，盲沟下接泄水孔(泄水孔穿过衬砌边墙下部)，水从泄水孔泄出后，进入隧道内的纵向排水沟，并经纵向排水沟排出洞外。一、盲沟盲沟的作用是在衬砌与围岩之间提供过水通道，并使之汇人泄水孔。它主要用于引导较为集中的局部渗流水。（一）盲沟的构造形式我国较为传统的盲沟有灌砂木盒、灌砂竹简。因其加工、安装均较麻烦，且接头处易被混凝土阻塞，所以现在逐步被新型柔性盲沟所替代。柔性盲沟通常由工厂加工制造。它具有现场安装方便，布置灵活，连接容易、接头不易被混凝土阻塞，过水效果良好，成本也不太高等优点。其构造形式有以下几

9、种：1、弹簧软管盲沟。这种盲沟一般是采用10号铁丝缠成直径5cm8cm的圆柱形弹簧或采用硬质又具有弹性的塑料丝缠成半圆形弹簧，或带孔塑料管，以此作为过水通道的骨架，安装时外覆塑料薄膜和铁窗纱，从渗流水处开始沿环向铺设并接人泄水孔。2、化学纤维渗滤布盲沟。这种盲沟是以结构疏松的化学纤维布作为水的渗流通道，其单面有塑料敷膜，安装时使敷膜朝向混凝土一面，可以阻止水泥浆渗入滤布。这种渗滤布式盲沟重量轻，便于安装和连续加垫焊接，宽度和厚度也可以根据渗排水量的大小进行调整。是一种较理想的渗水盲沟。（二）盲沟施作注意事项1、安装时，应将盲沟与岩壁尽量密贴固定；2、喷射混凝土时要注意掌握喷射角度和距离，不要把

10、盲沟冲击损伤或冲掉，并尽可能将其压牢或覆盖；3、对于未及覆盖或喷后安设的盲沟，在模筑衬砌混凝土时，应注意不得使水泥砂浆进入盲沟内，以免阻塞渗水通道；4、注意一定要将盲沟接人泄水孔。若采用模筑后钻孔泄水，则应详细准确记录盲沟位置。由上可知，防排水措施，应充分考虑实际的渗漏水情形来选择，不求一次解决，可以分次逐步解决。喷混凝土时要尽量将渗漏范围压缩为局部出水，然后再结合模筑混凝土衬砌施作有组织排水设施，实现彻底治水。二、泄水孔泄水孔是设于衬砌边墙下部的出水孔道，它将盲沟流来的水直接泄人隧道内的纵向排水沟。泄水孔的施作，有两种方法1、在立边墙模板时，就安设泄水管，并特别注意使其里端与盲沟接通，外端穿过模板。泄水管可用钢管，竹管，塑料管、蜡封纸管等。这种方法主要用于水量较大时。2、当水量较小时，则可以待模筑边墙