隧道防排水

4．1．2排水型隧道适用性
排水型隧道主要适用于在隧道排水系统影响范围内几乎不会对周围环境造成不良影响的地区。通常，隧道开挖后，根据围岩壁面地下水渗漏分为以下4种情况，即：干燥段、少量渗水段、淋水段和突涌水段。对干燥段，考虑到隧道开挖改变原有水路通道路径，施工时干燥段可能成为运营期渗漏水段，按照一定距离布置环向排水盲沟；少量渗水处，布设排水盲沟自渗漏点引向纵向排水沟；对淋水段，可在渗透水处凿孔后引入洞内施工用水沟排出洞外，并根据渗水量及范围大小选用多排排水盲沟引入纵向排水管；对于突涌水段，通常进行钻孔注浆将地下水封闭在围岩之外，必要时进行适量的排泄后进行封堵。根据已运营的隧道渗漏水情况，建议隧道洞身段沿围岩壁面的排水系统不仅按照施工阶段设置，还需考虑运营过程中可能出现的渗透水情况，以及隧道洞身段按照一定间隔沿开挖轮廓布设环向排水系统。
以往的工程中，在施工缝处采用中埋式遇水膨胀止水条(见图1)，沉降缝、变形缝采用中埋式橡胶止水带(见图2)，并在缝中填沥青木丝板等防水材料，但防水效果并不理想。原因有三：
(1)渗水下排不通畅，积水引起的高水头引发渗漏水。
(2)遇水膨胀止水条或者遇水膨胀橡胶条周围不密实。一方面混凝土干缩及端头模板漏浆等施工中不易控制等多方面原因，另一方面止水条或止水带因反复收缩膨胀疲劳后形成地下水通道。
隧道进洞时需开挖边坡，从而形成一定范围内的潜伏滑塌区，区内岩土受到扰动后会出现一定程度的裂隙。为了防止坡顶地表水顺坡流入潜伏滑塌《地下工程与隧道》2007年增刊(1)
区，在其范围以外设置截水沟，如地表径流量较大可设置多条截水沟，并对开挖坡面进行加固后植草绿化，防止雨水渗入。
(2)地下水流动过程中可能携带腐蚀性离子而破坏结构材料本身，使地下结构丧失使用功能，严重的造成结构整体破坏，主要发生在地下水具有腐蚀性地区。
(3)地下水流动过程中由于动水压力大于微粒自身有效重度而携带微粒结构(当动水压力较大时甚至可能携带较大块石)，形成地下水通道而“掏空”围岩，造成围岩坍塌，主源自发生在地下水丰富且水压很高地区。
三、 隧道排水设施
1、当洞壁渗水较大，影响初期支护的施工时，在岩壁渗水部位铺设橡塑排水板遮挡，然后再进行初期支护工作。铺设排水板时，其纵距不能小于2.0米，以免过多影响混凝土与围岩的粘接面积，减少支护力，达不到设计的支护效果。橡塑排水板的设置间距为10米。
2、当在隧道中遇见有集中水流时，设置弹簧排水管，排水管穿越初期支护直接与股水流对接，其设置间距为20米。
目前，国内山岭隧道设计施工绝大部分采用新奥法。大量的工程调查表明，新奥法隧道病害大部分诱因来自于地下水。其主要原因如下：
(1)地下水通常降低岩土体的物理力学参数，如降低围岩的内摩擦角、粘聚力等，从而增大对结构压载作用，超过结构自身承载力而导致结构发生破坏，主要发生在洞口处及洞身浅埋段。
以上处理方案均以封堵地表水下渗通路为主。目前，国内外隧道建设中都有环保要求，隧道进洞实现“零开挖”已经在一些施工中得到了应用。从实际效果而言，一方面开挖边仰坡高度很小，起到减少原生植物破坏、保护环境的作用；另一方面减小对边仰坡的扰动更有利于边仰坡的稳定。
2明洞段防排水措施
明洞段回填覆土层较薄，形成地下水头也不会太高。从理论上讲，浇筑整体式衬砌的抗渗性能完全可阻止地下水的渗入。考虑到浇筑过程中形成的微小裂隙会成为地下水的通道，破坏混凝土的耐久性，通常在回填碎石土上覆盖渗透系数较小粘土层，表层粘土层地下水由于毛细作用，会阻止地下水的下渗，从而成为明洞衬砌防水的首要防线。在明洞衬砌表面喷涂防水涂料(为防止回填碎石对防水涂料的破坏且进一步封闭地下水通道，在防水涂料表面施作水泥砂浆)或施作防水板(回填侧需布设双层土工布)。此外，通过掺入外加剂提高明洞衬砌抗渗等级则为明洞防水的最后防线，而渗入回填碎石土中少量地下水可通过与暗洞段相连的纵向排水管一起排到洞外。
1、弹簧排水管与橡塑排水板安装
隧道开挖后，若有渗漏水，则应在初期支护尚未复喷时，在铺设复合防水板前安装橡胶防水板，在集中股水流处安设弹簧排水管。方法为沿渗漏水处环向铺设，并用超强尼龙网或φ3铁丝网配合φ12膨胀螺钉固定，其底端与墙底纵向HDPE管连接，以便水从HDPE管排出。弹簧排水管与纵向HPDE管采用异径三通连接。
1、本隧道全隧满铺1.2毫米厚EVA多点复合防水卷材（300g/m2无纺布），施工中采用热风双焊缝无钉铺挂工艺，为减小焊缝，防水卷材幅宽不小于2.0米，且应保证搭接长度不小于10厘米及接缝质量。
2、二次衬砌模注砼采用防水砼浇注，其抗渗等级为S6。
3、隧道洞身变形缝设置橡胶止水带，每节模注砼施工缝设置BW膨胀橡胶止水条。
319国道黔酉二级公路改建工程
（AK7+030~AK7+600）
隧道防排水工程 作业指导书
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4．5．3采取分区防水，达到“分而治之”
沿隧道纵向将防水层分为相对独立的区段，采用防窜流肋条法和背贴止水带法。这样做的好处是：(1)当一处防水层破损后，衬砌渗漏仅仅局限于该区段，而不会沿隧道纵向窜流，避免大范围扩散。(2)当衬砌出现渗漏后，容易确定防水板破损位置，便于进行处治。(3)通过对某一区段进行渗漏治理，地下水不会从相邻区段衬砌薄弱环节渗出。
4洞身段防排水措施
4．1围岩壁后防排水措施根据不同情况，通常将围岩壁后地下水处理方式分为防水型和排水型。
4．1．1防水型隧道适用性
以下情况需考虑按防水型隧道设计：
(1)如采用排水型设计会对水埋条件、地表枯水、生态环境等造成不良影响；
(2)城市中隧道降水影响范围内坐落着对沉降敏感的建筑物；
(4)施工缝、变形缝处由于水压过高而在衬砌表面出现渗透水、甚至出现少量涌水，严重恶化隧道内设备设施及运行条件，主要出现在大部分已运营的隧道中。因此，如何控制隧道内渗透水的问题一直是工程设计界关注的焦点。
1地表洞口段防水措施
隧道进洞前，对于坡顶有集水处，进行开沟疏导处理，同时对凹陷低洼处铺砌浆砌片石后回填黏土；对于岩石坚硬，裂隙较小处，采用高标号水泥砂浆勾缝；裂隙较大时，用浆砌片石填塞。洞顶有沟谷，且沟底裂隙较多时，采用水泥砂浆片石铺砌沟底或注浆封闭。
3、隧道边墙两侧初期支护底部分设置φ100HPDE单壁打孔纵向排水管以引排盲沟水，该管内径为100，外径为116，管身外裹150g/m2土工布。
4、隧道两侧人行道下分别埋设40*50厘米的排水沟，并每隔10米设φ100HPDE单壁波纹边墙横向泄水管一道，将墙背纵向排水管的水引入排水沟中。
四、 防排水设施具体施工方法及要求
4．4二次衬砌自防水
二次衬砌是隧道防水的最后一道防线。二次衬砌采用的防水混凝土通常分为普通防水混凝土、外加剂防水混凝土和膨胀水泥防水混凝土3种。防水混凝土抗渗等级根据最大计算水头与混凝土厚度之比拟定，然后通过室内试验进行检验后方可最终确定。
4．5施工缝、变形缝、沉降缝防排水
4．3防水板防水
对于排水型隧道，防水板靠近初期支护一侧布置土工布形成复合式防水板。考虑到防水板较薄(通常为1mm)，土工布一方面起到防止初期支护表面坚硬部分刺破防水板的作用，另一方面起到反滤作用，过滤渗透水中微小土粒，防止堵塞排水管。对于防水型隧道，防水板外可不设置土工布。
(2)有学者提出，在施工缝外侧设置盲沟，使地下水通畅排向拱脚。
4．5．2针对缝后间隙较大的问题，采用注浆，以封堵地下水通道
目前新开发带注浆管的膨润土遇水膨胀止水条具有以下特点：有遇水膨胀止水功能，注浆管相当于加筋，控制止水条在长度方向的膨胀；腻子型弹性材料具有弹性压缩密封止水功能，弹性材料止水失效时，可通过注浆管注浆封堵。
3明、暗洞交接处防水
隧道明洞与暗洞结构型式、施工方法及所受荷载不同，所产生的差异沉降较大。因此，明、暗洞交接处防水处理显的尤为重要。明洞防水层需向暗洞内深入至少1m的搭接长度，并且在搭接处施作水泥砂浆做保护层。明暗交接施工缝处设置中埋式止水带，并用沥青油毛毡、沥青麻筋填塞施工缝。考虑到明暗交接处防水的重要性，建议增设背贴式止水带，以进一步增强其防水性能。
4．2初期支护防水
喷射混凝土紧贴围岩壁面，封堵一部分围岩壁面裂隙(即渗水通道)。为了节约工期，通常采用一次性喷射混凝土，这样做是很不规范的。应每次按3～5cm喷射厚度多步进行施工，在进行下一步施工前对前一步喷射混凝土表面渗水处布置半管透水管，将水引排至纵向排水管。最大限度控制地下水透过初期支护。
4．6隧道内排水系统的建立
隧道内完整排水系统主要由纵向排水、环向排水、竖向排水及横向排水盲管组成(见图3)。其中纵向排水盲管是排水系统“核心”。一方面，环向、竖向排水盲管将地下水排人纵向排水盲管；另一方面，纵向排水盲管中的一部分地下水通过横向排水盲管导人路侧边沟或中、排水沟而排出洞外，而另一部分地下水顺纵向排水管直接排出洞外。整个系统通过“三通”相互连接，从而形成三维空间排水系统，较好地解决了隧道内地下水排放的问题。
中铁四局四公司黔酉项目经理部
2002.5.18
目的：指导正阳3#隧道出口段防排水施工
适用范围：适用于正阳3#隧道出口段防排水设施的施工
指导内容：
一、 总体要求：
隧道的防排水，是“以排为主，防、排、堵、截相结合”的为原则，达到排水畅通、防水可靠、经济合理、不留后患的目的。
二、 隧道防水设施
5结语
目前，新奥法隧道防排水仍存在一些不足，“三缝”是渗漏水处理的薄弱点。从抗渗漏理论上讲，止水带与止水条是有效的。但在实际施工中，止水带与止水条的安装即使花费大量时间仍很难正确安设到预定位置，造成应设防处存在一定程度的“真空”，起不到应有的作用。而隧道一旦出现渗漏水情况很难进行有效彻底整治。笔者认为是否可以借鉴日本青函隧道的部分经验，即为解决隧道施工缝渗漏水问题，在施工缝设计嵌缝槽，如出现渗漏水现象，在嵌缝槽注浆堵水并嵌填防水材料实施最后一道封堵。此外，应加大新材料的开发力度，例如水泥浆颗粒较粗，可灌行差，水泥水玻璃虽然可灌性稍强，但结石强度差且耐久性差，超细水泥价格昂贵。目前，新研发的膨胀橡胶密封胶材料具有方便施工、且易于保证质量等特性，通过结合配套材料进行交叉施工，对所有渗漏水部位进行封堵后，并对表面进行防护，能达到一级防水效果。但同时，新材料的研发除应具有良好的可灌性、强度发展快及耐久性强等优点外，还应具有价格合理，方便使用的特点。