CN111734457B - 一种隧道防排水系统施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于隧道施工技术领域，涉及一种隧道防排水系统施工方法，在不破坏原有排水系统的前提下，利用土工合成材料、纵向排水盲管、三通管道与原有排水系统连接，通过强力胶冷粘接与电热吹风结合的方式，保证土工排水材料铺设时紧贴衬砌表面，对衬砌背后积水进行排水泄压；施工现场可根据地下水赋存情况，灵活选择富水区段进行施工，符合隧道动态施工的理念；传统隧道防排水系统发生渗漏时，直接封堵漏水点，积水会在二衬背后漫流，从衬砌另一处薄弱环节渗出，本申请提供的防排水系统，由于防水板二衬之间存在排水通道，可直接通过封堵的方式就能实现渗漏水的治理，大大降低了隧道渗漏水治理工作的难度和造价。

Description

一种隧道防排水系统施工方法

技术领域：

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种隧道防排水系统施工方法，能够防止隧道渗漏水的发生。

背景技术：

在隧道工程中，渗漏水是一种常见的病害，导致隧道产生渗漏水的原因很多，如地质因素、施工质量因素、设计因素等。其中，地质因素及施工质量因素可以通过过程干预得到控制，而目前的隧道防排水系统设计存在的缺陷是导致目前隧道渗漏水的重要影响因素。现行的隧道防排水系统主要是通过初期支护初步防水、防水板防水、初期支护与防水板之间的排水管排水、二次衬砌结构自防水以及各类接缝的止水措施等构成。例如：中国专利201911244806.4公开的一种隧道防排水施工工艺，包括隧道二次衬砌施工缝全断面设膨胀止水条，沉降缝全断面设橡胶止水带，施工缝及沉降缝处均需设置背贴式止水带，拱脚两边设置纵向排水盲管，二衬背后设环向排水盲管，满铺土工布和防水板，二次衬砌采用抗渗等级≥S8的防水砼；中国专利201711480948.1公开的岩溶富水隧道防排水施工方法，具体步骤如下：首先，进行围岩或初期支护表面处理，铺设排水盲管和土工布铺设，之后，按下述步骤施工：①防水板铺设采用防水板作业台车铺设，由拱部向两侧进行，环向焊缝施工时由下坡方向的防水板压住上坡方向的防水板，纵向焊缝则由下部防水板压住上部防水板，防水板采用超声波焊接机热熔焊接固定，使防水板与热塑性垫圈融化粘结为一体；②衬砌台车就位、安装止水带及止水条、设置注浆管将二衬台车行走到位，安装固定好；安装外贴式止水带；安装中埋式橡胶止水带；二衬与仰拱纵向接缝处纵向止水带接头采用专用止水带焊接机热熔焊接，环向接头采用专用胶水粘接；止水条安装：纵向施工缝在先浇筑混凝土初凝后、终凝前，根据止水条的规格在混凝土基面中间压磨出一条平直、光滑槽，拆除混凝土模板后，凿毛施工缝，用钢丝刷清除界面上的浮碴，并涂2～5mm厚的水泥浆，待其表面干燥后，用配套的粘结剂或水泥钉固定止水条，再浇筑下一环混凝土；注浆管及排气管设置：在隧道拱顶预贴一根排气管，在距拱顶中心线两侧各预贴两根注浆管；③二次衬砌防水混凝土浇筑灌筑与振捣：严格控制混凝土的配合比，混凝土采用输送泵泵送入模，灌筑左右两侧对称分层进行，左右混凝土高差小于等于0.5m，衬砌混凝土封顶时，混凝土应由低端向高端逐孔浇筑，严禁单孔或跳孔浇筑；④衬砌背后回填注浆隧道二次衬砌混凝土拱顶充填注浆在本段二次衬砌混凝土浇筑完成且初凝后进行；⑤排水沟施工及排水盲管接引水沟电缆槽施工采用整体台车模架分段施工，沟槽身施工缝与二次衬砌施工缝对缝，衬砌设变形缝的地方，沟槽相应地设变形缝，模板采用整体钢模板，一次立模浇筑成型；采用相同直径的盲管外包土工布将两侧仰拱边墙预留的排水盲管全部接到两侧侧沟内，固定牢固，孔口采用透明胶或土工布封堵密实紧贴模板，拆模后及时将孔口找出疏通；中国专利201811331255.0公开的一种隧道防排水系统，包括初期支护和二次衬砌以及设置在两者之间的防水层，还包括设置在隧道下部两侧的侧沟以及设置在该两侧沟之间中部的且顶部标高低于侧沟底部标高的中心排水沟，两侧沟分别通过若干横向排水管B与中心排水沟连通；所述初期支护与防水层之间沿隧道长度方向铺设有若干环向透水盲管，各环向透水盲管之间设置有纵向透水盲管并连通，各纵向透水盲管标高高于侧沟底部标高；每侧所述侧沟通过设置若干横向排水管A与环向透水盲管和纵向透水盲管连通；中国专利201811234709.2公开的一种隧道波纹钢板支护防排水系统，包括位于隧道初期支护结构内侧的拱形波纹钢板支护，波纹钢板支护与初期支护结构之间的间隙内浇筑有透水混凝土层，所述波纹钢板支护两侧拱脚处设置有高强混凝土基座，波纹钢板支护两侧拱脚连接于高强混凝土基座上，透水混凝土层的两侧拱脚处设置有纵向排水管，隧道内的路基两侧下方预埋有预埋式排水管，纵向排水管和同侧的预埋式排水管之间连接有横向排水管。从原理上讲，现行隧道防排水系统较为完善，防水、排水及止水措施兼有，但受限于施工质量，防水板易被初期支护表面钢筋头和锚杆头等异物刺破，防水板焊接部位常出现焊接不牢，在二衬钢筋焊接过程中，溅出火花易烧坏防水板，防水板难以做到密不透水，同时二衬结构开裂较为普遍，各类接缝的止水措施也难以保证质量，因此，一旦防水板接缝不牢或开裂，地下水进入到防水板和二衬之间，由于防水板与二衬之间没有排水通道，地下水在防水板与二衬之间漫流、淤积，就会从衬砌裂缝、各类施工缝等薄弱环节渗出，产生渗漏水，且无法准确确定渗漏水源的位置，从而导致后续在治理渗漏水过程中，难以通过直接封堵的方式对隧道渗漏水进行根治，渗漏水治理工作存在很大的盲目性，花费较高，且治理效果不佳。因此，隧道防水板与二衬间缺乏有效的排水通道是导致目前公路隧道渗漏水频发的重要原因，同时也给后续隧道渗漏水治理工作带来很大困难。鉴于此，本发明提供一种隧道防排水系统施工方法，该工法可对隧道二次衬砌背后积水进行排水泄压，并且在运营过程中隧道出现渗漏，可以直接通过封堵的方式治理，大大降低了隧道渗漏水治理工作的难度和造价。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种隧道防排水系统施工方法，其结构简单，便于施工，提高了隧道整体防排水效果，避免渗漏水的发生。

为了实现上述目的，本发明涉及的隧道防排水系统施工方法的具体工艺过程包括以下步骤：

(一)清除初期支护表面外露的包括钢筋头和锚杆头的坚硬物，使用水泥砂浆抹平，以防止破坏防水板，对凹凸不平部位修凿喷补，确保初期支护表面平整；

(二)采用台车由隧道拱部向隧道拱脚铺设防水板，防水板搭接处设置热塑性垫圈，通过电热吹风将防水板与热塑性垫圈融化黏贴成整体；

(三)在隧道拱脚位置安装排水盲管，在排水盲管外壁包裹200g/m²的土工布，防水板与排水盲管的交界处，防水板“U”型包裹排水盲管；

(四)在衬背防水板与二次衬砌之间加设土工排水材料，隧道拱脚以上范围环向铺设，富水区段纵向间距为2～5m，铺设完毕后，采用无纺土工布包裹土工排水材料的边缘；

(五)在隧道拱脚位置，增设纵向排水盲管，排水盲管与纵向排水盲管通过三通管道连接成完整的排水系统；

(六)将隧道拱脚位置的土工排水材料与纵向排水盲管连接，采用玻璃胶封闭土工排水材料的背面和两侧位置。

本发明步骤(二)涉及的防水板之间的纵向搭接长度不小于100mm。

本发明步骤(三)和步骤(五)涉及的排水盲管和纵向排水盲管均为Ф100mm的单壁开孔波纹管。

本发明步骤(六)涉及的排水材料与纵向排水盲管的具体连接方式为：纵向排水盲管上方切槽，切槽长度为土工排水材料的长度+5mm，切槽宽度为土工排水材料的宽度+0.5mm，将土工排水材料末端嵌入纵向排水盲管的开槽处，嵌入深度至少为50mm。

本发明涉及的隧道防排水系统施工方法的原理是：根据水文地质情况，选取富水区段，在隧道原防排水系统基础上，通过在防水板与二次衬砌之间铺设土工排水材料，土工排水材料末端与纵向排水盲管相连接，形成通畅的排水网络。在土工排水材料边缘采用无纺土工布覆盖，一是作为缓冲层，二是能够防止二次衬砌浇筑过程中水泥砂浆灌入堵塞土工排水材料结构内部的排水通道，影响其排水性能。该系统采用土工排水材料包括毛细型排水板和凸壳型排水板，由于其独特的凹凸结构，排水面较大，既不会因上覆无纺布下陷阻塞排水通道，也不会因无纺布拉力不足撕裂导致颗粒进入而阻塞排水通道，在一定支护压力下仍可有效排水，拥有良好的排水性能。

本发明与现有技术相比，在不破坏原有排水系统的前提下，利用土工合成材料、纵向排水盲管、三通管道与原有排水系统连接，通过强力胶冷粘接与电热吹风结合的方式，保证了土工排水材料铺设过程中紧贴衬砌表面，不扭曲不变形，对衬砌背后积水进行排水泄压，排水效果好；施工现场可根据地下水赋存情况，灵活选择富水区段进行施工，符合隧道动态施工的理念；传统隧道防排水系统发生渗漏时，由于衬砌背后积水无法及时排出，直接封堵漏水点，积水会在二衬背后漫流，从衬砌另一处薄弱环节渗出，本工法提供的防排水系统，由于防水板二衬之间存在排水通道，可直接通过封堵的方式就能实现渗漏水的治理，大大降低了隧道渗漏水治理工作的难度和造价。

附图说明：

图1为本发明涉及的隧道拱脚结构示意图。

图2为本发明涉及的隧道防排水系统的结构示意图。

图3为本发明涉及的荀岙隧道现场施工图。

图4为本发明涉及的土工排水材料的实物图。

图中，1.初期支护；2.防水板；3.土工排水材料；4.排水盲管；5.三通管道；6.纵向排水盲管；7.边沟；8.仰拱。

具体实施方式：

下面通过实施实例并结合附图对本发明做进一步描述。

实施例1：

本实施例涉及的隧道防排水系统施工方法的具体工艺过程包括以下步骤：

(一)清除初期支护1表面外露的包括筋头和锚杆头的坚硬物，使用水泥砂浆抹平，以防止破坏防水板2，对凹凸不平部位修凿喷补，确保初期支护1表面平整；

(二)采用台车由隧道拱部向隧道拱脚铺设防水板2，防水板2搭接处设置热塑性垫圈，通过电热吹风将防水板2与热塑性垫圈融化黏贴成整体，防水板2之间的搭接长度不小于100mm；

(三)在隧道拱脚位置安装排水盲管4，排水盲管4为Ф100mm单壁开孔波纹管，波纹管外壁包裹200g/m²土工布，防水板2与排水盲管4的交界处，防水板2“U”型包裹排水盲管4；

(四)在衬背防水板2与二次衬砌之间加设土工排水材料3，拱脚以上范围环向铺设，富水区段纵向间距为2～5m，铺设完毕后，用无纺土工布包裹排水材料3的边缘；

(五)在隧道拱脚位置，增设纵向排水盲管6，纵向排水盲管6与排水盲管4规格一致，为Ф100mm单壁开孔波纹管，纵向排水盲管6的长度根据隧道内渗水的实际情况选择，通过三通管道5将排水管4与纵向排水盲管6连接成一体，形成完整的排水系统；

(六)将隧道拱脚位置的土工排水材料3与纵向排水盲管6连接，采用玻璃胶封闭土工排水材料3的背面和两侧位置。

本实施例涉及的土工排水材料3包括毛细型排水板和凸壳型排水板。

本实施例步骤(四)涉及的土工排水材料3是宽度为20cm的毛细型排水板，环向间距为2～5m，根据水量大小选取，毛细型排水板为薄层条带状材料，固定过程中应避免损伤，同时，为了避免对隧道原有排水系统的破坏，排除钢钉固定方式，采用强力胶冷粘接与电热吹风结合的方式：首先在防水板2的表面涂抹建筑用胶水，等待2～3分钟，风干后，将毛细型排水板与防水板2的表面对接粘牢，当隧道断面不平整时，采用硬质胶条热焊辅助固定，将硬质胶条的左右端分别与毛细型排水板的两侧边缘对齐，用电热吹风吹熔粘接。

实施例2：

本实施例涉及的隧道防排水系统施工方法在胜山至陆埠公路(横河～余慈界段)大山隧道和荀岙隧道施工中得到了成功的应用，首先，选取100m富水区段施工，二次衬砌浇筑后，通过渗压计对衬砌背后水压进行为期半年的监测，降雨期间水压变化幅度较小，现场无一处渗漏水，结果表明排水系统排水通畅，性能稳定；通过这两处工程的成功应用，为类似富水区段的隧道施工提供了借鉴。

Claims (5)

1.一种隧道防排水系统施工方法，其特征在于具体工艺过程包括以下步骤：

(一)清除初期支护表面外露的包括钢筋头和锚杆头的坚硬物，使用水泥砂浆抹平，以防止破坏防水板，对凹凸不平部位修凿喷补，确保初期支护表面平整；

(二)采用台车由隧道拱部向隧道拱脚铺设防水板，防水板搭接处设置热塑性垫圈，通过电热吹风将防水板与热塑性垫圈融化黏贴成整体；

(三)在隧道拱脚位置安装排水盲管，在排水盲管外壁包裹200g/m²的土工布，防水板与排水盲管的交界处，防水板U型包裹排水盲管；

(四)在衬背防水板与二次衬砌之间加设土工排水材料，隧道拱脚以上范围环向铺设，富水区段纵向间距为2～5m，铺设完毕后，采用无纺土工布包裹土工排水材料的边缘；

(五)在隧道拱脚位置，增设纵向排水盲管，排水盲管与纵向排水盲管通过三通管道连接成完整的排水系统；

(六)将隧道拱脚位置的土工排水材料与纵向排水盲管连接，采用玻璃胶封闭土工排水材料的背面和两侧位置；原理是：根据水文地质情况，选取富水区段，在隧道原防排水系统基础上，通过在防水板与二次衬砌之间铺设土工排水材料，土工排水材料末端与纵向排水盲管相连接，形成通畅的排水网络；在土工排水材料边缘采用无纺土工布覆盖，一是作为缓冲层，二是能够防止二次衬砌浇筑过程中水泥砂浆灌入堵塞土工排水材料结构内部的排水通道，影响其排水性能；采用土工排水材料包括毛细型排水板和凸壳型排水板。

2.根据权利要求1所述的隧道防排水系统施工方法，其特征在于步骤(二)涉及的防水板之间的纵向搭接长度不小于100mm。

3.根据权利要求1所述的隧道防排水系统施工方法，其特征在于步骤(三)和步骤(五)涉及的排水盲管和纵向排水盲管均为Ф100mm的单壁开孔波纹管。

4.根据权利要求1所述的隧道防排水系统施工方法，其特征在于步骤(四)涉及的土工排水材料是宽度为20cm的毛细型排水板，毛细型排水板为薄层条带状材料，采用强力胶冷粘接与电热吹风结合的方式：首先在防水板的表面涂抹建筑用胶水，等待2～3分钟，风干后，将毛细型排水板与防水板的表面对接粘牢，当隧道断面不平整时，采用硬质胶条热焊辅助固定，将硬质胶条的左右端分别与毛细型排水板的两侧边缘对齐，用电热吹风吹熔粘接。

5.根据权利要求1所述的隧道防排水系统施工方法，其特征在于步骤(六)涉及的土工排水材料与纵向排水盲管的具体连接方式为：纵向排水盲管上方切槽，切槽长度为土工排水材料的长度+5mm，切槽宽度为土工排水材料的宽度+0.5mm，将土工排水材料末端嵌入纵向排水盲管的开槽处，嵌入深度至少为50mm。

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