隧道是公路或铁路等线状工程因为线路安排原因需要穿越崇山峻岭时的工程举措,通过在山的两侧或一侧打孔爆破而形成,随着我国经济的发展,基础建设的大力推行,在西南地区的山地地区多使用隧道搭设完成公路或铁路的建设,如同所有的工程建设一样,隧道工程的实施建设工程中也要保证工程施工作业面的干燥,这时候水患是一个很大的影响因素,尤其是在一些存在丰富地下水和降雨量较大的地区,如果再加之以破碎的围岩地质,就更是加重了隧道施工中防水排水的困难,当然,除了在施工进行过程中要保证隧道内的干燥以外,在隧道投入使用以后,也必须保障隧道的干燥使用,以减少后期的隧道维护成本,以提高经济效益,一般来说,保证施工作业面的干燥的工程措施可以用“放、防、截”这几个词来总结。这几种防治措施是相辅相成的,并无很明显的先后顺序,下面对各种措施依次进行分析。
1.防治原则
首先,无论何种防水排水的措施都应遵循以下原则:
1.1普通隧道应做到隧道的拱部、边墙处没有滴水,行驶路面没有积水,设备箱等洞口处不渗水。在一些寒冻地区还应保证衬砌后背处和排水沟处不积水,不冻结。高等级隧道如公路隧道还应做到车行通道不滴水。
1.2对施工当地环境和资源的保护,放排水设施的实施应建立在对当地的自然环境不造成损害,不影响当地居民的日常生产生活的基础之上,如一般的截水措施不能影响附近周围的居住人员的水源流动和取水事宜,减少地表水的流失。
2.防水措施
所谓堵也就是防水措施,一般来说,对于隧道的拱部处有:
(1)初级支护混凝土手段,初级支护混凝土是围岩支护的一种,因为厚度比较薄,故而常使用喷射混凝土浆的方法,受到厚度和水压力的影响,只能抵抗对小股的水压力,水量过大时则需要使用引水排水措施,一般来说,在初级支护混凝土时,虽然在防水措施中不起很大的作用,但是为了二次衬砌时起主要作用的防水板的设置,还应有一些注意事项,比例应保证表面的大致光滑,不会产生过于尖锐的表面而对防水板进行伤害。
(2)防水层,防水层是所有隧道防水排水的必定出现的措施,在结构上是出现在初级支护混凝土和二次衬砌之间,在初级支护混凝土变形稳定之后变可进行,一般来说,现在的防水板有pvc等塑料板和橡胶板两种,防水板的基本要求是抵抗冻裂性能好、强度大,阻燃性好和便宜施工铺设的特点。应注意防水板和过滤性材料如土工布材料应该交替进行铺设,在下料时考虑pvc板材在水和气温环境下热胀冷缩作用而留有一定的空间,使用机械热焊接并沿隧道环向进行铺设,防水板是隧道防水措施中最为重要最关键的一项举措,其成败的结果直接影响最后隧道工程的整体防水效果。
(3)二次衬砌,是围岩支护的另一种,对于二次衬砌,施工技术要求更高,需要植入钢筋,混凝土的喷射也更为密实,是隧道防水设施的最后一道防线,因此还要求外观上的圆滑,而对于二次衬砌的施工缝处理时二次衬砌中值得关注的一点,一般通过止水带的设置来完成这一部分的防水,止水带有膨胀式止水带和中埋式止水带,施工缝的处理使用膨胀式止水带,在浇筑时通过塑料条预留止水带的位置,在间距大概是100厘米左右时使用铁丝固定,当然在二次衬砌结构中应当尽量避免施工缝的留设,一次性的浇筑施工将更有理由二次衬砌的防水效果。
总而言之,防水措施的堵就是利用围岩支护初级支护混凝土和二次衬砌结构形成封闭的防水结构,同时使用如防水板、止水带等防水材料防止水的进入。相对比于之后将要提到的排水和截水措施,隧道的堵水措施更有利于当地水资源的保护。
3.排水措施
排水措施是利用人为设置的排水系统,或与自然排水系统相结合,或单独工作将地下水合理的导出,一般来说,可以有排水管和排水沟等技术措施。
3.1排水管的设置
一种孔管式排水系统,位置一般设在隧道外侧的角落里,在二次衬砌的外侧,紧靠隧道的外壁,主要作用是在隧道的初期混凝土支护支护,有定量的水汇集在隧道中,排水管就可以使这些已经汇集的水排放出去,排水管应与外部的排水沟相连接,一般采用广透式渗水软管,直径在5厘米左右,并且在仰拱隧道施工段,排水沟需要回填时,每隔一定间距应该设置泄水孔,规范为40米左右,使用直径为5厘米左右的塑料管。
3.2排水沟的设置
在施工还未开始时就应该在洞口设置相应的排水沟,防止水的流入,在洞顶拱部处设置截水天沟一般来说有使用自流水的从隧道中部向洞口两端设置的具有一定坡度的沟渠,一般设置在隧道路面的两边的自流排水沟,另外一种则是无法通过水重力形成自排水的反坡排水,这时候,工地上通常使用抽水机将滞留水抽出,将水引到一处聚水坑后,通过一定功率的抽水机将水排出,这种方法只能保证施工过程的进行,对后期运营的防水排水来说,从经济上并不可取,下面从结构上探讨一下一般排水盲沟的设置,排水盲沟截面形状一般为倒梯形,在其中填充以碎石、粗粒,并包裹以土工布等滤水性保护材料,一般设在隧道中央,在一些围岩地质较好的地段,防止水沿着岩石的缝隙侵入路基路面的一种排水暗沟。
4.结束语
防水排水的主要技术手段有以上这些,但是我们不能固步就封,停滞不前,对以上技术手段应该依据不同的施工实例进行不同的选用组合,同时,虽然目前对与隧道的防水排水的治理已经形成相应的理论体系,但是对于隧道的防水排水措施监测手段并没有形成完善的一套,只能根据后期的防水排水效果和人的主观观测来检验,这同样是隧道防水排水施工中值得探索的课题。
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