有关城市市政隧道的防排水技术措施研究

朱金标 吕科

摘 要：由于城市市政隧道所处的重要地理位置，因此城市隧道防水标准非常高。因此，本文对隧道渗漏水从设计问题和施工问题两个方面展开阐述，并对相对技术进行分析研究。

关键词：市政隧道；防排水；渗漏水；设计；施工

引言

目前我国城建部门建设的城市隧道尚无自己的技术标准，所用的设计与施工技术规范都是套用铁路、公路部门制定的山岭隧道的设计与施工规范。但由于城市市政隧道所处特殊的地理环境条件，建设标准高，同时洞内配置了大量市政管线及先进的现代化设备。因此，城市隧道的防水标准必须达到“不淌”、“不滴”、“不渗”，保持洞内干燥的良好工作条件。下面对城市市政隧道的防排水技术从设计和施工两个方面进行阐述。

1隧道渗漏水设计问题

设计问题主要表现在防排水体系不合理，各道防线设计参数不合理、混凝土抗渗标号低等。主要体现在以下几个方面：

（1）由于对高压富水区围岩未考虑注浆加固圈或注浆加固圈厚度、强度不够，造成隧道开挖后地层中的地下水涌出，水压高、水量大，封堵困難，引起隧道涌水、突泥，导致隧道施工困难。

（2）由于隧道衬砌背后未考虑排水系统或排水系统排水能力不足，可能出现两方面的问题：一方面，隧道背后的来水量大于隧道设计的排水能力，造成隧道背后水压力升高、衬砌开裂、道床翻浆冒泥；另一方面，地层中的出水比较浑浊，容易堵塞排水通道，排水系统失效，造成隧道背后的水压力上升。

（3）防排水材料选用不当，耐久性指标不明确和不完善，材料质量不能满足防水要求。关于混凝土的耐久性，目前国内外指标还不统一，因此试验方法和评价指标也不尽相同，大部分性能指标均有明确的试验方法，具体指标和设计使用年限具有一定的对应关系。而防排水材料一般只有分级或分类质量指标及规范规定的性能指标，但和设计使用年限之间没有对应关系，防水材料的耐久性指标不明确和不完善，这给防水结构的耐久性带来了一定程度的不确定因素。在高水压下，防排水材料力学指标或材料尺寸不明确，难以满足特殊的防排水要求。

（4）混凝土强度指标和抗渗标号不匹配，高水压下的抗渗能力不足。混凝土强度指标很高，但厚度不能满足要求，配筋量过大，造成混凝土振捣困难，虽然结构强度、刚度、稳定性满足要求，但在高水压长期作用下，混凝土抗渗性能却不能满足要求。

（5）地下水在衬砌背后的串流问题没有很好地解决，一旦防水板某处出现破损，地下水在混凝土背后串流，造成混凝土的薄弱部位渗漏。

1.2 隧道渗漏水施工问题

（1）排水系统未按设计和规范要求施工和选择材料，甚至降低材料标准，给渗漏水留下隐患。

（2）施工工艺不符合要求，例如防水板在铺设过程中破损，止水条、止水带安装工艺不正确，安装时间不合适，造成防水环节失效。

（3）用不符合国家或行业标准的材料，使防水工程耐久性降低。

（4）混凝土原材料、外掺料、外加剂、配合比不合要求或搅拌、运输、灌注、振捣、养护等方面工艺不合理或管理不到位引起混凝土质量问题。

2隧道的防排水设计技术分析

隧道的防排水体系由两部分构成：一是初期支护期间的排水系统，包括弹簧透水管，纵、横向排水管和两侧水沟；二是二次衬砌的防水系统，包括防水板、无纺布和防水混凝土。

（1）防水措施

在初期支护与二次衬砌之间敷设一层PVC复合土工布防水板作为第一道防水，防水板敷设范围为自拱部至边墙下部。施工缝采用中埋式橡胶止水带，沉降缝采用遇水膨胀止水条。

（2）排水措施

在洞内路面两侧设置了圆形预制边沟以排除路面积水；为了更有效地排除衬砌背后积水，隧道内沿岩面环向布设弹簧软式透水管，弹簧透水管与边墙底部的纵向排水管相连接，并每隔一定间距设一处横向引水管，通过沉砂井将纵向排水管内地下渗水引入路面边沟内，由路面边沟排到隧道外路基边沟内。

（3）截水措施

为防止洞外水流入隧道，在进出口端设两道横向截水沟。洞内水排至洞口路基边沟内。

3隧道的防排水施工技术分析

3.1防水施工的材料和机具

防水施工的主要材料有聚乙烯塑料防水卷材、土工无纺布和粘接用的专用粘合剂。施工机具需要准备架设防水卷材的简易台车、电钻、射钉枪、塑料焊枪、塑焊机、小型运输车等。

3.2施工步骤

3.2.1环向弹簧透水管的安装施工

安装前要将岩面处理平整，以免喷射混凝土时背后产生空洞，影响衬砌结构受力和汇、排水效果；在地面将3根弹簧透水管并排用无纺布包好绑在0.5 m宽的细格铁丝网上；在安装弹簧透水管的岩面部位每隔1 m钉横向间距为0.5 m的两枚悬挂锚钉，锚钉露出岩面以不高于弹簧透水管的直径为度；利用简易台车从一侧向另一侧将绑好的弹簧透水管输送，并密贴岩面用铁丝将其固定在悬挂锚钉上。安装时，要注意每道弹簧透水管的端头留有100 mm的富余量，以便与纵向排水管搭接。弹簧透水管的间距一般为：II类围岩10 m，III类围岩15 m，IV类围岩20 m。在施工中，可根据实际渗水情况进行调整，在地下水发育处可适当增加1- 2道。

3.2.2纵、横向排水管和边沟的施工

（1）在衬砌施工前，要先将基底清理干净，把纵向排水管连接好，然后每隔10 m用三通接头与横向排水管连接，并将弹簧透水管的两端头贴岩壁装在排水管的梅花眼处。最后在无纺布和防水板施工时，一并将纵向排水管半包围扣在墙脚基底处，以保证裂隙水很顺畅地汇入排水管中。

（2）两侧边沟的各节接缝间用沥青麻布或橡胶垫于四周，以免地下水由防水板导出后由边沟溢出。边沟每隔50 m设一沉沙池。

3.2.3无纺布和防水板的施工

（1）防水板焊接质量的好坏，直接影响到洞身的防水效果。防水板的焊接是通过塑焊机高温加热，使所要焊接的两片塑料防水板局部熔化后，加压将两片塑料板粘合在一起的，要求焊接密实可靠。

（2）检查初期支护净空，提前处理岩面欠挖，否则待衬砌台车就位后再处理欠挖，既影响施工进度，又容易损坏防水板，降低防水效果；进行上述检查处理后，还要检查岩面平整度，将凸出岩面的喷射混凝土凿除，用砂浆填平；将凸出的锚杆及钢筋头切割掉，用大锤砸平，防止刺破塑料防水板。

（3）铺设无纺布应环向铺设，用射钉枪将无纺布

钉在初期支护混凝土表面。防水板暗钉环向间距为：拱部0.5- 0.7 m，边墙1.0- 1.2 m，纵向间距0.3- 0.5 m，凹凸不平处相应增加固定点；相邻两环之间搭接宽度≮ 0.1 m，其接头不能在同一截面上。无纺布必须紧密钉牢在初期支护上，不得脱落、松动或留下空白。

（4）铺设塑料防水板应采用暗钉法，逐环顺序进行。铺设前根据防水板的宽度，用粉笔在无纺布上沿环向划出每幅防水板的位置，然后从侧面开始自上而下铺设防水板，边铺设边用塑焊枪将防水板焊于暗钉块上。防水板铺设要求平整，并保持一定的松弛系数，防止混凝土施工中将防水板绷紧拉坏；相邻两环防水板搭接宽度为0.10-0.15 m，搭接不够或过宽都不好，会影响焊接质量。每次铺设的防水板要伸出二次衬砌外0.5 m，以保证与下一组防水板有足够的搭接宽度。衬砌混凝土施工中要注意保护好防水板，防止损坏拉伤，尤其焊接钢筋时需对防水板加以保护，防止烤焦、损坏。

（5）防水板采用热楔焊接法，用塑料自动焊机焊接。其操作方法是：调整焊接机速度指示器，按下温度开关，将温度指示器调节到需要的温度值，待10-20 s后，红色指示灯亮，即达预定温度；将要焊接的防水板沿焊接机行走方向，分别由左侧或右侧插入热楔的下部，待温度达到要求后，搬动加压手柄使滚轮自动压紧防水板，移动焊接机，热楔将防水板表层熔融粘合。

结语

隧道及地下工程的渗漏水间题一直是一个难以解决的通病。我国目前拥有各种地下工程成千上万个，但能找到不渗漏水的工程则不多。经过本文研究，控制隧道渗漏水关键的一条是根据工程的具体情况制定一個合理的防排水设计方案，并在方案的实施中精雕细刻，认真施工，不随意放过某一薄弱环节，地下工程的防水问题是完全可以解决的。

参考文献

[1]张自强. 隧道工程的防排水技术[J]. 建材技术与应用，2001，02：42-43.

[2]徐福奎. 探讨隧道的防排水设计和施工质量控制技术[J]. 黑龙江交通科技，2014，04：116+118.