寒区隧道防排水关键技术探讨

当隧道底部存在涌水现象时 ， 需要进行注浆堵 水， 必要 时 在结构 上考 虑设 置 仰拱 ， 并采 用 防水板 进
有仰拱断 面 无仰Байду номын сангаас 断面
（ １ ） 加强 支护 衬砌 排水 完 备有 效 的防排 水体 系 是寒 区隧 道设计 的重要
环 节 。 比如 在 围岩表 面 和初 期支 护之 间设 置一 定数
量 的半 圆形 排水 管 ； 在 初 期 支 护 与 防 水层 之 间设 置 足 够 的环 向排水 盲 管 或 盲 沟 ； 围 岩 局部 涌水 处 设 置 ｎ 形 塑料 排水 管 ； 在 衬 砌 沉 降缝 处 使用 可排 水 止 水
区， 由于低 温 ， 隧道存 在 冻 害影 响 。近 年来 ， 在 北 方 山 区高速 公路 运 营过程 中就 出 现 了隧道漏 水结 冰 现 象， 不 仅威 胁 到运 营行 车 的安全 ， 而且 可 能会影 响 隧
道 的使用寿命。因此 ， 对寒 区隧道 的渗漏水及 冻害 防治技 术 进行研 究 和总 结具 有一 定 的意 义 。 ２ 寒 区 隧道 冻害 防治 思路及 主 要措施
带， 疏导 防水 层 与二 次衬砌 之 间 的渗水 ； 通过 这些 有
效 的措施 ， 全 面提 高 隧 道 排 水 系 统 的 可靠 性 和 排 水
效率 。
（ ２ ） 提 高纵 向排 水 管排 放能 力 为 了加快 隧道 初期 支护 墙脚 处纵 向打孑 Ｌ 波纹 管 围岩 集水 排放 速度 ， 可将 纵 向排 水 管 设 置 成 波 浪 形 状， 大 幅 提高纵 向排 水 坡 度 ， 增 加 水 流 下排 能 力 ， 将
时， 可考虑将隧道排水沟设置 于洞内冻结深度以下 ，
即将 水沟 高度 设 置 于仰 拱 下 方 ， 利 用 地 温 达 到 排水
沟 内水流 不冻 结 的 目的 ， 如 图 ２所 示 。 中心深 埋 水
沟一 般适 用 于 比较 严 寒 的地 区 ， 即隧 道 所 在地 区粘
性土 的冻 结深 度在 １ ． ５—２ ． ５ ｍ之 间 ， 且 冬 季 有水 的 隧道 。
１ 引 言
初 期支 护 内侧 的集 水 通过 横 向排水 管更 快地排 至 隧 道 主排水 管 沟 内 ， 从 而减小 隧道 冰冻 机率 ， 如 图 １所 示 。前 提条 件 是 在 纵 向 管 最 低 处 需 设 置 横 向排 水 管， 且保 证其 有效 性 。
随着交通事业的快速发展 ， 我国高海拔和高纬 度寒 冷地 区将 会修 建越 来越 多 的隧道 。北方寒 冷 地
果积 水 ， 冬季 易局 部结 冰 ， 将 环 向 向下 的排 水通 道堵
道主体结构和泄水洞通过竖井 、 钻孔等措施进行连 通， 从而有效排走洞 身周 围的裂 隙水 ， 减 轻隧道 防 水、 防冻 压力 。
塞， 水 将从 拱 部止水 条 （ 带） 失效处漏出、 结冰 ， 情 况 严重 时影 响 隧道 内路 面 。所 以应 加 强二 次衬 砌接缝 处混凝 土施工 质量 控 制 及 防 水 材料 的安 装 、 定 位 效
图２ 深 埋水 沟
（ ４ ） 设 置 泄水 洞
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１ ２ ２・
北 方 交 通
２ ０ １ ４
对 于严 寒地 区的富水 隧道 ， 如 冻结 深度 较大 ， 经 综 合论 证 后可 在隧 道结 构下 方设 置 防寒泄水 洞 。隧
调 查 发现 ， 北方 寒冷 地 区隧道 二次 衬砌 施工 缝 、
果。
２ ． ２ 降低 冻害程 度 的措 施
（ １ ） 衬 砌 隔热保 温 层 的应 用 在 隧 道二 次 衬 砌表 面 铺设 泡沫 、 聚氨 酯 等 隔 热 保 温材料 ， 使 隧道 衬砌 温度 不 降至零 度 以下 ， 防止 隧
道 冻害 发生 。
图３ 泄水 洞
（ ５ ） 设 置全包 防水
沉降缝位置在冬季漏水结冰现象在隧道病害中占一
定 比例 。出现这 种 现 象 原 因 主要 是 衬 砌 施 工 时 ， 如 果 混凝 土 泵送压 力 、 泵人 量不 足 ， 导 致拱 部衬 砌 混凝 土厚 度不 足 ， 并 在 拱 部 衬 砌 背 后形 成 空 洞 。拱 部 衬 砌厚 度不 足 或 空 洞 使 止 水 条 （ 带） 不 能 嵌 入 混 凝 土 中而 不起 防水 作用 。而且衬 砌拱 部接 缝 附近 空洞 如
第 ３期
北 方 交 通
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寒 区隧 道 防 排 水 关 键 技 术 探 讨
梅 勇 文
（ 辽宁省交通规划设计 院， 沈阳 摘 １ １ ０ １ ６ ６ ）
要： 针对寒 区隧道特点 ， 对寒 区隧道防冻的措施 进行 分析研 究 ， 提 出以防排 水为主 、 保 温 为辅的 综合处 治
技 术 。研 究 结 果 可供 类 似 隧 道 防 冻 治 理 借 鉴 。
关键词 ： 寒 区隧 道 ； 冻害 ； 防冻； 保 温 中图 分 类 号 ： Ｕ ４ ５ ３ ． ６ 文献标识码 ： Ｂ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ３— ６ ０ ５ ２ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３— ０ １ ２ １ — ０ ３
的性质 及发 育程 度 等 情 况 ， 从 而 采 取 切 实 可靠 的工 程 措施 。
２ ． １ 改善 隧道 防排 水效 果
图１ 波 形 纵 向排 水 管
（ ３ ） 设 置 深埋水 沟 我 国北 方 地 区隧道 一 般 设 置 中心 排 水 沟 ， 埋 置
深度 一般 位 于仰拱 上方 。当气温 更低 冻结 深度 更 大
实践表明， 隧道 冻 害 的核 心 问题是 防排 水 问题 。 隧道冻 害 是 由多 因素决 定 的 ， 包括 设计 、 施 工 和 自然 条 件 。如 果 能 将 衬 砌 背 后 围 岩 中 的地 下 水 及 时排 出， 并做 好 保温 处 理 ， 隧 道 的 主要 冻 害将 大 大 减 轻 。 寒 区隧道建 设 过 程 中应 遵 循 “ 以 防排 水 为 主 、 以保 温为 辅 ” 的理 念 ， 根据隧道长度 、 气 象条 件 、 地 下 水