隧道防排水設計及施工.doc

客運專線隧道防排水材料隧道防排水設計及施工一、認知水害、重視隧道防排水1、水害現(xiàn)狀據(jù)工務部門統(tǒng)計， 2002年我國正式投入運營的鐵路隧道有5711座，總長度2833km；其中有嚴重滲漏水病害的隧道1620座、23400處、約150km，占隧道總座數(shù)的28.4%、總長度的5.3%。有關統(tǒng)計資料表明近60的滲漏水病害發(fā)生在拱部。2、隧道防排水設置的目的（1）維持正常的運營環(huán)境、降低維修維護成本；（2）保證隧道工程的堅固性和耐久性；（3）保護隧道的工作環(huán)境及地下水資源。3、防水等級客運專線鐵路隧道防排水必須滿足地下工程防水技術規(guī)范（GB50108）規(guī)定的一級防水標準。地下工程防水等級防水等級標 準一級不允許滲水，結構表面無濕漬。二級不允許漏水，結構表面可有少量濕漬。工業(yè)與民用建筑：濕漬總面積不應大于總防水面積的1，單個濕漬面積不大于0.1m2，任意100m2防水面積不超過1處。其他地下工程：濕漬總面積不應大于總防水面積的6，單個濕漬面積不大于0.2 m2，任意100 m2防水面積不超過4處。三級有少量漏水點，不得有線流和漏泥砂。單個濕漬面積不大于0.3 m2，單個漏水點的漏水量不大于2.5L/d。任意100 m2防水面積不超過7處。四級有漏水點，不得有線流和漏泥砂 。整個工程平均漏水量不大于2L/m2d，任意100 m2防水面積的平均漏水量不大于4Lm2d。一級防水等級，要求做到不漏、不滲、無濕漬，檢測手段以目測方式為主，要求襯砌密實且表面觀察不到濕漬為準。二、認識防排水系統(tǒng)隧道防排水作為一個系統(tǒng)，其內(nèi)容涵蓋表水、地下水及地層的保護、防排水措施設計、結構設計以及施工等。1、排水型隧道設計原則排水型隧道的防排水設計采用“防、排、堵、截結合，因地制宜，綜合治理”的總原則。對于隧道穿過巖溶、斷裂破碎帶，預計地下水較大，當采用以排為主可能影響生態(tài)環(huán)境時，根據(jù)實際情況采用“以堵為主，限量排放”的原則，達到“堵水有效、防水可靠、排水暢通、經(jīng)濟合理”的目的。在巖溶發(fā)育地段，則采用“以疏為主、以堵為輔”的原則，強調(diào)盡量維系巖溶暗河的既有通路，嚴禁隨意封堵溶洞、暗河。一般碎屑巖區(qū)，對不透水或微弱透水地層采用“防、排、截”相結合的處理原則，對強透水地層采用“以堵為主，限量排放”的原則。排水型隧道特別應該強調(diào)注意的是必須保證排水暢通。實施中只要做到“不空、不破、不裂、暢通”，應能滿足客運專線隧道防排水要求。2、防排水措施設計（1）堵、截水措施設計主要針對地下水發(fā)育、地下水無控制排放影響生態(tài)環(huán)境等情況，采用開挖前預注漿或開挖后圍巖注漿等措施對地下水進行截堵，是防排水系統(tǒng)設計的重要措施。在隧道開挖線外圍一定范圍內(nèi)截斷或阻塞地下水與隧道之間的水流通路，達到人為的限制地下水排放量及排放方向的目的，同時起到加固圍巖，改善隧道受力條件，從而保證隧道運營安全。注漿材料可選擇普通水泥、超細水泥、TGRM水泥基注漿材料、無收縮多液固堵劑、發(fā)泡注漿搶堵劑或化學漿液，提高漿液材料的耐久性。預注漿剖面示意（2）截、防水措施設計圍巖滲入水進入隧道首先遭遇到初期支護噴射混凝土，雖然沒有明確定義，但初噴混凝土的防水作用不容忽視，設計采用濕噴纖維混凝土，除考慮結構受力因素外，高壓噴射的混凝土對因圍巖變形引起的張開裂縫或原狀裂隙均能起到及時封閉的作用，并能保證自身的密實性及與圍巖密貼，從而避免初支背后空洞儲水給結構帶來的不利影響；微纖維的使用可以抑制噴射混凝土的開裂，使得初期支護充分發(fā)揮一定防水作用。防水板作為防排水系統(tǒng)的最重要的環(huán)節(jié)，不僅能對內(nèi)襯與圍巖滲入水進行隔離，從復合式襯砌改善受力條件考慮，還能起到減少內(nèi)襯約束，避免內(nèi)襯受力不均導致開裂，從而降低內(nèi)稱的防水效果，隧道襯砌要求混凝土抗?jié)B等級不小于P8，二次襯砌采用防水混凝土，即拱墻砼摻加防水劑，仰拱砼摻加高效抗裂防水膨脹劑。防水混凝土結構的襯砌厚度不應小于30cm。本線隧道防水板選用耐久性能較好的EVA或ECB材質(zhì)，防水板厚度1.5mm。防水板鋪裝設計采用無釘鋪設。設計采用寬幅防水板，系為減少人工焊接造成的質(zhì)量問題，同時也為簡化工序、加快鋪裝進度考慮。防水板鋪裝示意（3）疏排水措施設計隧道自身疏排水措施主要包括土工布、環(huán)向盲溝、縱向盲溝及洞內(nèi)側溝。圍巖滲入水由于防水板的阻隔，通過土工布滲流與環(huán)向盲溝匯集到縱向排水管或洞內(nèi)側溝，達到及時疏排滲入水的目的。另外，對可以明確的地下水通路位于隧道開挖線以內(nèi)而被截斷時，采用在隧道開挖線以外埋設過水能力不小于原通路水量的管材，恢復水流通道，保證地下水通路的暢通。隧道襯砌防水板背后設土工布及環(huán)向50打孔波紋管盲溝，環(huán)向排水盲溝間距按810m；在隧道兩側邊墻墻腳外側兩道環(huán)向盲溝之間設置縱向HDPE160/142雙壁打孔波紋管盲溝，環(huán)向盲溝與縱向盲溝兩端均直接與隧道側溝連通，必要時便于排水管路的維護。每段縱向盲溝中部設置一處50泄水孔連接到隧道側溝?？v向管材料的選擇主要考慮滿足滲水量及維護疏通的需要。洞內(nèi)采用雙側水溝，地下水發(fā)育隧道可以根據(jù)滲水量增設中心排水管?？v向排水管布置示意（4）施工縫及變形縫（寬2cm）防排水設計施工縫及變形縫是隧道防排水的薄弱環(huán)節(jié)，隧道內(nèi)主要存在施工縫及沉降縫，施工縫分為環(huán)向及縱向兩種。縱向施工縫主要采用刷涂混凝土界面劑的處理措施；素混凝土拱墻段環(huán)向施工縫設置中埋波紋排水管及鋼板膩子止水帶等防水措施；仰拱環(huán)向施工縫設置中埋式鋼板膩子止水帶防水；鋼筋混凝土拱墻段環(huán)向施工縫設置中埋波紋排水管及橡膠止水帶等防水措施。沉降縫拱墻部位防水采用中埋波紋排水管、橡膠止水帶、瀝青木絲板塞縫、聚硫密封膠（內(nèi)側設置排水槽引排滲入水）等措施；沉降縫仰拱部位采用中埋橡膠止水帶、瀝青木絲板塞縫并環(huán)向設置雙層抗剪鋼筋的措施，以減小沉降縫兩邊的不均勻沉降。施工縫、變形縫防水處理示意10隧道防排水系統(tǒng)實施流程圖三、實施工藝及要求1、圍巖保護圍巖的松弛變形不僅給地下水形成了儲水空間，其既有地下水路的“破壞-穩(wěn)定”過程及后果也是漫長的未知的，設計強調(diào)施工要保護圍巖，即是保證巖體自身的穩(wěn)定性及既有水路受最小的施工影響。保護圍巖可以從以下方面實施：（1）采用安全的工法控制圍巖變形，對土質(zhì)及軟巖加強預支護；對硬巖采用控制爆破；（2）加強監(jiān)控量測，及時施作初期支護及臨時支護，適時施作模筑襯砌。另外隧道開挖后及時對圍巖狀況做好地質(zhì)素描，以使后續(xù)處理工作更具針對性。2、注漿工藝（1）單孔注漿作業(yè)不宜中斷，特殊條件下間歇注漿應先掃孔至原設計深度以后進行復注。單孔結束標準為注漿壓力逐步升高至設計終壓，并繼續(xù)注漿10min以上且進漿量小于20L/min；（2）全段結束標準：注漿后涌水量小于2m3/m.d；（3）注漿效果評定，設檢查孔，每循環(huán)設23個檢查孔，檢查孔鉆取巖芯，觀察漿液充填情況，并測量檢查孔內(nèi)涌水量，檢查孔涌水量小于0.2L/mmin。3、噴射混凝土要求初支噴射混凝土采用濕噴纖維混凝土，按相關規(guī)范進行噴射作業(yè)，對鋼架背后、接頭處應特別處理，避免存在空洞。4、排水管的鋪裝及縱向施工縫的處理對縱向排水管的鋪裝要求直、順、標高準確。應注意按設計要求做好排水體及排水管保護層，做好管頭的保護措施。在拱墻襯砌前應對縱向施工縫面層清理，做好界面劑。5、土工布、防水板鋪裝防水板鋪裝前應對噴射混凝土表面凸出物進行處理，對滲漏水點應結合地質(zhì)素描情況分類采用引排、注漿等處理措施。防水板鋪裝應注意以下幾點：（1）懸掛點不得有焊穿，破損點及時修補；（2）相鄰懸掛點間板材松緊度合適，以鋪裝人員焊接前手壓觸及噴射混凝土表面為宜，也不宜過松，避免內(nèi)襯澆筑后造成防水板的破壞或形成空洞。（3）隧道內(nèi)爆破震動、煙塵影響，防水板超前襯砌跟進的距離不宜大于二環(huán)模板的長度。簡易臺車鋪裝防水板機械化鋪裝防水板示意寬幅防水板的鋪裝應盡量專用的防水板鋪裝臺架（自制簡易臺架）。6、內(nèi)襯施工、背后壓漿隧道內(nèi)襯在施作前，應在拱頂部位縱向鋪裝隔縫聚氯乙烯管或帶橡膠套的開孔PVC管，并預設注漿孔，襯砌完畢達到設計強度后進行拱背壓漿。壓漿系為保證初支、防