寇 文 亮

(山西路橋第一工程有限責(zé)任公司，山西 太原 030006)

試析路橋隧道工程設(shè)計(jì)中防水設(shè)計(jì)的優(yōu)化

寇 文 亮

(山西路橋第一工程有限責(zé)任公司，山西 太原 030006)

對(duì)路橋隧道工程設(shè)計(jì)及施工中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，并對(duì)路橋隧道工程防水設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施進(jìn)行了研究，提出了樹(shù)立安全型防水設(shè)計(jì)理念、注意防水板設(shè)置、選擇合適的防水板材料等策略。

路橋，隧道，防水，設(shè)計(jì)，圍巖

隨著我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)的不斷發(fā)展，運(yùn)輸方式的發(fā)展速度也在不斷提高。由于發(fā)展的需要，在路橋工程中出現(xiàn)了越來(lái)越多的隧道工程，但是，各種因素的限制導(dǎo)致了路橋隧道工程的施工難度在不斷加大，出現(xiàn)了一系列的問(wèn)題。因此，我們應(yīng)該運(yùn)用新技術(shù)、新材料以及新工藝等來(lái)不斷提高路橋隧道的設(shè)計(jì)水平，提高路橋隧道的質(zhì)量。

1 路橋隧道工程的概述

所謂的隧道是指修建于地下或是水下的建筑物，從而保持地下空間孔道，它是人類(lèi)充分利用地下空間的一種有效形式[1]。一般來(lái)說(shuō)，隧道可以分為交通隧道、水工隧道以及礦山隧道等類(lèi)型。

一般來(lái)說(shuō)，在路橋隧道工程中解決隧道的防水問(wèn)題是重要環(huán)節(jié)，這樣不僅可以有效保證隧道工程的質(zhì)量，同時(shí)還能夠從根本上消除隧道病害，進(jìn)而延長(zhǎng)隧道的使用壽命。在解決隧道的防水問(wèn)題時(shí)，選擇性能比較好的防水材料以及采取科學(xué)的施工方案是關(guān)鍵。因此，在我國(guó)路橋隧道工程的設(shè)計(jì)過(guò)程中，優(yōu)化路橋隧道的防水設(shè)計(jì)就成為路橋隧道設(shè)計(jì)人員普遍比較關(guān)注的問(wèn)題。

2 路橋隧道工程防水設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

當(dāng)前，我國(guó)在路橋隧道工程設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用最多的方法是新奧法設(shè)計(jì)施工。這種施工方法是在初期支護(hù)與二次初砌層之間鋪設(shè)防水板，同時(shí)在防水板與初護(hù)面之間鋪設(shè)緩沖層無(wú)紡?fù)凉げ?。其中，這種無(wú)紡?fù)凉げ荚诔鰪S的時(shí)候就與防水板膠合成了雙層結(jié)構(gòu)。在二次初砌層中澆筑混凝土的時(shí)候，應(yīng)該添加適量的防水劑，并要保證防水混凝土的抗?jié)B透性能應(yīng)該達(dá)到S6[2]。此外，再利用縱向與橫向的彈簧軟管或是塑料管將二襯背后的積水引流至排水溝內(nèi)。一般情況下，這種設(shè)計(jì)方式能夠滿(mǎn)足路橋隧道工程的排水要求，但是隧道襯砌的滲水問(wèn)題，特別是兩板混凝土搭接縫處、隧道接口處以及排水管管節(jié)連接處等位置容易發(fā)生滲水問(wèn)題，且尤為嚴(yán)重。而要避免路橋隧道滲水現(xiàn)象的發(fā)生，就必須加強(qiáng)設(shè)計(jì)與施工中的技術(shù)研究，但目前來(lái)說(shuō)仍是一個(gè)難題。

路橋隧道工程防水設(shè)計(jì)中主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：第一，路橋隧道工程設(shè)計(jì)中“以排為主”的設(shè)計(jì)理念破壞了隧道結(jié)構(gòu)與圍巖之間密實(shí)的共同作用。首先，從路橋隧道的結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，隧道的襯砌主要由內(nèi)、外兩個(gè)層次復(fù)合而成。就隧道襯砌的內(nèi)層來(lái)說(shuō)，一般為二次襯砌，它主要是由現(xiàn)澆的素混凝土或是鋼筋混凝土構(gòu)成；就隧道襯砌的外層來(lái)說(shuō)，一般為初期柔性支護(hù)，它主要是由錨桿、鋼筋網(wǎng)以及噴混凝土構(gòu)成。在內(nèi)、外層之間鋪設(shè)防水層時(shí)，由于外層表面會(huì)有凹凸不平的現(xiàn)象出現(xiàn)，防水層的背面可能會(huì)出現(xiàn)空洞，這就導(dǎo)致內(nèi)、外層之間局部會(huì)產(chǎn)生空隙，造成內(nèi)、外層不能夠整體承受壓力。通常情況下，往往是外層先受力，然后外層會(huì)由于荷載而產(chǎn)生變形，接下來(lái)才是內(nèi)層開(kāi)始受力。因此，這種不均勻的受力導(dǎo)致外層容易先遭到破壞，從而降低了復(fù)合初砌結(jié)構(gòu)總體承受能力，讓隧道結(jié)構(gòu)受?chē)鷰r的約束不一致而形成裂痕，加劇路橋隧道的滲漏水情況。其次，從路橋隧道的圍巖上來(lái)說(shuō)，在對(duì)路橋隧道的Ⅰ，Ⅱ類(lèi)圍巖進(jìn)行初期支護(hù)的時(shí)候，往往安裝的是工字型鋼拱架或者是鋼格柵拱架。由于圍巖對(duì)隧道的穩(wěn)定性具有一定的影響，因此，在防水設(shè)計(jì)的時(shí)候必須依據(jù)圍巖分類(lèi)設(shè)計(jì)合理的隧道工程。第二，路橋隧道工程的技術(shù)比較落后。由于路橋隧道的防水設(shè)計(jì)在施工技術(shù)上比較滯后，因此設(shè)計(jì)出的路橋隧道的質(zhì)量往往不高。這是由于施工單位對(duì)路橋隧道的施工材料要求比較簡(jiǎn)單、對(duì)施工要求不具體以及防水材料容易老化等因素導(dǎo)致的。就目前而言，我國(guó)在隧道防水設(shè)計(jì)中用到的防水材料主要是塑料、橡膠等制品，而這些材料在陽(yáng)光的照射以及化學(xué)腐蝕的情況下容易發(fā)生老化現(xiàn)象，進(jìn)而影響到隧道的防水效果。

3 路橋隧道工程防水設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施

3.1 樹(shù)立安全型的防水設(shè)計(jì)理念

第一，施工人員應(yīng)該掌握路橋隧道施工的新技術(shù)與新方法，主要包括了盾構(gòu)隧道的受力特征及隧道設(shè)計(jì)的分析方法、盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)形式及最新發(fā)展趨勢(shì)等方面，特別要注意對(duì)特殊環(huán)境下的隧道工程應(yīng)進(jìn)行綜合分析與設(shè)計(jì)。第二，施工人員應(yīng)該對(duì)隧道巖體各方面性能的參數(shù)進(jìn)行認(rèn)真計(jì)算(圍巖體計(jì)算參數(shù)見(jiàn)表1)[3]。對(duì)于隧道施工過(guò)程中，圍巖穩(wěn)定能力比較差的地段，應(yīng)該采用超前支護(hù)或者是超前加固前方圍巖的方法，同時(shí)應(yīng)該秉持先對(duì)隧道進(jìn)行護(hù)頂再開(kāi)挖的施工原則，遇到滲水流的時(shí)候應(yīng)該設(shè)置橡膠帶盲溝引排。第三，對(duì)隧道防水層的材料選擇上，應(yīng)該選用強(qiáng)度高并耐腐蝕性的板材。在施工過(guò)程中，主要將這些板材鋪在初期支護(hù)和二次襯砌中，并通過(guò)拼接這些板塊使隧道的防水系統(tǒng)達(dá)到密閉或是半密閉的狀態(tài)。第四，在進(jìn)行隧道工程施工時(shí)，應(yīng)該制定合理的施工方案，并嚴(yán)格按照施工方案執(zhí)行，從而保障隧道工程防水系統(tǒng)的規(guī)范性。

表1 隧道圍巖體計(jì)算參數(shù)

3.2 注意防水板的設(shè)置

第一，在放置排水板之前，應(yīng)對(duì)防水板進(jìn)行及時(shí)處理。首先應(yīng)該對(duì)防水板的表面進(jìn)行處理，然后對(duì)防水板突出的鋼筋進(jìn)行處理，在這兩項(xiàng)處理結(jié)束之后，再對(duì)隧道表面進(jìn)行噴射。如果不進(jìn)行處理，將無(wú)法發(fā)揮出防水板的防水功能。第二，在大面積張掛防水板的時(shí)候，應(yīng)該注意拼接無(wú)縫隙。首先，在張掛的時(shí)候要特別注意防止防水板出現(xiàn)褶皺現(xiàn)象，對(duì)于出現(xiàn)縫隙的地方應(yīng)該全部接上去。其次，在購(gòu)買(mǎi)防水板的時(shí)候，應(yīng)該多買(mǎi)一些，這是為了防止對(duì)隧道進(jìn)行初砌澆筑時(shí)，防水板發(fā)生膨脹現(xiàn)象，從而導(dǎo)致防水板的長(zhǎng)度不夠，給隧道工程的施工帶來(lái)不必要的麻煩。

3.3 選擇合適的防水板材料

第一，在防水板的內(nèi)側(cè)或是隧道的邊墻，應(yīng)該適當(dāng)增加機(jī)械保護(hù)裝置的設(shè)置。首先，應(yīng)該保證防水板材料的耐高溫以及耐穿透的能力，這樣才能有效確保隧道工程在鋼筋操作過(guò)程中，防水板不會(huì)受到損壞，同時(shí)還能夠減輕工作人員對(duì)防水板檢修的負(fù)擔(dān)，有效避免防水板發(fā)生漏水現(xiàn)象。第二，在隧道施工過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)防水板進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。施工人員可以在二襯的內(nèi)壁鋪設(shè)防水板，并盡可能的選用新型的防水板材料，這樣不僅能夠方便對(duì)防水層的修理與維護(hù)，同時(shí)還能夠使防水材料與襯砌混凝土的老化時(shí)間盡量保持一致，從而延長(zhǎng)防水板材料的老化時(shí)間，增加防水板的使用壽命。

4 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的階段，交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展對(duì)經(jīng)濟(jì)的騰飛起著至關(guān)重要的作用，而路橋隧道工程是集設(shè)計(jì)、施工與工程管理為一體的一項(xiàng)工程。目前，我國(guó)的路橋隧道施工過(guò)程中還存在著一系列的問(wèn)題，漏水、滲水問(wèn)題尤為突出，這就要求施工單位必須做好路橋隧道工程的防水設(shè)計(jì)，可以從防水理念、防水板設(shè)置以及防水板材料選擇這三個(gè)方面著手努力。只有不斷提高路橋隧道的防水設(shè)計(jì)才能夠提高路橋隧道的工程質(zhì)量，并保障路橋隧道的安全性。

[1] 張男男,武建權(quán),宋秀美，等.隧道路面防水粘結(jié)層材料的選擇及性能研究[J].山東交通科技,2013(5)：71-73.

[2] 曹 志.隧道防排水施工[J].江西建材,2014(8)：20-21.

[3] 黃林軍.淺談高速公路隧道防水施工技術(shù)[J].山西建筑,2007，33(21)：346-347.

Analysis on waterproofing design optimization in road bridge tunnel engineering design

Kou Wenliang

(ShanxiHighway&Bridge1stEngineeringCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

The thesis analyzes problems existing in road bridge tunnel engineering design and construction, studies waterproofing design optimization measures of road bridge tunnel engineering, and puts forward some strategies, such as establishing safety-style waterproofing design concept, attending waterproofing board setting, and selecting suitable waterproofing board material and so on.

road bridge, tunnel, waterproof, design, surrounding rock

2015-04-01

寇文亮(1986- )，男，工程師

1009-6825(2015)17-0137-02

U453.6

A