李瑞堯

摘要：城市快速路隧道的防排水設計一直是隧道設計工作者關注的重點和難點問題。文章對目前常用的城市快速路隧道防排水技術措施作了介紹，結合作者參與的實際工程對隧道防排水的設計與施工做了論述。

關鍵詞：城市快速路隧道；防排水設計；環(huán)向排水；盲管防水卷材

中圖分類號：U416.2

文獻標識碼：A

文章編號：1009-2374(2009)03-0098-02

一、概述

目前我國城市建設正處在大規(guī)模的建設時期，城市道路的建設投入逐年增加，從東向兩、從南到北的城市道路快速干線網(wǎng)絡呈現(xiàn)在全世界人民的面前，特別是繼西部大開發(fā)后成為繼工業(yè)、農(nóng)業(yè)、貿(mào)易、水電之后的支柱產(chǎn)業(yè)。隧道工程則是城市道路的重要組成部分之一，尤其是在高樓林立，居民多雜，地形起伏多變等市區(qū)，當城市快速路經(jīng)過這里遇到地形障礙時，常常是采用隧道穿行，這樣不但可以縮短線路長度、減緩縱坡坡度，從而提高運行速度和運輸條件。隧道是一種地下構筑物，地層中存在各種地下水，因而隧道在建成后總是處在各種地下水的包圍之中。地下水無孔不入。南于隧道設計、施工或使用過程中的有害擾動而造成的隧道防排水體系的任何缺陷，都可能引起隧道滲漏水。這就是隧道滲漏水防不勝防、各類隧道都可能發(fā)生滲漏水的原因。因而防排水技術在隧道工程中的尤顯重要。

二、城市快速路隧道防排水設計與常用的防排水措施

目前，城市快速路隧道設計中的防排水措施有：根據(jù)隧道的水文地質(zhì)條件，設計由(帷幕注漿，由于資金問題一般未采用)、環(huán)向排水管、縱向排水管和隧道兩側的排水邊溝或隧道路面之下的中央排水溝構成的完整排水系統(tǒng)；插圖在復合式襯砌之間設置防水卷材加土工布構成的防水層。筆者曾參加已建成的廣州市新光快速路第七標段新光隧道和花城大道隧道的建造。結合在新光隧道和花城大道隧道施工中的經(jīng)驗，淺談隧道防排水技術的心得。

1．環(huán)向排水盲管。環(huán)向排水盲管的作用是在巖面與初期支護噴射砼之間、初期支護噴射砼與防水卷材之間提供過水通道，并使之下滲匯集到縱向排水管。環(huán)向排水管的設置視地下水施工滲漏情況具有較大的靈活性，表現(xiàn)為：

(1)當圍巖滲水嚴重時，巖面與初期支護噴射砼之間、初期支護噴射砼與防水卷材之間都應當設置環(huán)向排水盲管，滲水較少時，只在初期支護噴射砼與防水卷材之間設置，如果沒有滲水或滲水極少，則可以不設。

(2)當圍巖滲水嚴重時，環(huán)向排水盲管的縱向間距小，滲水量少時，縱向間距加大。目前工程上使用的環(huán)向排水管通常為涂塑彈簧外裹玻璃纖維布或塑料濾布構成，稱為彈簧排水管(排水盲管)，直徑為5～8cm。檢查彈簧管質(zhì)量時，首先檢查玻璃纖維布或塑料濾布是否套緊；其次檢查彈簧涂塑層是否均勻，涂層有無老化；然后用直尺量測彈簧管的直徑，檢查是否與設計尺寸一致；最后從軸向和橫向用力壓彈簧管，觀察其是否有較大的塑性變形，孔徑是否有異常變化。隧道圍巖中的地下水是隨季節(jié)與年份的變化而變化的，施工中經(jīng)常因隧道滲水量少或無滲水而擴大彈簧排水管的間距。因此，施工檢查中首先要按要求布設環(huán)向彈簧排水管，要保證基本間距，局部涌水量大時還應適當加大其密度。其次，安裝時彈簧排水管應盡量緊貼滲水巖壁，盡量減小地下水由圍巖到彈簧排水管的阻力。第三，彈簧排水管布置時沿環(huán)向應盡量圓順，尤其在拱頂部位不得起伏不平。第四，彈簧排水管安裝時應先用鋼卡等固定，在用噴射砼封閉。最后應檢查彈簧排水管與下部縱向排水盲管的連接，確保彈簧排水管暢通。

2．縱向排水管沿隧道縱向設置在襯砌底部外側的透水盲管。目前常用的縱向盲管是直徑為10cm的彈簧排水盲管或帶孔軟式透水管。縱向排水管的作用是將環(huán)向排水管和防水卷材墊層排下的水匯集并通過橫向排水管排除?？v向排水管應按一定的排水坡度安裝，中間不得有凹陷、扭曲等，以防泥沙在這些位置淤積、堵塞排水管。在安裝前，用素砼整平安裝基面。縱向排水管施工前應進行以下檢查：

(1)排水管材質(zhì)及規(guī)格檢查。塑料制品若保存不當極易發(fā)牛老化，可目測管材的色澤和管身的變形；輕輕敲擊觀察管體是否變脆；用卡尺或鋼尺量管徑與管壁，檢查其是否與設計要求相符。

(2)管身透水孔檢查?？v向排水盲管主要有兩個作用：一是將環(huán)向排水管下流之水經(jīng)其排至橫向排水管；二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)疏導。為了實現(xiàn)其第二項功能，盲管上的透水孔必須有一定的規(guī)格并保證有一定的間距。在縱向盲管安裝前，必須用直尺檢查鉆孔的孔徑和孔間距。

在施工過程中應進行以下檢查：(1)安裝坡度檢查?？v向排水盲管通常位于襯砌的兩下角，需要從路面水平下挖一定深度才能達到設計標高。有時施工條件極為不利，施工較容易出現(xiàn)管身高低起伏不定，平面上忽內(nèi)忽外的現(xiàn)象。在這種情況下，隧道建成后縱向盲管容易被淤砂堵塞，或被冰凍封堵，造成縱向排水不暢。因此，施工中一定要為縱向盲管作好基礎，用坡度尺檢查，測定縱向盲管的坡度，使地下水進入盲管后在一定的坡度下按指定的方向流動。(2)包裹安裝檢查。縱向盲管在布設時必須注意其細部構造。首先應用土工布將縱向排水管包裹，使泥砂不得進入縱向盲管。其次，應用防水卷材半裹縱向盲管，使從上部下流之水在縱向盲管的位置盡量流入管內(nèi)，而不讓地下水在盲管位置縱橫漫流。因此，施工時要認真檢查縱向盲管的包裹安裝情況，杜絕粗放施工，為隧道后期排水創(chuàng)造條件。(3)與上下排水管的連接檢查?？v向排水管在整個隧道排水系統(tǒng)中是一個中間環(huán)節(jié)，起著承上啟下的作用，施工中應注意檢查上部環(huán)向排水管與縱向排水盲管的連接。一般采用環(huán)向排水盲管與橫向盲管簡單搭接的方式，避免兩管之間被噴射砼隔斷。其次還應注意檢查縱向排水盲管與橫向盲管的連接。一般采用三通管連接，三通管留設位置應準確，接回頭應牢靠，防止松動脫落。

3．橫向排水管。橫向排水管位于襯砌基礎和路面的下部，布設方向與隧道軸線垂直，是連接縱向排水盲管和中央排水管的水力通道。橫向排水管通常為硬質(zhì)塑料管，施工中先在縱向盲管上預留接頭，然后在路面施工前接長至中央排水管。對橫向盲管的檢查，主要是接頭應牢靠、密實，保證縱向盲管與中央排水管間水路暢通，嚴防接頭處斷裂。致使縱向盲管排出之水在路面下漫流，造成路面翻漿冒水，影響行車安全；其次是在橫向盲管上部應有一定的緩沖層，以免路面荷載直接對橫向盲管施壓，造成橫向盲管破裂或變形，影響起正常的排水功能。

4．中央排水管。中央排水管是隧道最后的排水設施，它將襯砌背后的滲水匯集排出隧道，進入路基排水邊溝。中央排水管采用帶孔預制砼管拼接而成，縱向間隔一定距離設置沉砂井和檢查井。其作用主要有：一是集中排放上游管路流來的地下水；二是通過其上部的眾多小孔(12mm左右)疏排路基中各種積水。中央排水管安裝前應進行外觀的檢查，內(nèi)容包括：(1)預制管段的規(guī)整性。用鋼尺量測管段直徑，觀察管

身是否變形或有嚴重裂縫；檢查管身部透水孔是否暢通；(2)管壁的強度。用石塊輕敲管壁，檢查砼強度是否滿足設計與施工要求；對疏松掉塊者，必須棄之不用。

中央排水管在施工過程中應檢查以下內(nèi)容：(1)中央排水管基礎檢查。中央排水管應隧道所在的地區(qū)的不同，埋置深度在0.5～2m之間。施工時先挖基槽，整平基礎，然后再鋪設管段，最后回填壓實。其中最重要的一個環(huán)節(jié)是處理管段基礎。在軟巖或斷層破碎帶區(qū)段施工中，應將不良巖(土)體用強度較高的碎石替換，并用素砼找平基礎，使基礎既平整又密實，為管段順利鋪設創(chuàng)造條件。施工中應特別注意檢查基礎的坡度，不僅總體坡度應符合要求，而且局部的幾個管段間也應符合要求，盡量避免高低起伏。(2)管段鋪設檢查。管段鋪設時，首先要保證將具有透水孔的一面朝上。管段逐個放穩(wěn)后，再用水泥砂漿將段間接縫密封填實。待砂漿凝固后，應逐段進行通水試驗，發(fā)現(xiàn)漏水，及時處理。之后用土工布覆蓋管段透水孔，在橫向盲管出口處注意與中央排水管和連接方式?；靥顣r注意保護管段的穩(wěn)定及其上部透水性。

三、防水卷材及其墊層的設計與施工要求防水層是隧道防水技術的核心

防水層由防水卷材及其墊層組成。防水卷材的作用是將地層滲水拒于二次襯砌之外，以免水與二次襯砌接觸并通過二次襯砌中薄弱環(huán)節(jié)滲入隧道。墊層的主要作用是保護防水卷材，使防水卷材免遭尖銳物的刺傷。防水卷材多為合成高分子卷材，種類繁多。防水卷材鋪設時有不同的工藝，其差別主要表現(xiàn)在防水卷材的固定上和板間的搭接方法上。防水卷材在厚度和寬度上有不同的規(guī)格，使用時有環(huán)向鋪設和縱向鋪設兩種。為了保證接茬的密封質(zhì)量，一般來兩幅卷材接茬處都要搭接10cm，卷材接茬有冷粘法和熱合法兩種。防水卷材往洞壁上的固定方法也有兩種：一是有釘鋪設法，二是無釘鋪設法。

四、復合式襯砌防水層的施工技術要求

1．噴射砼基面的施工要求噴射砼基面時，應該注意以下技術要求：(1)噴射砼必須平整，噴射砼相鄰兩凸點間的凹深與噴射砼相鄰兩凸點間的間距的比值應≤1/6，拱部應≤1/8；(2)基面不得有鋼筋、凸出的管件等尖銳突出物。否則要進行割除，并在割除部位用砂漿抹成圓曲面，以免防水層被扎破；(3)隧道斷面變化或轉彎時的陰角應抹成R≥5cm的圓??；(4)底版基面要求平整，無大的明顯的凹凸起伏；(5)噴射砼強度要求達到設計強度；(6)防水層施工時不的有明水，如有明水應采取封堵或引排措施。

2．防水卷材的鋪設要求防水卷材的施工應該注意以下幾點要求：(L)防水卷材必須與噴射砼密粘。在拱頂，在1m²范圍內(nèi)塑料板不得下凹或呈水平狀；(2)塑料板不能有劃破、扯破、扎破的現(xiàn)象，如有，必須進行修補，修補的補釘不能過小，離破壞邊沿不得小于7cm；(3)接縫處必須緊密，搭接寬度不得小于10cm；(4)射釘補塊必須嚴密，強度必須滿足施工要求。

五、結語

綜上所述，隧道防水應遵循“防、排、堵、截，因地制宜。綜合治理”的原則，切實搞好隧道的防排水，為隧道今后的安全運營提供良好的保障。