富水隧道防排水技术-富水隧道复合结构体系防排水技术

隧道防排水技术主要有3 种类型，一是从围岩、结构和附加防水层着手“以防为主”的水密型防水；二是从疏水、泄水着手“以排为主” 的泄水型或引流自排型防水；三是防排结合的混合型防水。目前，国内外隧道防排水处理方法主要为排水法、堵水法和堵排结合法。隧道防排水应采取结构防水与外防水相结合、材料防水与构造防水相结合、土建工程施工与防水工程施工相互配合的原则进行。

1.排水法

排水法指人为设置排水系统，将地下水排出隧道。常用的排水设施有盲管（沟）、泄水孔、排水沟（管）。其排水过程为水从围岩裂隙进入衬砌背后的盲沟，盲沟下接泄水孔（泄水孔穿过衬砌边墙下部），水从泄水孔泄出后，进入隧道内的纵向排水沟，并经纵向排水沟排出洞外。

1）盲管（沟）排水

盲管又称塑料盲管、渗排水盲管或盲沟，渗排水盲管是将热塑性合成树脂加热熔化后通过喷嘴挤压出纤维丝叠置在一起，并将其在相接点熔结而成的三维立体多孔材料。在材料外包裹土工布作为滤膜，具有多种尺寸规格。

盲沟（管）施作注意事项：

（1）安装时，应将盲沟与岩壁尽量密贴固定；

（2）喷射混凝土时要注意喷射角度和距离，不要把盲沟冲击损伤或冲掉，并尽可能将其压牢或覆盖；

（3）对于没有覆盖层保护的盲沟，模筑衬砌混凝土时，应注意避免使水泥砂浆进入盲沟内，以免阻塞渗水通道；

（4）务必要将盲沟接入泄水孔，若采用模筑后钻孔泄水，则应详细准确记录盲沟位置。

由上可知，防排水措施选择应充分考虑实际的渗漏水情形，可以分次逐步解决。喷混凝土时要尽量将渗漏范围压缩为局部出水，然后再结合模筑混凝土衬砌施作有组织排水设施，实现彻底治水。

2）泄水孔排水

泄水孔的施作，通常采用以下方法。

（1）在立边墙模板时，应安设泄水管，应特别注意使其里端与盲沟接通，外端穿过模板，泄水管可用钢管、竹管、塑料管、蜡封纸管等，这种方法主要适用于水量较大时。

（2）当水量较小时，则可以待模筑边墙混凝土拆模后，再根据记录的盲沟位置钻泄水孔，泄水孔的位置应按设计要求设置。

3）排水沟（管）排水

隧道内的排水沟（管）作用是承接泄水孔泄出的水，并将其沿隧道纵向排出。隧道排水沟有单侧、双侧和中心式布置形式，排水沟的布置形式、截面尺寸和纵向坡度需根据水量大小、线路坡度和路面构造要求等因素确定。

排水沟的施作通常与底板混凝土同时模筑，设计有仰拱，为了保证水沟的整体性，防止水下渗影响地基，排水沟的施作需与隧道底部填充混凝土同时施作。

4）凿槽排水法

凿槽排水法主要用于拱、墙单点线流、股流、射流等水量较大而不易用堵水措施处理的渗漏部位。其方法是从渗水点起凿槽，在槽中设置聚氯乙烯管或塑料排水板，外用防水砂浆封闭，将地下水引入隧道排水管。

2.堵水法(www.xing528.com)

以前的隧道防排水措施多采用“以排为主” 的方法，但是隧道长期排水会带来环境问题，特别是对于富水地层尤其严重，如隧道排水易引起地下水位下降，从而导致山上植被枯萎、山体表面沉降及山体滑坡等一系列地质灾害和环境问题。此外，由于地下水位下降，当地居民的生活用水也会受到影响。近年来，地下水排放处理多采用“以堵为主” 的方式，尽量降低隧道开挖对地下水环境的影响。

1）注浆堵水

注浆是隧道堵水处理最常用的方法，通过钻孔将浆液灌注到地层中，浆液凝固后充填裂隙和孔隙，并使原来软弱地层得到胶结，形成挡水帷幕，截断渗漏通道。灌浆浆液主要有水泥基类浆液、化学浆液和复合浆液。水泥基类灌浆材料结石体强度高、材料来源广、价格低、运输和贮存方便、灌浆工艺简单，是灌浆工程中应用最广泛的基本灌浆材料。但是，纯水泥浆凝结时间长，易被水流稀释、冲走，堵漏时浪费严重。化学灌浆材料可灌性高，浆液的胶凝时间可根据工程需要进行调节，且部分材料可直接与水反应产生凝胶，如聚氨酯等，适用于有流动水部位的防渗堵漏。但是，化学灌浆材料价格较贵，施工工艺要求较高，用于宽大裂隙地层堵漏其成本很高。水泥膏浆具有水下不分散、自堆积及良好的抗水流冲击性能，较适合于宽大裂隙地层的堵漏，已在多个大坝及桥墩围堰堵漏工程中得到成功应用。

防水堵漏纳米微分子注浆新工艺，适用于高速公路隧道、海底隧道、过江隧道、输水隧道、铁路隧道工程的大体积混凝土裂缝漏水封堵，它是以微生物化工原料为主剂的多种化学材料配制成的A、B 两种液体，采用特定的高压器具等量注入渗漏部位，使裂缝填补充实，达到堵漏的目的。

2）塑料板防水

当围岩有大面积裂隙滴水、流水，且水量压力不太大时，可在初次支护喷射混凝土等施作完毕后，二次衬砌施作前，铺设大面积塑料板堵水。塑料板厚度一般为1.2 mm，塑料板铺设固定时不能绷得太紧，要预留一定的松弛度，使得在浇筑二次衬砌混凝土时，塑料板能向凹处变形，避免产生过度张拉而破坏。

塑料板防水层是近十多年国际上发展起来的一项新防水技术，它具有优良的防水性能和耐腐蚀性能，在隧道及地下工程中得到了日益广泛的应用。

3）分区隔离防水

当隧道穿越地层范围大、地下水的埋藏条件复杂时，往往会出现同一座隧道中的不同区段地下水出露差异很大的情况。在目前隧道工程中，尤其在运营隧道的防水维修中，已采用“分区隔离防排水技术”，即在隧道长度方向将地下水分区隔离，并针对富水地段，重点采取有效的防排水措施，提高全隧道防水效果，降低防排水成本。

分隔区段的长度应根据地下水在洞内出露的范围和水量的大小确定，富水地段可按二次衬砌段长度分区，分区段采用带注浆管的背贴式止水带，发生渗漏水时可进行注浆。采用分区防水的区段，注浆顺序为先进行拱顶处回填注浆，再进行背贴式止水带上软管注浆，最后进行分区的注浆嘴注浆。

4）模筑混凝土衬砌防水

模筑混凝土本身就具有一定的抗渗阻水性能，但普通混凝土的抗渗性较差，尤其是在施工质量不高的情况下更易引起渗漏、漫流等现象，如振捣不密实、三缝（施工缝、沉降缝和伸缩缝）处理不好、配比不当等。当地下水有侵蚀性时，对抗渗效果不好的混凝土的腐蚀就更为严重。

如果能保证混凝土衬砌的抗渗防水性能，则不需要另外增加其他防水堵水措施。因此，充分利用混凝土衬砌的防水性能，是最基本的经济防水措施。

3.其他方法

由于实际工程的复杂性，一些常规方法无法完全处理渗水情况，需要根据实际情况采取不同的处理方法。

1）表面封闭法

表面封闭法就是在需防水的表面铺一层防水层进行隔离和封闭。常用的做法为：先用聚氨酯防水橡胶进行表面处理，再沿裂缝铺设一定厚度的橡胶膜即可。

2）凿缝填充法

凿缝填充法一般沿裂缝凿成“V” 形槽，再填充一些防水和补强材料。此法只适用于自身强度低，且有高延伸率、弹性及高黏结力的填灌材料；否则，材料与衬砌的黏结界面就会破坏，失去防水效果。我国常见防水堵漏材料有防水卷材、防水涂料、密封材料及防渗堵漏材料等。

除上述处理方法以外，还有黏结钢板法、增加截面法、预应力张拉补强法等。