【正文】 第四節(jié)施工防排水措施 。 3．伸縮縫 ， 溫暖和寒冷地區(qū)，一般可以不設(shè)伸縮縫；嚴(yán)寒地區(qū)，隧道內(nèi)設(shè)置的伸縮縫必須具有良好 的不透水、不開(kāi)裂的作用，且要保證溫度變化時(shí)襯砌伸縮變形的適應(yīng)性，常用的有鍍鋅鐵皮、 塑料或橡膠止水帶和豎向盲溝三種。沉降縫的防水，主要有瀝青木板、瀝青麻 筋、瀝青、橡膠帶及塑料等類型。再澆灌時(shí)，應(yīng)先刷水泥漿兩遍，再鋪設(shè) 1cm 厚砂漿，過(guò)半小 時(shí)以后即可繼續(xù)澆第二段混凝土。襯砌施工縫、沉降縫及伸縮 縫是隧道防水的薄弱環(huán)節(jié)，若處理不當(dāng)，則是滲漏水的主要通道。 (五 )防水混凝土襯砌 (1)襯砌采用混凝土整體灌筑，并盡可能做到不間歇施工和加強(qiáng)搗固工作； (2)隧道內(nèi)超挖盡量減少，超挖部分采用襯砌用強(qiáng)度混凝土回填； (3)混凝土選擇具有最佳級(jí)配的集料配合比，并使其快硬和早強(qiáng)； (4)襯砌采用防水混凝土； (5)地下水有侵蝕性時(shí)，采用抗侵蝕性的特種水泥或摻抗侵蝕性的附加劑 ； (6)必要時(shí)壓注水泥漿液或化學(xué)漿液。也是我國(guó)高速公 路隧道建設(shè)的一次突破性進(jìn)展。 及二次襯砌模注混凝土來(lái)說(shuō)，起到隔離與潤(rùn)滑作用，使初期支護(hù)噴射混凝土對(duì)二次襯砌混凝 土的約束應(yīng)力減少，從而避免模注混凝土產(chǎn)生裂縫，提高了二次襯砌混凝土的防水抗?jié)B能 力。它不僅起防水作用，而且對(duì)初期噴射混凝土 一般多用于隧道滲漏整治，在新建隧道中一般不宜 使用?？捎迷谝r砌內(nèi)表面，也可用 在襯砌外表面。 2．噴漿防水層 噴漿防水層是在壓縮空氣的高壓作用下，使水泥和砂漿在高速噴射下，通過(guò)水泥槍噴咀 處與水混合，噴射在已鑿毛的襯砌內(nèi)表面上，形成粘貼性較強(qiáng)的堅(jiān)固砂漿層，其密實(shí)性較好， 抗?jié)B性能也較好，但不能承受任何拉力，因此不適用于有強(qiáng)烈振動(dòng)或可 能由凍害而引起襯砌 開(kāi)裂的隧道。 (三 )內(nèi)貼式防水層 內(nèi)貼式防水層是在襯砌內(nèi)表面做的防水層。一般常用瀝青油氈，也可用瀝青麻布。由于襯砌與地層之間的空隙一般比 較狹窄，鋪貼困難、質(zhì)量也不易保證，且熱鋪時(shí)容易中毒，因此多用于明洞。不宜單獨(dú)用新 建隧道防水。常用的材料有：水泥漿液、水泥一水玻璃漿液及高分子漿液等。 (一 )壓漿封閉 壓漿就是將制成的漿液壓入隧道襯砌背后，使?jié){液填充地層與襯砌中間及地層內(nèi)的空 隙，凝結(jié)、硬化后起到堵塞地下水通路的防水作用和相應(yīng)對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)起到加固作用。 2 1 3 (6)泄水洞的縱向坡度應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況決定，一般應(yīng)不小于 3‰，泄水洞一般應(yīng)設(shè)置洞 門及出口溝渠。 (5)泄水洞斷面尺寸應(yīng)根 據(jù)滲入泄水洞的地下水流量確定，為便于檢查維修和施工，不 宜小于 1 2m2。泄水洞可用 橫洞或橫向水溝與隧道內(nèi)排水溝連通。泄水洞與隧道的間距應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況和地下 水位及降低水位的程度決定，不得因修建泄水洞而影響隧道的穩(wěn)定。用以疏干地層的泄水洞，其底面標(biāo)高適當(dāng)?shù)陀谒淼琅潘疁系臏?底，以 起到疏干作用為度。 2．設(shè)計(jì)的一般規(guī)定 (1)泄水洞的平面和立面位置，應(yīng)根據(jù)隧道附近地下水來(lái)源、流向、流量以及地質(zhì)、地形 條件確定。 (三 )泄水洞 1．適用條件 當(dāng)圍巖中地下水特別發(fā)達(dá)，有暗 河、泉眼，或涌水地段較長(zhǎng)，且水壓較高，采取其它防排 水措施難以收到良好效果時(shí)，可采用與隧道平行或近似于平行的泄水洞，攔截排走地下水， 降低地下水位，疏干地層。 中央排水管段應(yīng)規(guī)整，且管壁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 (4)中央排水管 中央排水管位于路面下部中央，通常由預(yù)制混凝土管段構(gòu)成。 (3)橫向盲管 橫向盲管位于襯砌基礎(chǔ)和路面的下部，布設(shè)方向與隧道軸線垂直，是連接縱向排水盲管 與中央排水管或排水溝的水力通道。 對(duì)于連體隧道，為了有利排水，最好在中隔墻設(shè)計(jì)中，考慮復(fù)合式襯砌，而計(jì)算則不考慮二次 襯砌參與中隔墻受力。而在連體隧道中，由于中隔墻先行施工，有的設(shè)計(jì)將縱向排水盲管位置確定在中隔墻與 拱圈接合部位，難以保證其縱向坡度 ，常常影響其排水效果，且橫向盲管在中隔墻位置變?yōu)? 豎向盲管，排水效果很差。 縱向排水盲管上部與環(huán)向排水管相連，下部與橫向盲管相通，是整個(gè)隧道排水系統(tǒng)中的 一個(gè)中間環(huán)節(jié)，起著承上啟下的作用。為了充分利用縱向排水盲管，縱向盲管 鋪設(shè)時(shí)還帶有一定的泄水坡度。軟管與彈簧排水管構(gòu)造相同，管徑通常為 10cm 左 右，硬管即為建筑工程中常用的 PVC 排水管。 (2)縱向排水盲管 縱向排水盲管的作用，一是將環(huán)向排水管下流之水經(jīng)其排至橫向盲管； 是將防水卷材 ．阻擋之水經(jīng)縱向盲管上部透水孔向管內(nèi)流導(dǎo)；三是將匯集的地下水排向橫向盲管。彈簧排水管外面用玻璃纖維 布包裹，具有濾水防堵功能，彈簧排水管下端與縱向 排水盲管相連。 鉆孔可用 YQ 一 80、 YQ 一 100 潛孑 L鑿巖機(jī)或其它大口徑鑿巖機(jī)進(jìn)行。此法適用于Ⅲ～Ⅳ類圍巖，鉆孔長(zhǎng)度、角度、位置應(yīng)根據(jù)地下水及圍巖的具體情況確定。 溝，當(dāng)?shù)叵滤星治g性時(shí)，可在襯砌與盲溝間設(shè)置防水層。灌注襯砌時(shí)，應(yīng)有防水措施，以防漏水造成砂漿流失，堵塞盲 并在邊墻泄水孔出水處及洞內(nèi)水溝適當(dāng)位置設(shè)沉淀井，便于檢查水溝淤積。如僅邊墻部分有水 時(shí)，可另做豎向盲溝，豎向盲溝亦可根據(jù)具體出水情況設(shè)為單側(cè)或雙 側(cè)。 為保證盲溝排水效果，可根據(jù)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況，在盲溝處向周圍地層鉆孔，將 附近圍巖中地下水引向盲溝。盲溝的斷面尺寸，應(yīng)按照地下水量及洞身超挖情況決定，一般厚度不小于 20cm，寬 度為 10～ lOOcm，內(nèi)填干砌片石或卵石。盲溝設(shè)置的具體 位置，宜選在節(jié) 理、裂隙發(fā)育、滲漏水較多的地方。 (二 )隧道襯砌背后的排水設(shè)施 ， 1．一般公路隧道 (1)盲溝 ’ 、 盲溝是修建在襯砌背后的一種排水設(shè)施，沿出水點(diǎn)開(kāi)溝，溝中用于砌片石、卵石等回填 作為導(dǎo)水層，使地下水在襯砌背后能集中到溝內(nèi)排水洞內(nèi)水溝。 三、洞內(nèi)排水設(shè)計(jì) 洞內(nèi)排水設(shè)計(jì)，一般包括洞內(nèi)排水溝、襯砌背后的排水設(shè)施 (環(huán)向排水管、縱向排水管、 橫向盲管等 )設(shè)計(jì)。 特殊情況，路塹水可經(jīng)隧道流出，但必須檢驗(yàn)洞 內(nèi)水溝斷面，不夠的應(yīng)予擴(kuò)大。路線在兩個(gè)洞 12I，邊坡水流都應(yīng)向外 流。 (二 )排水溝 從仰坡上流下的地表水，由洞頂排水溝引離隧道。對(duì)于土質(zhì)地層的截水溝須鋪砌加固，位于石質(zhì)地層的截水溝，可用砂漿 抹補(bǔ)裂隙，截水溝的斷面需根據(jù)流量進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)。注意避免下游沖刷，危及線路或破壞農(nóng)田。截水溝一般設(shè)在仰坡邊緣 5m 以外的適宜位置，其長(zhǎng)度應(yīng)能防止洞 VI 邊坡、 仰坡面遭受沖刷。洞頂截水溝或天溝 應(yīng)在雨季到來(lái)之前及時(shí)修好，防止雨水破壞邊坡和仰坡面，尤其是松散破碎地層和不良地質(zhì) 地段的洞口排水更應(yīng)注意。 二、洞口排水設(shè)計(jì) 洞口排水是指洞口范圍內(nèi)的排水設(shè)施，包括洞頂截水溝、洞門排水和洞 1： 3 路塹排水等。 一、隧道防排水設(shè)計(jì)原則 隧道防排水設(shè)計(jì)原則：以排為主，截、堵、排相結(jié)合。 第三節(jié)防排水設(shè)計(jì) 隧道病害大多與水有關(guān)系，可以說(shuō)水的問(wèn)題解決了，就解決了大部分隧道病害。 修 建擋水墻之類的洪水調(diào)節(jié)建筑物，同時(shí)對(duì)溝床采取防沖措施。 (5)治水 建立由截水溝、排水溝等設(shè)施組成的完善的地面排水系統(tǒng)。焦晉高速公路在隧道施工時(shí)，大量采用了這一技術(shù)，用以固結(jié)洞口周圍 松散巖體及坍方治理，取得了顯著成效。 (3)修建擋土墻或錨桿擋墻。目前，正在施工的焦晉高速公路進(jìn)行了一些明洞 暗做的試驗(yàn)，取得了良好效果。縮短明洞，代之 以深路塹的做法，違背了隧道設(shè)計(jì)原則，也給以后的養(yǎng)護(hù)、管理工作帶來(lái)了隱患。隧道遵循“早進(jìn)洞，晚出洞 的設(shè)計(jì)原則，盡量減少對(duì)山體的破壞和擾動(dòng)。 3．洞口附近病害防治 通常采取穩(wěn)固 坡面及巖體的防護(hù)措施。運(yùn)營(yíng)后在氣溫、雨水及其它自然條件的影響下，極易發(fā)生邊、仰坡崩塌。 當(dāng)?shù)孛嫘倍福刭|(zhì)較差，并受地下水影響，或洞口地段淺層滑坡或洞頂有大量崩塌時(shí)，易 產(chǎn)生較大的巖體偏壓，致使洞門及洞口段襯砌開(kāi)裂。 2．洞口病害產(chǎn)生的主要原因 洞口地質(zhì)一般較差，山體覆蓋薄，當(dāng)出現(xiàn)仰坡坍塌、順層滑動(dòng)及各種不良地質(zhì)現(xiàn)象時(shí)，使 洞門承受過(guò)大的土體壓力，造成洞門墻斷裂、前傾，甚至推斷襯砌，產(chǎn)生環(huán)形裂縫。208 (9)在明洞頂部及周圍，有針對(duì)性地采取防沖刷措施，防止流水沖刷洞頂填土。 (7)~／ 11 深加固明洞邊墻基礎(chǔ)。 ’ (5)在洞口兩端及洞頂有針對(duì)性地增設(shè)必要的支擋和防護(hù)設(shè)施。 (3)由于山體滑動(dòng)推移造成的病害主要通過(guò)滑坡治理消除病害。對(duì)于滑坍堆積要 及時(shí)清除。 4)洞內(nèi)漏水 明洞漏水病害主要是洞頂缺少防水層或防水層失效，加之洞頂沒(méi)有完善的排水設(shè)施，地 表水滲入洞頂填土而注入洞內(nèi)。 3)洞口落石、流泥、滑坡的病害原因 明洞口落石、流泥，主要是明洞不能直接防止路塹邊坡或山坡上的坍塌、流泥、落石，或 者是運(yùn)營(yíng)后對(duì)洞頂邊坡沒(méi)作排水，或處理不當(dāng)。 2)洞門端墻、側(cè)墻的病害原因 洞門發(fā)生剪切性斷 裂，由縱向推力產(chǎn)生。 (5)基礎(chǔ)處理不當(dāng)。明洞頂刷坡土沒(méi)有及時(shí)清理或刷坡滑坡、坍塌，造成明洞襯砌偏壓兼超 載，導(dǎo)致襯砌結(jié)構(gòu)開(kāi)裂受損。明洞頂山坡或開(kāi)挖邊坡，受地下水影響，滑坡、坍塌造成明洞不同程度的 偏壓，導(dǎo)致襯砌結(jié)構(gòu)開(kāi)裂受損。主要是明 洞填土厚度不夠，不能滿足沖擊力擴(kuò)散均勻分布在整個(gè)拱跨，而使局部承受過(guò)大的沖擊力所 致。 2．產(chǎn)生各種病害的原因分析 1)襯砌裂損的主要原因 (1)山坡落石。 3)洞口落石、流泥、滑坡、中斷行車。 (3)環(huán)形裂縫，環(huán)形裂縫較縱向裂縫少見(jiàn)，多發(fā)生在洞口附近及施工接縫處。 (五 )明洞的病害及其防治 1．常見(jiàn)的病害 1)襯砌裂損 (1)拱部縱向裂縫，拱圈內(nèi)緣受損脹裂，多發(fā)生在拱頂。凍害有冰窖、凍脹 和融沉三種形式。但是隧道一端或兩端有多年凍土段，水溝即使埋在季節(jié)凍融層以下，卻又通過(guò) 多年凍土層內(nèi)，如果溝內(nèi)水流在通過(guò)多年凍土過(guò)程中也會(huì)發(fā)生沿流結(jié)冰，凍結(jié)時(shí)間長(zhǎng)了，上 游來(lái)水的初始溫度越低，水量越小，穿過(guò)多年凍土層的溝段越長(zhǎng)，凍結(jié)指數(shù)越大，其危害越嚴(yán) 重。即使多年凍土段沒(méi)有地下水冒出，但是在 非多年凍土段仍然會(huì)有凍結(jié)層下的水突破隧底凍層進(jìn)入隧道，在隧道凍層之上向洞外漫流， 并沿流凍冰。 高，就會(huì)在隧道形成無(wú)壓泉冰錐。從隧底突破季節(jié)凍層的水，如果水壓力不大，水溫不 層下水也含補(bǔ)給層間水，使 多年凍土段襯砌周圍含大量未凍水。 (5)冰害 在非寒冷季節(jié)發(fā)生水害的隧道，到了寒冷季節(jié)就發(fā)生冰窖。在多年凍土層中，有各種類型地下水的分布和活動(dòng)。 ①襯砌不均勻融沉： ②襯砌變形破壞； (3)隧底凍脹和融沉。如： ①洞 15I 仰坡和邊坡的熱融泥流； ②仰坡邊坡的熱融坍塌； ③仰坡邊坡的表面沿多年凍土線滑坡； ④洞門及翼 墻后圍巖凍脹； ⑤路面凍害； ⑥洞門端墻及翼墻開(kāi)裂： ⑦其它病害。加強(qiáng)襯砌 拘要點(diǎn)如下： ①加大側(cè)向拱度，使拱軸線能更好地抵抗側(cè)向凍脹，在這一點(diǎn)上，公路隧道較鐵路隧道 有利； ②拱頂厚度較一般襯砌厚度加厚 10cm 左右； ’ ③沒(méi)有底部?jī)雒洠l(fā)生墻腳內(nèi)移時(shí)，增設(shè)仰拱； ④必要時(shí)采用提高混凝土標(biāo)號(hào)，在襯砌中加入鋼筋，而不 必加厚襯砌； ⑤如果只是局部范圍有凍脹性圍巖，可以局部加設(shè)鋼筋網(wǎng)及在周圍無(wú)凍脹性圍巖增設(shè) 亢凍錨桿； ⑥如凍脹層不厚，可在有凍脹范圍增設(shè)錨固在凍而不脹層的錨桿加固。 結(jié)構(gòu)加強(qiáng)是防治凍害不可缺少的措施和內(nèi)容，對(duì)于因凍害而開(kāi)裂的襯砌，應(yīng)采取消除或 成輕凍害因素的措施。 (5)結(jié)構(gòu)加強(qiáng) (4)保溫防凍，保溫、供熱、降低水的冰點(diǎn)。 (2)更換土壤 凍結(jié)圈的巖土，如果是強(qiáng)凍脹土 (主要是細(xì)粒土 )，設(shè)置集滲盲溝仍不能有效清除凍脹 時(shí)，可改用換填透水性強(qiáng)的粗粒土來(lái)整治。 (1)綜合治水 要預(yù)防與整治凍害，必先治水。如： ①襯砌防水能力不足，存在漏水缺陷，有水必漏； ②治水措施不正確，只搞防水，不搞排水，造成凍結(jié)圈內(nèi)圍巖冬季含水飽和，凍結(jié)過(guò)程中 水分補(bǔ)給充分，凍害必定嚴(yán)重； ③排水設(shè)施埋深不足，有的水溝埋深小于凍結(jié)深度； ④襯砌斷面設(shè)計(jì)不當(dāng)，有設(shè)計(jì)荷載不符合實(shí)際、襯砌類型選擇不當(dāng)?shù)纫蛩兀? ⑤襯砌未留溫度變形縫； ⑥襯砌冬季施工防寒保溫措施不完善，混凝土早期受凍，工程質(zhì)量不佳； ⑦隧道路面下含有凍脹土層沒(méi)做處理；