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設(shè)計與施工規(guī)范中,雖然對各種隧道的防水均做了相應(yīng)規(guī)定,但仍有較多的不足之處,主要表現(xiàn)在:
(1)部分規(guī)范缺少明確的防水等級劃分,即隧道防水的等級不明確。對鐵路隧道只要求按照一般地下工程的防水原則實施,沒有明確的防水等級和具體要求;對隧道的具體情況如隧道所在線路等級、牽引類型、隧道所在地區(qū)或地段、隧道不同部位及隧道的長度等因素也缺乏定量的防水指標。(2)大部分隧道規(guī)范對防水等級的劃分比較模糊。不同的隧道工程,采用不同的等級劃分標準。(3)防水設(shè)計缺乏充分可靠的理論依據(jù)。由于地質(zhì)情況復(fù)雜,勘探費用昂貴,通過勘探往往還不能掌握隧道的地質(zhì)情況,多數(shù)還要用試驗和估算的方法推測,無法為隧道防水設(shè)計及規(guī)定提供足夠的理論依據(jù)。(4)隧道防水施工、監(jiān)理及驗收不規(guī)范。盡管隧道設(shè)計與施工規(guī)范都有防水規(guī)定,但由于各種防水措施大都缺乏經(jīng)濟、效率上的系統(tǒng)研究;對防水施工、監(jiān)理及驗收也都缺乏相應(yīng)的規(guī)范,防水要求隨意性強,沒有統(tǒng)一的評價標準;施工監(jiān)理也缺乏防水施工工藝等方面的監(jiān)理規(guī)程。隧道竣工后,質(zhì)量管理部門也缺乏有效檢驗手段和相應(yīng)的驗收規(guī)范,僅從襯砌表面上看不出什么問題,就按合格驗收,無法保證運營后不出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象。
4 隧道施工的主要方法及常用的材料
隧道防水不能停留在局部的防水對策上,而要考慮隧道設(shè)施用途的所有問題作為運營這些設(shè)施的必要條件。目前國內(nèi)外對隧道的施工主要有沉埋法、新奧法和盾構(gòu)法3種,沉埋法常用于水下隧道的施工;
新奧法主要用于山嶺隧道;而盾構(gòu)法常用于城市地下工程,如地下鐵道等。盡管不同專業(yè)從材料和構(gòu)造方面實施防水的做法還不統(tǒng)一,但隧道防水技術(shù)主要有3種類型,一是從圍巖、結(jié)構(gòu)和附加防水層著手以防為主的水密型防水,二是從疏水、泄水著手以排為主的泄水型或引流自排型防水,三是防排結(jié)合的混合型防水。
隧道襯砌滲漏水的種類:隧道滲漏水大致可分為以下幾種:(1)結(jié)構(gòu)接縫滲漏;(2)裂縫引起滲漏;(3)混凝土受腐蝕引起滲漏。滲漏形式可分為點、線、面3種。按出水量不同可分慢滲、快滲、漏水和涌水。
隧道復(fù)合式襯砌是新奧法施工隧道的基本形式。它被應(yīng)用于國內(nèi)外大量的隧道工程,具有先進合理,防水可靠的優(yōu)點。這種復(fù)合襯砌由一次支護、二次模注混凝土以及防水層組成。通常先安裝鋼筋網(wǎng)、錨桿、鋼支架,噴射混凝土,形成初期支護系統(tǒng);接著在噴層上鋪土工合成材料(起保護防水薄膜和將水引導(dǎo)到隧道排水系統(tǒng)作用),用釘子將塑料圓盤釘入噴層固定;然后用熱焊法將聚氯乙烯薄膜固定在塑料圓盤上;最后用雙焊縫將相鄰薄膜連接起來。這種做法易于干法或濕法安裝;價格較便宜;安裝質(zhì)量可以檢驗;合理安裝可保證不透水。如果在拼裝襯砌中使用密封墊,則密封墊的接觸壓力要足以承受靜水壓力,且不能妨礙襯砌的安裝。但通常密封墊與襯砌間的容差對接觸壓力的影響很大。復(fù)合襯砌的防水層設(shè)于一次支護與二次模注之間,表面光滑,除了防水,它還能減少噴射混凝土與二次襯砌模注混凝土之間約束應(yīng)力,防止二次模注混凝土產(chǎn)生裂縫。隧道復(fù)合式襯砌防水層常采用PVC、ECB(乙烯—醋酸乙烯與瀝青共聚物)、EVA(乙烯—醋酸乙烯共聚物)、LDPE(低密度聚乙烯膜)及HDPE等材質(zhì)。但不同國家采用防水層的厚度不同,如西歐及美國多用1.5~3.0mm,日本常用0.4~0.8 mm。通常防水層的做法有兩種。為防止防水膜不受損傷,保證防水的可靠性,對于LDPE膜或EVA膜,均應(yīng)在膜下加設(shè)4~5mm泡沫塑料襯砌或2.6~ 3.2mm無紡布做緩沖層,而防水膜連接則常采用塑料脹管、熱融塑料墊圈、鋼墊圈、木螺絲釘?shù)儒^固材料。復(fù)合襯砌也存在許多問題,主要是:(1)初期支護難以保護;(2)施工期長,施工工藝復(fù)雜;(3)防水板間的連接方式不易得到保證,焊接工藝要求高;(4)防水板在隧道壁上的固定方式難以保障;(5)二次襯砌施工時易將防水板撞破。
盡管各國對隧道防水的標準和做法不一樣,各種防水方法的效益相差也很大。但實踐表明,要想做到隧道不漏水,單一防水方法已很難勝任。當前人們已趨向于采用混合防水法,通過多道防線,層層設(shè)防,以達到隧道不漏水。不漏水的隧道首先應(yīng)遵循以下幾點。(1)地質(zhì)勘探要盡可能地合理,多渠道了解地質(zhì)資料。(2)結(jié)合地質(zhì)情況,采取防、排、堵、截綜合治理方法,剛性防水和柔性防水相輔相成,不同專業(yè)系統(tǒng)再結(jié)合自己的特點和要求有所側(cè)重。(3)盡量采取復(fù)合襯砌防水或二次襯砌防水,充分利用結(jié)構(gòu)的自防水,并合理地布置排水管和排水溝。(4)合理選擇高性能防水層和結(jié)構(gòu)自防水材料,加強接縫和變形縫細部防水的處理。
我國現(xiàn)有的隧道防水措施都是依據(jù)現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范,并借鑒國外的成熟技術(shù)來實施的。
隧道襯砌滲漏水的封堵原則:(1)應(yīng)根據(jù)漏水部位、漏水種類、水源及漏水量確定其整治方案及選材。
(2)查找并切斷水源,盡量使修堵工作在無水狀態(tài)下進行。在滲漏水狀態(tài)下進行修堵時,要盡量通過做好引水,變大漏為小漏,變線漏為點漏,變片漏為孔漏的辦法,減少漏水面積,方便施工操作,防止水壓沖壞施工材料。(3)對隧道內(nèi)襯砌的滲漏水區(qū)域,應(yīng)采用注漿、嵌堵、排水綜合治理措施。具體操作要遵守“拱堵墻排,堵排結(jié)合”的原則及“先拱后墻”的順序,先將拱部水堵住,再在邊墻上做排水處理。