隧道防排水工程设计内容一般应包括:防水的等级及要求,选用的材料及技术指标,采用的措施及技术要求,需满足的环保及运营维修养护的要求。
铁路隧道设计规范对于防排水,一般规定:① 新建和改建铁路隧道的防水等级,应根据工程的重要性、使用功能、运营安全保障等要求设计,分别采用一级(不渗水、结构表面无湿渍)、二级(不漏水、湿渍或水膜少量)、三级(不流水、安装设备孔眼不渗水)或四级(不漏泥砂)防护等级。② 隧道防水应以混凝土结构自防水和防水板防水为主体,以接缝防水为重点,必要时采用注浆加强防水。③ 隧道的排水应服从于保护环境、防止次生灾害的总体要求。④ 对于下穿河流、湖泊、海洋及城市等地区的隧道,宜按全封闭不排水原则设计。⑤ 隧道的排水系统应根据其工作环境,采取防淤积、防堵塞、防冻结措施,充分考虑其可维护性,保证排水通畅。
公路隧道的相关要求是:① 高速公路、一级公路、二级公路隧道拱部、边墙、设备箱洞不渗水,路面无湿渍;车行横通道、人行横通道等服务通道拱部不滴水,边墙不淌水。② 三级公路、四级公路隧道拱部不滴水,边墙不淌水,设备箱洞不渗水,路面不积水、不淌水。③ 有冻害地段的隧道衬砌背后不积水、排水沟不冻结。
2.隧道防排水设计原则
隧道的水害是由洞内、洞外的多种因素引起的,采用单一的办法难以很好地解决问题。根据多年隧道治水的经验,防排水设计应遵循“防、排、截、堵相结合,因地制宜,综合治理”的原则,采取切实可行的设计方案、施工措施,达到防水可靠、排水通畅、经济合理的目的。
防,就是要求隧道衬砌、防水层具有防水能力,防止地下水透过防水层、衬砌结构渗入洞内。排,就是人为设置排水系统,将地下水排出隧道。截,就是在隧道以外将地表水和地下水疏导截流,使其不能进入隧道工程范围之内。堵,就是以衬砌混凝土为基本防水层,以其他防水材料为辅助防水层,阻隔地下水,必要时采用注浆或嵌填等方法对隧道围岩裂隙、隧道结构本身存在的渗漏水路径进行封堵,可以较好地保护地下水环境。
结合,就是因地制宜,综合考虑,适当选择治水方案,做到技术可行、费用经济、效果良好、保护环境。这要根据围岩的工程地质条件,地下水的水量大小及埋藏和补给条件,工程结构的设计使用要求,施工技术水平及环境保护要求等情况选择确定。结合的又一层含义是,设计、施工、维修相结合,但以施工为主,充分结合现场实际,实行点面结合,将大面积渗漏水汇集为局部出水,进行有组织排水。应尽可能在施工中就将水治理好,保护地下及地表水的自然环境,减少对水环境的破坏并尽量恢复其自然环境。(www.xing528.com)
3.隧道防排水设计类型
隧道按防排水设计可分为防水型隧道和排水型隧道两类。
防水型隧道以防水为主,是指采取各种措施,如防水层、止水带等,将水封堵在隧道衬砌之外,在静水头不超过30 m的地区广泛应用。当静水头超过60 m时,对隧道防水材料和结构的要求都将大大提高。防水型隧道也需设置排水系统,为隧道渗漏水预留排水通道。当地面生态和社会环境敏感,例如在居民区或存在地下水供给水源地区修建隧道时,大量排水会造成地表下沉,危及周边环境和建筑物的正常使用;或当地下水具有腐蚀性,需要将地下水与混凝土隔离时:应优先设计防水型隧道。
排水型隧道以排水为重点,又可以分为不控制排水型和控制排水型。对于排水对地面生态环境影响不大的地区,可不必控制排水,而是利用衬砌背后的盲沟等排水设施,让水流入隧道内排水沟排出洞外。在高水位以及穿过断裂破碎带,预计地下水较大,当采用以排为主可能影响生态环境时,应根据实际情况采用“以堵为主、限量排放”的原则,达到“堵水有效、防水可靠、排水畅通、经济合理”的目的。在岩溶发育地段,则采用“以疏为主、以堵为辅”的原则,强调尽量维系岩溶暗河的既有通路,严禁随意封堵溶洞、暗河。
在一座隧道的不同区段,也可能存在不同防排水类型,过渡段需采取合理的过渡措施。不同防排水类型隧道的特点对比如表5-1-1。
表5-1-1 不同防排水类型隧道特点对比
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