(一)排水系统组成
排水系统包括排水盲管、横向导水管、路侧边沟、深埋水沟、防寒泄水洞等。
(1)排水盲管又称排水盲沟,包括环(竖)向排水盲管、纵向排水盲管、横向排水盲管。排水盲管属渗水盲管,地下水可以进入管内也能从管内渗出。环(竖)向排水盲管、纵向排水盲管布置在隧道衬砌背后;横向排水盲管布置在路面结构层以下,可以起到疏导和防止衬砌背后及路面下积水,减少静水压力的作用,如图4.4-12所示。排水盲管主要为以合成纤维、塑料、钢丝弹簧等为原料,经不同的方法制成的土工产品,种类较多。
图4.4-12 公路隧道排水系统
(2)横向导水管不同于排水盲管,是连接衬砌背后的纵向盲管与深埋水沟或边沟的封闭管,主要作用是将衬砌背后的地下水直接排入深埋水沟或边沟,不允许管内水渗出。通常采用塑料圆管,管壁不打孔。引排至路侧边沟的横向导水管有时只在衬砌边墙内预埋或衬砌浇筑完成后打孔,称为泄水孔。
(3)路侧边沟主要用于排出运营期间隧道内的污水,包括隧道清洁用水、消防用水、车轮带入的雨水、衬砌结构的局部渗水等。
(4)深埋水沟,一般设置在隧道中部路面结构下方,又称为中心(排)水沟,也有的设置在隧道路面两侧下方。为了便于施工及运营期间对深埋水沟排水状况的检查、疏通,深埋水沟每隔一段距离还要设检查井。
(5)防寒泄水洞仅在严寒地区的富水隧道设置,一般设置于隧道的正下方,以排出隧道围岩中的地下水,减小隧道周边地下水聚集。
(二)环向盲管、竖向盲管
1.环(竖)向排水盲管作用
环(竖)向排水盲管的主要作用是将隧道衬砌背后渗水引排到隧道边墙脚的纵向排水盲管,通过横向导水管或泄水孔排出,减少衬砌背后积水。
2.环(竖)向排水盲管安设
在无纺布与防水板铺设前,按设计要求的间距,将环向、竖向排水管布设在喷射混凝土表面,用铆钉或膨胀螺钉、铁丝、塑料片、无纺布片等固定。当渗漏水较多时,根据渗漏水量及部位增加环向、竖向排水盲管。环向、竖向排水盲管多采用圆形弹簧排水管、打孔透水塑料管[图4.4-13(a)]、半圆形弹簧排水管[图4.4-13(b)],有的也采用排水板或塑料乱丝盲沟。
图4.4-13 环(竖)向排水盲管安设示意
3.环(竖)向排水盲管安装检查
环(竖)向排水盲管布置在防水层与初期支护间,首先应检查其布设间距是否符合设计要求。局部涌水量大时应增加盲管。盲管尽量与岩壁或初期支护紧贴,与初期支护的最大间距不得大于5cm。环向盲管的底部与墙脚纵向排水管通过三通接头连接,接头要牢固。
(三)纵向排水盲管
1.纵向排水盲管作用
纵向排水盲管设置于隧道模筑混凝土衬砌两侧墙脚背后,其作用首先是收集环(竖)向排水盲管排至边墙脚的水;其次是收集被防水卷材阻挡经无纺布导流或自重淌流至边墙脚的水;最后将衬砌背后汇入边墙脚的地下水通过横向导水管、泄水孔引入深埋水沟或路侧边沟。
2.纵向排水盲管的基本要求
(1)具有较高的透水性能。
(2)具有一定的强度,在混凝土浇筑过程中,不能被混凝土混合料压瘪。
(3)纵向排水盲管布设高度和坡度应符合设计要求。
(4)安设位置不能侵占模筑混凝土衬砌空间。
(5)需用无纺布将盲管包裹,防止泥沙和混凝土浇筑时浆液进入,堵塞盲管。(6)连续铺设,不得断开。
3.纵向排水盲管检查
(1)检测方法。用肉眼观测,直尺或钢尺测量,水准仪、坡度尺测量等。
(2)外观检查。
①纵向排水盲管材质及规格检查。塑料制品若保存不当,极易发生老化,可目测管材的色泽和管身的变形;轻轻敲击,观察管体是否变脆;用卡尺或钢尺量管径与管壁,检查其是否与设计要求相符。
②管身透水孔检查。纵向排水盲管壁必须有一定规格和数量的透水孔,用直尺检查钻孔直径和孔间距。
③检查纵向排水盲管是否被无纺布包裹严密。
(3)安装检查。
①坡度检查。纵向排水盲管易出现管身高低起伏现象,造成纵向排水不畅。因此,施工中一定要为纵向盲管做好基础,保证坡度与设计路线纵坡一致,并用坡度尺进行检查。
②平面位置检查。纵向排水盲管平面上常会出现忽内忽外的现象,严重时会侵占模筑混凝土衬砌空间,造成衬砌结构厚度不足。这种情况通常是由于边墙脚欠挖造成的,必须先进行欠挖处理再铺设。纵向排水管安设示意如图4.4-14所示。
图4.4-14 纵向排水管安设示意
③连接检查。施工中应注意检查纵向排水盲管与环(竖)向排水盲管及横向导水管的连接,一般采用三通管连接。纵向排水盲管管节之间应用直通导管连接,所有接头应牢靠,并用无纺布及扎丝包裹,防止松动脱落。三通管连接示意如图4.4-15所示。
图4.4-15 三通管连接示意
(四)横向导水管
横向导水管起点位于衬砌背后的边墙脚,通过三通管与纵向排水盲管相连,垂直于隧道轴线布设,先穿过边墙衬砌,在有深埋水沟的隧道,一部分横向导水管横向埋设在路面结构以下与深埋水沟连通;无深埋水沟地段可直接接入边沟。横向导水管通常为硬质塑料管。(www.xing528.com)
对横向导水管的检查,一是检查接头是否牢靠,对接有无错位;二是检查是否连通,需做灌水试验检测。
(五)深埋水沟
深埋水沟断面形状通常有圆形和矩形两种。圆形沟多采用预制混凝土圆管,圆管上部半圆钻有一系列透水小孔,孔径约为12mm,安放在预设的沟槽内;矩形沟有预制钢筋混凝土矩形沟和现浇钢筋混凝土矩形沟之分。矩形沟盖板一般单独预制(盖板可钻透水小孔)。路面下积水、地下渗水可通过盖板接缝、透水小孔流入深埋水沟。深埋水沟构造如图4.4-16所示。
图4.4-16 深埋水沟构造
根据深埋水沟形式的不同,检查内容也有区别。下面以预制混凝土圆管沟为例说明其质量要求与检测方法。
1.外观检查
(1)预制管节外形规整,无变形、缺损和开裂,表面应平整,蜂窝麻面面积不得超过1%,深度不超过1cm。用钢尺、卡尺量测圆管直径、管壁厚度,透水小孔数量、间距、直径符合设计要求。
(2)管壁强度。用石块轻敲管壁,检查混凝土强度是否满足设计与施工要求。若出现疏松掉块,则不得使用。可用回弹仪检测管壁混凝土强度,但须专门标定。
2.施工检查
深埋水沟施工时先挖基槽,整平基底,然后铺设管节,最后用透水碎石回填夯实。在软岩或断层破碎带的管段基础,应将不良岩(土)体用强度较高的碎石替换,并用素混凝土找平基础,使基础平整、密实。
(1)管沟基础检查。基槽平面位置、槽底高程、宽度、排水坡度应符合设计要求,基底应平整。
(2)管节铺设检查。
①管节铺设有透水孔的一面朝上,安放平稳,接头无错位,接头处流水面高差不得大于5mm,管底坡度不得出现反坡。
②管内不得有泥土、碎石等杂物。
③管节之间的接缝和管壁透水孔用无纺布包裹。
④透水碎石回填密实,不得使管节移位。
⑤横向导水管出口接入碎石层。
隧道内排水沟(管)应满足表4.4-5的要求。
表4.4-5 排水沟(管)实测项目及要求
(六)深埋水沟检查井
检查井是深埋水沟的一部分,主要用于深埋水沟检查作业。深埋水沟根据需要设置检查井,检查井的位置、构造不得影响行车安全,并应便于清理和检查,如图4.4-17所示。
图4.4-17 检查井与深埋水沟位置关系图
1.外观检查
检查方式:观察检查、钢尺测量。
(1)井身尺寸与设计要求相符。
(2)井内砂浆抹面密实光洁,无裂缝;井内平整圆滑。
(3)圆形检查井内壁应圆顺。
2.施工检查
检查方式:观察检查;钢尺、水准仪、经纬仪测量。检查井砌筑检测项目及要求见表4.4-6。
表4.4-6 检查井砌筑检测项目及要求
(七)防寒泄水洞
水是严寒地区隧道产生各种病害的重要因素。在严寒地区,为了最大程度减轻隧道的冻害影响,建立合理有效的防排水系统至关重要。防寒泄水洞是隧道排除地下水的主要措施之一,其形状类似一个带孔的小隧道,位于隧道正下方的冻结线以下。防寒泄水洞能够在很大程度上减少或消除隧道内部冒水、挂冰、积冰、冻胀等病害,如图4.4-18所示。为了加强防寒泄水洞的泄水能力,通常防寒泄水洞中每隔一段距离垂直设置有与防寒泄水洞断面大小一致的横向导水洞。
防寒泄水洞应按以下要求检查:
(1)防寒泄水洞位置、结构形式、纵坡、混凝土强度及泄水孔布置和数量应符合设计要求。
(2)防寒泄水洞应排水通畅,无淤积堵塞。
(3)防寒泄水洞的断面尺寸、高程、平面位置应符合表4.4-7的规定。
图4.4-18 防寒泄水洞布设横断面示意
表4.4-7 防寒泄水洞检查标准
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