彈簧半圓排水管在隧道防排水中的應(yīng)用

李新龍1    張慧莉2

(1．陜西恒通工程咨詢有限責(zé)任公司 710075 西安；2．西北農(nóng)林科技大學(xué)  712100楊凌)

    隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已成為國(guó)家投資重點(diǎn)。鐵路、公路、水利、城建等行業(yè)迅猛發(fā)展，修建了很多隧道、引水隧洞及地下建筑。這些工程對(duì)防、排水都有嚴(yán)格的要求，隧道滲漏水，不僅降低了混凝土的耐久性，而且影響隧道的正常運(yùn)行，惡化隧道的環(huán)境，甚至?xí)�造成隧道局部或整體的破壞。在寒冷地帶，由于隧道滲漏水發(fā)生的冰凍和冰柱，嚴(yán)重危及交通安全。

    就目前施工技術(shù)而言，很難做到隧道不發(fā)生滲漏。隧道滲漏問題一直是國(guó)內(nèi)隧道專家們研究的課題，此項(xiàng)目已列為陜西省科技攻關(guān)項(xiàng)目。如何提高修建隧道的技術(shù)，使?jié)B漏現(xiàn)象不出現(xiàn)或減少滲漏，筆者認(rèn)為有兩種方法：一是盡量防止隧道里的水向外滲漏或減少滲漏，此舉可謂“堵”；二是采用新技術(shù)“隧道無壓排水法”，用彈簧半圓排水管將滲漏水排出，使隧道襯砌結(jié)構(gòu)外圍成為無外水壓力的環(huán)境，此法可謂“排”。一堵一排相互補(bǔ)充，形成處理隧道滲漏問題的防滲新體系。

1、材料的技術(shù)要求

    1.1對(duì)彈簧半圓排水管的物理性質(zhì)要求

    彈簧半圓排水管，是一種新型隧道用排水材料，其外型如下圖l所示，它是由鋼線鍍PVC包塑后與 PVC軟皮或一布一膜的復(fù)合土工膜熱合，在未熱合處用膠補(bǔ)粘組合而成的半管形狀。其尺寸因具體工程設(shè)計(jì)書要求而定，以秦嶺終南山公路隧道工程φ100彈簧半圓排水管供貨合同書要求為例，材料應(yīng)符合以下要求：跨徑中lOOmm；截面高度45_+5mm；鍍塑(PVC)鋼絲直徑3.0±0.3mm；膜厚度0.30_+0.1mm，無紡布1209；兩邊布膜預(yù)留邊寬度25mm。

    產(chǎn)品目測(cè)平視觀察其表面應(yīng)為均勻白色長(zhǎng)條半管，并具有較好的適應(yīng)變形的能力，手持產(chǎn)品向內(nèi)縱向彎曲最小可成1800，橫向彎曲最小可成90°。

    1.2對(duì)彈簧半圓排水管的力學(xué)性質(zhì)要求(見下表)

2、施工技術(shù)

    彈簧半圓排水管作為一種新材料應(yīng)用于隧道排水方面的經(jīng)驗(yàn)較少，施工時(shí)，根據(jù)隧道內(nèi)地下水大小及圍巖變形速度，將設(shè)計(jì)的噴射混凝土總厚度分為2～4層噴射，每層不少于50mm厚。

    當(dāng)隧道開挖斷面符合設(shè)計(jì)要求后，由于裂隙破碎地下水全面流出，這時(shí)在圍巖表面(采用光面爆破時(shí))成線流或束流涌水處布設(shè)彈簧半圓排水管如圖2所示，先向彈簧半圓排水管表面及時(shí)噴射lOmm一20mm厚的速凝砂漿包裹，臨時(shí)封固，然后向圍巖表面噴射第一層封閉混凝±50mm，將彈簧半圓排水管暗埋在內(nèi)部。隨著圍巖的變形，第一層噴射混凝土表面會(huì)產(chǎn)生裂縫漏水，凡漏水處再次布設(shè)彈簧半圓排水管并在其表面噴射速凝砂漿封閉，再噴射第二層混凝土。按此辦法分層完成設(shè)計(jì)噴射混凝土總厚度，使初期支護(hù)內(nèi)部形成多層排水系統(tǒng)，直至表面不再出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象為止。

    在各層大面積滲水區(qū)段內(nèi)或無水區(qū)段內(nèi)可按縱向每隔2m～3m間距，在其表面打2~3個(gè)排水孔預(yù)設(shè)彈簧半圓排水管，并噴射lOmm一20mm速凝砂漿封固，保證隧道使用期內(nèi)因地下水反復(fù)變化而使?jié)B漏水能夠及時(shí)從預(yù)設(shè)的彈簧半圓排水管排出。

    通過暗埋在初期支護(hù)內(nèi)部的多層永久式排水通道系統(tǒng)，將水引入隧道內(nèi)縱向排水溝(管)，這種既靈活又固定的永久式排水系統(tǒng)，保證隧道徹底不漏水，并能適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)條件和大小不同的漏水量，如圖3所示。

    對(duì)已經(jīng)建成使用的隧道，如有滲漏水問題，亦可采用上述方法進(jìn)行有效處理。如果隧道凈空受限制時(shí)，可沿裂縫漏水處刻槽，鑲嵌φ50mm的彈簧半圓排水管，用防水混凝土填平處理。

    對(duì)于環(huán)保要求地下水不能過多流失的隧道，應(yīng)在隧道開挖后，對(duì)股流或束流漏水嚴(yán)重區(qū)段先注漿堵水，再按上述辦法排水。

    使用彈簧半圓排水管之后，可將目前采用的彈簧透水管、排水管、止水帶及涂膜膠、防水劑等取消，并可將原設(shè)計(jì)的土工膜厚度減薄。建議在圍巖破碎且地  下水位較高區(qū)段用l.0mm厚土工膜(土工膜抗拉強(qiáng)度不得小于l5MPa)。在圍巖完整性好的區(qū)段采用0.8mm厚土工膜(土工膜抗拉強(qiáng)度不得小于12MPa)，以保證有較大的安全系數(shù)。

3、結(jié)語(yǔ)

    對(duì)于隧道防排水施工，在嚴(yán)格控制混凝土配合比，使初期支護(hù)混凝土、二次襯砌混凝土有較高質(zhì)量的基礎(chǔ)上，注意加強(qiáng)土工布結(jié)合土工膜的施工工藝細(xì)  節(jié)。加上使用彈簧半圓排水管，這樣就形成了較嚴(yán)密的防滲系統(tǒng)，這一新技術(shù)在隧道工程中正逐漸被應(yīng)用，已收到較理想的前期效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙佩鈺等《隧洞防滲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工》防滲技  術(shù)  1997，3(1)：21～26

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)