[科普中国]-隧道防排水

简述

修建隧道后破坏了山体原始的水系统平衡，隧道成为所穿过山体附近地下水集聚的通道。当隧道与含水地层连通，而衬砌的防水及排水设施、方法不完善时，就必然要发生隧道水害。

隧道渗漏水危害大，整治难度大，成本高，因此做好隧道防排水工作十分重要，隧道防排水可以做到“防患于未然”，收到事半功倍的效果。2

为避免和减少水对隧道工程的危害，我国隧道工作者己总结出。截、堵、排相结合，综合治理”的基本原则，并以模筑混凝土衬砌作为防水(堵水)的基本措施。

截，就是在隧道以外将地表水和地下水疏导截流，使之不能进入隧道工程范围内。

堵，就是以混凝土衬砌为基本的结构防水层，以塑料防水板为辅助防水层，阻隔地下水，使之不能进入隧道内的防水措旌；或者将适宜的胶结材料压注到地层节理、裂隙、孔隙中实现堵水使之不进入隧道工程范围内。堵水措施可以防止地下水大量流失，较好地保护地下水环境。

排，就是人为设置排水系统，将地下水排出隧道。3

防水措施常用的堵水措施有：混凝士衬砌堵水、塑料板堵水和注浆堵水。混凝土衬砌堵水和塑料板堵水主要用于水量不大、压力较小的地层条件。注浆堵水主要用于水量大、压力大的地层条件。目前，又出现分仓堵水技术，它是将整座隧道(地层)分隔成若干个区段，使各个区段的地下水彼此独立，互不连通，实现分隔堵水目的。分仓堵水技术是值得研究的一项新技术。

应当注意的是，绝对堵死地下水是很困难的，因此，要求在设计和施作堵水设施时，就要充分考虑到排水的组织，做到堵排结合，边排边堵，经济适用，保护环境。

1．模筑混凝土衬砌防水

模筑混凝士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，如振捣不密实，施工缝、沉降缝、伸缩缝处理不好，配比不当等，则更易形成水的渗漏、漫流。当地下水有侵蚀性时，对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，是经济合算的和最基本的防水措施。

工程中，改善和乖旷用琨凝主衬砌的抗渗防水性能，可以从两个方面来考虑。

其一，是防水混凝土的抗渗标号及抗压强度应满足设计要求。其配合比选择应注意以下几点：①水灰比不得大于0.6；②水泥用量不得少于280 kg/m³；③砂率应适当提高，并不得低于35%。

其二，是防水混凝土衬砌施工必须采用机械振捣。施工缝、沉降缝及伸缩缝则可以采用中埋式塑料或橡胶止水带，或采用背贴塑料止水带止水。

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，可于喷射混凝土等初期支护施作完毕后，内层衬砌施作前，在岩壁大面积铺设塑料板堵水，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，使得在灌筑内层衬砌混凝土时，塑料板能向凹处变形，避免产生过度张拉和破坏。

塑料板防水层是近十多年国际上发展起来的一项防水新技术，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

隧道穿越地层范围大，地下水的埋藏条件复杂，往往在同一座隧道中的不同区段地下水的出露情况差异很大。目前隧道工程中，尤其是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(技术)，并针对富水地段，重点采取有效的防排水措施，以达到提高全隧道防水效果，降低防排水成本的目的。

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花软管注浆，最后进行分区的注浆嘴注浆。

4．注浆堵水

用超前小导管或超前长钢管将适宜的胶结材料压注到地层节理、裂隙、孔隙中，不仅可以加固围岩，同时也起到了堵水作用，更可以防止地下水大量流失，较好地保护地下水环境。在隧道内层衬砌旌作完成后，若因内层衬砌混凝土质量等问题而产生渗漏，也可以对向衬砌与围岩之间的缝隙压注胶结材料以实现堵水。3

排水措施隧道排水设施应结合混凝土衬砌来施作。常用的结构排水设施有：盲沟(管)——泄水孔——排水沟(管)。其排水过程是：水从周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．盲沟(管)

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掌握喷射角度和距离，不要把盲沟冲击损伤或冲掉，并尽可能将其压牢或覆盖

③对于没有覆盖或喷射混凝土以后安设的盲沟，在模筑衬砌混凝土时，应注意不得使水泥砂浆进入盲沟内，以免阻塞渗水通道；

④注意一定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，应充分考虑实际的渗漏水情形来选择，不求一次解决，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

泄水孔的施作，有2种方法：

①在立边墙模板时，应安设泄水管，并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)

隧道内的排水沟(管)是承接泄水孔泄出的水，并将其排出隧道的纵向排水沟。隧道内的排水沟，有单侧、双侧、中心式3种布置形式。排水沟的布置形式、截面尺寸和纵向坡度，是根据水量大小，线路坡度、路面构造要求等因素确定的。

排水沟的施作，通常是与底板混凝土同时模筑，或者设计有仰拱时，则与隧道底部填充混凝土同时施作，以保证水沟的整体性，防止水下渗影响地基。3