公路隧道施工(隧道防排水)PPT.ppt

,公路隧道施工(隧道防排水),隧 道 施 工,八、隧道防排水施工,一、隧道防排水原则防排水工程是隧道工程的重要组成部分之一。防止地下水侵入隧道内部，保持隧道内干燥是保证隧道结构安全和运营安全的重要前提。然而，由于隧道修建在地表之下，地层中存在各种不同类型的地下水，这些地下水总是试图通过各种孔隙侵入隧道内部，从而造成隧道渗漏水。隧道渗漏水对隧道的不良影响是全方位的，主要包括对隧道施工、结构安全和运营环境构成威胁。隧道防排水工程是一个复杂的有机联系的系统工程，实践证明，地下防排水工程是集材料、规划、设计、施工、维护为体的综合性、系统性工程，它们之间既有各自独立，又有关联。材料是基础规划与设计是前提，施工是关键，维护是保证已成为专家们的共识。,为了保证公路隧道结构安全和必需的运营条件，我国公路隧道设计规范(JTG D702004)规定公路隧道应达到下列防水要求：(1)高速公路、一级公路、二级公路隧道防排水应做到拱部、边墙、路面、设备箱洞不渗水，冻害地段的隧道衬砌背后不积水，排水沟不冻结，车行横洞、人行横洞等服务通道拱部不滴水，边墙不淌水。(2)三级公路、四级公路隧道应做到拱部、边墙不滴水，路面冒水，不积水，设备箱洞不渗水，有冻害地段的隧道衬砌背后不积水，排水沟不冻结。,八、隧道防排水施工,针对公路隧道的防排水要求和目前公路隧道普遍出现的渗漏水情况，隧道防排水应遵循“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，保证隧道结构物和运营设备的正常使用和行车安全。“防”是指采取防水混凝土或附加防水层等措施，使隧道工程具有一定防止地下水渗入的能力，防止地下水透过防水层、衬砌结构渗入洞内。隧道工程设计时应优先考虑采用防水混凝土提高隧道结构的自防水能力。,八、隧道防排水施工,八、隧道防排水施工,“排”是指对已经渗入隧道区域的地下水采取自流排水或机械排水的方式排出隧道区域，以减小渗水压力，防止积水和冻害发生，创造良好的防水环境和隧道运营环境。“截”是指采用截水沟、截水导坑等措施，截断流向隧道区域的水流，即把所有可能流向隧道的地表水、地下水的通道截断，减轻隧道防排水压力。“堵”是指采用注浆或嵌填等各种方法对隧道围岩裂隙、隧道结构本身存在的渗漏水路径进行封堵。防、排、截、堵应有机结合，达到排水通畅、防水可靠、经济合理、不留后患的防水目的。,二、隧道防水系统（一）施工中的止水和排水隧道施工防水排水一般情况以排为主，特殊条件下以堵为主，采取截、堵、排相结合的综合措施。施工前必须先做好洞顶、洞口和隧道周围地表的防排水工作，主要内容有：（1）平整洞顶地表，排除积水。所有坑洼、陷穴、探坑、钻孔等，应用不透水土壤回填夯实；湿陷性陷穴和岩溶孔洞等特殊地质应按设计认真处理。（2）整理对隧道有危害的流水沟渠，必要时以圬工铺砌，防止下渗，并使水流畅通、远离洞口；洞顶设有高压水池时，必须防渗漏、防溢；避免在洞顶安置生活区。,八、隧道防排水施工,（3）洞口边、仰坡坡顶外天沟应确保截水引流，路堑纵坡向隧道内为下坡时应在洞口设置横向盲沟，路基边沟应挖成反坡排水。如为临时水沟须用防水砂浆抹面封闭。（4）隧道洞口、辅助坑道口或井口的排水系统必须尽早完成并应妥善处理出水口，防止冲刷矿渣危害农田和水利设施。在隧道开挖出水后，必须采用不同的措施，以保证施工的安全。施工过程中水的控制包括了两方面的内容，即止水及排水。止水即通过人工措施，控制水涌入开挖面内的规模，排水即用适当的导流方式，将出现在开挖面的水引入施工排水沟将其排出洞外。止水及排水控制措施的方法有很多种，采用何种措施为宜则主要取决于出水量、所需要控制水的时间及控制能力。,八、隧道防排水施工,1排水排水包括两个方面，一是减少地表水的下渗，二是把从岩壁上疏导到排水沟中的水有组织地加以排除。隧道施工洞内排水方式参见表2-8-1。导水方法：为了防止进入开挖面的地下水随意流动而造成软化岩石等不利的情况，在排水的同时，有时需配合使用适当的导流方法予以控制。导水方法有很多种：当开挖面局部出现渗水，裂隙漏水或规模有限的泉水时可采用“插软管”法。即光在开挖面的出水处插上直径为2060mm的橡皮软管，并用快速硬化砂浆将其固定在岩面上，然后将其附近的水路用砂浆封锁，软管通到排水沟。这样可将开挖面出现的地下水集中起来，导流到施工排水沟中。,八、隧道防排水施工,当开挖面局部出现较强的裂隙水，插软管不能满足要求时，可用塑料管导水。塑料管的截面形状为V或U型，将其放置在出现裂缝水处，然后用快速硬化的砂浆或喷混凝土固定，裂缝水在无阻力的状态下，流入V或U型排水管，如果塑料管在施工后还留在岩壁内，则需注意其与设计的排水系统的联接。当开挖面上较大范围内出现带有泉水性质的地下水时，如果插软管不能满足要求，而用塑料管又太费工时，可使用带波纹状的塑料薄膜来导水。即薄膜与岩体接触的一面有凹形流线，在另一面为光滑面，开挖面上的地下水则沿薄膜上的凹形流线流向排水沟。,八、隧道防排水施工,当隧道开控面上静水压力较大，并有可能出现大量的地下水以致出现塌陷水时，需采用钻排水眼的导水方法。钻排水眼可在隧道开挖之前进行，也可在隧道开挖之后再钻排水眼。钻孔应使用轻型探水钻机或凿岩机钻孔，钻孔孔位（孔底）应在水流的上方，钻孔时孔口应有保护装置，以防人身及机械事故，采取排水措施保证钻孔排出的水迅速排出洞外，超前钻孔底应超前开挖面1020m，最少也应超前12个循环进尺。,八、隧道防排水施工,隧道截面开挖前钻的排水眼，又称水平排水眼，平行于隧道的纵轴，遇以下情况可考虑采用开挖前钻排水眼：开挖面有可能大量涌水；有可能出现突然的，不可控制的塌陷水如岩溶水、大裂隙水、暗水坑等；有必要排掉地下水以减轻岩石的自重，如对滚动状岩石等；静水压力很大，有可能造成支护结构承载力不足，例如在流砂型地层中。开挖前钻的排水眼直径在35100mm之间，钻眼尽可能深进岩层。在钻眼内插入上表面带有细长口的塑料管，地下水沿细长口流入插管内，在管的端头通常接上软管，将水排到排水沟中。,八、隧道防排水施工,开挖前钻水眼的作业要点有：根据水文地质和地质构造情况判定地下水流方向，确定钻孔位置、方向、数目和每次钻进深度。加强钻孔附近坑道支护，清理坑道，准备好排水设施。根据估计水量、水压，对探水眼孔口进行加固，设套管安装水阀以控制放水眼流量和预先释放掘进前方的高承压水。根据隧道排水能力，控制放水眼的流量。为防止高承压水突然涌出，钻孔必须在高压滞水层前，预留1520m的不透水层作为防护；宜经常保持1520m的超前距离，以保证施工安全。,八、隧道防排水施工,开挖前钻水眼的作业要点有：钻孔时如发现岩层变松或粘土量增多，或沿钻杆向外流水超过正常凿岩供水量或出现空气变冷、发生雾气、有水声、顶板淋水、底板流水加大等其他涌水征兆，应即停钻并不得抽动钻杆，一面监视水情，一面撤离人员再行治理。当开挖面上出水量较大，静水压力较大，但不会出现上面提及的特别严重的岩溶水时，通常采用开挖后钻排水眼的方法，以避免由于喷射混凝土时封锁水路，形成水流梯度，静水压力增大的情况。,八、隧道防排水施工,当岩体渗水性较大，毛细管内部存有较多的地下水，要排除岩体内的毛细水可采用真空吸水法，另外当下坡开挖时钻眼排水不能自流，也可采用真主吸水法将定位置的地下水吸走。真空吸水法与钻眼排水的作业方法及工作原理不同，真空吸水法是将一个真空导管插入岩石内，通过真空泵将水吸入导管内，再通过软管将水排入排水沟。这种方法的优点为减少钻眼的工作量，适应局部使用，主要缺点为降低水位引起地层下沉，干扰自然水文状态。,八、隧道防排水施工,隧道开挖工程中，对地下水位高的场合，要排除地下水，在无水环境下安全有效率地进行作业。除上述排水措施外，有时还要采取隔断地下水措施。可以用抽水泵排除涌水，以保持地下水位在开挖底面以下，进行无水环境下的作业，还可以强化地层，保持地层的稳定。一般说降低地下水位既可以从地表降低地下水位，也可从隧道内降低地下水位。多采用降水槽、井点降水、深井点降水及真空深井点降水等方法，构造如图2-8-1所示,八、隧道防排水施工,图2-8-1 降低地下水位法的原理a）排水工法；b）浅井点工法；c）深井点工法；d）负压深井点工法,采用井点降水施工技术规定：井点的布置应符合设计要求。当降水宽度小于6m，深度小于5m时，可采用单排井点。井点间距宜为11.5m；有地下水的黄土地段，当降水深度为36m时，可采用浅井点；当降水深度大于6m时，可采用深井井点降水；滤水管应深人含水层，各滤水管的高程应齐平；井点系统安装完毕后，应进行抽水试验，检查有无漏气、漏水情况；抽水作业开始后，宜连续不间断地进行抽水，并随时观测附近区域地表是否产生沉降，必要时应采取防护措施。,八、隧道防排水施工,深井井点降水施工技术要求：在隧道两侧地表面布置井点，间距为2535m，井底应在隧道底面以下35m；作好深井抽水时地面排水工作；在深埋较浅的隧道中，可用深井泵降水，在洞外地面隧道两侧布点进行深井泵降水，井位一般呈梅花形设置在隧道两侧开挖线以外；在均质砂质土，亚粘土地层，可在洞内使用井点降水法降低地下水位。其动力设备为真空泵和射流泵。真空泵功率消耗小，重量轻，价格较低，宜优先选用。一般井点降水深度为35m。,八、隧道防排水施工,2止水为了阻止水进入隧道内，需根据不同的情况采用不同的止水措施。喷射混凝土和围岩注浆堵水是隧道施工防水的主要措施。当围岩又大面积裂隙渗水，且水量、压力较小时，可结合初期支护采用喷射混凝土堵水。应注意此时需加大速凝剂用量，进行连续喷射，且在主裂隙处不喷混凝土，使水流能集中到主裂隙流入盲沟，通过盲沟排出。当水量较大、压力大时，可采用注浆堵水。,八、隧道防排水施工,围岩注浆堵水：是在压力的作用下（可达100个大气压），将液体物质注射到隧道围岩的富水区段地层岩体中去，（作用：）封堵地层中的渗水裂隙，减少流向隧道的渗水，同时还可起到加固围岩以及沿开挖面形成一个受力拱膜的效果。两种注浆方式：既可在隧道开挖前从地表钻孔实施，也可在隧道开挖后通过径向或超前向围岩钻孔注浆来完成。,八、隧道防排水施工,注浆工法,材料：注浆材料应具有良好的渗入性，良好的流动性，较好的强度和粘结力，较高的结石率和良好的稳定性。常采用的注浆材料有：水泥浆液、水泥水玻璃浆液和化学浆液。一般情况下应尽可能采用固体颗粒材料。水泥类浆液可以压入颗粒不小于0.6 mm的粗砂；水玻璃类可压入颗粒不小于0.10 mm的粉砂；木质素类可压人颗粒不小于0.03 mm的泥土；丙烯酰胺类粘度近似水，可压人颗粒不小于0.013 mm的泥土。只有在固粒材料浆不能达到压浆处理的要求（如岩层裂隙细微注浆困难或涌水量大、流速大）时才考虑采用化学浆液。,八、隧道防排水施工,施工参数选取：浆液的压注性和应用范围，不仅取决于浆液本身性能(渗透性、粘度、固体颗粒的粒径和含量、凝胶时间等)和岩层的渗透系数、裂隙大小或岩体颗粒尺寸(如砂层)，和注浆压力、泵量和压注方式等注浆工艺也有关。因此，选择时应根据各种因素综合考虑，选用一种或几种最合适的注浆材料和配方，配合使用以充分发挥各种材料的特点，达到合理的技术经济指标。注浆孔数目及其布置直接影响注浆效果和成本。布孔时应根据地下水情况、岩层裂隙状态、设备能力、浆液有效扩散半径、注浆孔密度和偏斜率等条件，采用计算和做图相结合的方法，反复比较确定。,八、隧道防排水施工,注浆的深度，即注浆层距隧道壁面的距离视岩石的不同情况而定，通常注浆区的范围应该大些，以便沿开控面形成一个受力环。注浆段的长度应根据地质条件、涌水量、机具设备能力等因素确定，一般宜在3050m之间，a.隧道埋深在50m以内可用地面预注浆，按由外圈向内圈的顺序进行，在同一圈钻孔间隔施工，浆液宜采用水泥浆液或水泥水玻璃浆液。b.埋深大于50m时，用开挖面预注浆堵水，注浆孔宜长短结合并呈伞形辐射状，其倾斜角度随注浆段长度而异，在孔的终端断面，注浆孔距开挖轮廓的距离一般为隧道开挖高度的0.51.0倍（图2-8-2）。,八、隧道防排水施工,图2-8-2 注浆管布置图,钻机及钻头选型应根据注浆孔深度、围岩条件等来确定。在土层进行地面注浆，可以采用冲击钻进、回转钻进的方法；在岩层中进行钻孔，一般采用硬质合金或金刚石回转钻进或冲击回转钻进。钻孔必须按孔眼方向、结构设计要求进行，否则容易造成钻孔的过大偏斜而影响注浆质量。为缩短钻孔时间，可采用多机同时作业。为防止窜浆，钻进顺序应按上、中、下、左、右孔错开，长短孔错开。钻孔形式要力求简单、不宜过多改变钻孔直径。孔径宜尽可能大些，因孔径越大，钻孔与岩层接触面大，揭露岩石裂隙的几率也越多，对注浆越有利。,八、隧道防排水施工,注浆方式：有分段注浆和全段注浆。根据钻孔涌水情况、裂隙发育程度和注浆设备能力等确定注浆方式。(1)分段注浆分段上行式注浆：注浆孔一次钻到设计全深，使用止浆塞由孔底分段向外注浆。其优点是无需重复钻孔，能加快注浆进度；但须使用性能良好、工作可靠的止浆塞。一般在岩层较稳定和裂隙、节理不甚发育的条件下采用。分段下行式注浆：注浆孔钻进一段压一段，由外向里反复交替，直至全深。其优点是上段注浆后，下段注浆时获得复压，堵水效果较好。缺点：交替进行，加大了钻孔工作量，影响注浆速度。一般在岩层破碎或裂隙极发育的条件下采用。,八、隧道防排水施工,(2)全段一次注浆注浆孔一次钻至设计全深，一次完成注浆。其优点是工艺简单，由于减少装拔止浆塞的工作，因而可缩短注浆施工时间，其缺点是由于一次注浆孔段增长，难于保证质量，因而要求严格掌握注浆技术；岩层吸浆量大时，要求使用能力大的注浆设备；易出现不均匀扩散，影响堵水效果。一般在注浆孔不太深，且岩层裂隙较均匀的条件下采用。全段一次注浆较分段注浆简易，条件适宜时应优先考虑采用。注浆分为单液注浆与双液注浆。其注浆工艺系统如图2-8-3、2-8-4所示。,八、隧道防排水施工,两个注浆结束标准：一是最终吸浆量；二是达到预定设计压力(即终压)时的持续时间。从理论上讲最终吸浆量是越小越好，最理想的情况是压至完全不吸浆，但在实际施工中，特别在高压注浆的情况下，是难以做到的，也无此必要。一般结束标准是：注浆压力达到设计终压；吸浆量、双液(水泥水玻璃浆液)为50100Lmin，单液(水泥浆)为2060Lmin，稳定约20min即可结束。正常的情况下，一般采用定压注浆，当注浆压力达到或接近设计终压时结束注浆，而当压力接近终压或达到终压的80时，如出现较大的跑浆，经间歇注浆后达到或接近终压也可结束注浆。,八、隧道防排水施工,由于岩体构成的不均匀性等原因，注浆通常不能达到完全封锁岩体水路的效果，在注浆区仍然会出现地下水，并产生静水压力。因此，通常在采用注浆堵水的同时还应采用钻眼排水，将进入注浆区的水通过钻孔排入隧道内，再通过前面介绍的导流及排水方式将其排山洞外，减少了开挖面处的静水压力（图2-8-5）。当施工中，遇有高压涌水危及施工安全时，宜先采用排水的方法降低地下水的压力，然后用注浆法进行封堵涌水。封堵涌水注浆应先在周围注浆，特别是向水源方向注浆，切断水源，然后顶水注浆，将涌水堵住。,八、隧道防排水施工,图2-8-5 密封止水及钻眼排水构造举例,（二）隧道结构防排水系统1.防水系统（1）复合式防水层复合式防水层是复合式衬砌隧道防排水的核心内容。防水层由防水板和缓冲垫层组成。防水板的作用是将地层渗水拒于二次衬砌之外，以免水与二次衬砌接触并通过二次衬砌中的薄弱环节渗入隧道。垫层的主要作用是保护防水板，使防水板免遭尖锐物的刺伤。防水层，应选用耐老化、耐细菌腐蚀、易操作且焊接时无毒气的高分子柔性防水卷材。防水层在拱部和边墙全断面铺设，对环境要求高、不适宜排水的隧道应采用全封闭的防水衬砌结构，其背面也应铺设排水盲沟或各种排水板。,八、隧道防排水施工,防水板施工工艺流程图,由于喷射混凝土基面粗糙、凹凸不平，以及锚杆头外露等对铺设防水层质量有很大影响。因此，防水层铺设前必须对喷射混凝土基面进行处理（图）：a.欠挖大于5cm时要进行处理，喷射混凝土平整度要求：DL16，拱顶DL18。b.基面不得有钢筋、凸出的管件等尖锐突出物。否则要进行割除，并在割除部位用砂浆抹成圆曲面，以免防水层被扎破。c.隧道断面变化或转弯时的阴角应抹成R5cm的圆弧。喷射混凝土强度要求达到设计强度。防水层施工时基面不得有明水，如有明水应采取封堵或引排措施。,八、隧道防排水施工,防水层铺设前准备工作：测量隧道坑道开挖断面，对欠挖部位应加以凿除，对喷射混凝土表面凹凸显著部位应分层喷射找平；外露的锚杆头及钢筋网头应齐根切除，并用水泥砂浆抹平。喷射混凝土表面凹凸显著部位，是指矢高与弦长之比超过1/6的部位应修凿、喷补、使混凝土表面平顺。应检查塑料板有无断裂、变形、穿孔等缺陷，保证材料符合设计、质量要求。应检查施工机械设备、工具是否完好无缺，并检查施工组织计划是否科学、合理等。,八、隧道防排水施工,防水卷材的铺设两种铺设工艺：一是无钉热合铺设法，二是有钉冷粘铺设法。无钉热合铺设法为防水可靠和便于施工，先将PE泡沫塑料(或土工布)垫衬用机械方法铺设在喷射混凝土基面上，然后用“热合”方法将EVA、LDPE或其它卷材粘贴在固定垫衬的圆垫片上，从而使EVA、LDPE或其它卷材无机械损伤。施工时，在喷混凝土隧道拱顶正确标出隧道纵向的中心线，再使垫衬的横向中心线与喷混凝土上的这一标志相重合，从拱顶开始向两侧下垂铺设。用塑料胀管、木螺丝或射钉枪和塑料垫片将垫衬卷材固定在已达基面要求的喷混凝土上。,八、隧道防排水施工,有时也可用热风塑料焊枪将垫衬热粘在基面上，翘边处及其它必要点用射钉枪按上法加强固定。垫衬卷材间接缝用热风塑料焊枪粘结或专用胶粘结。热塑性塑料圆垫片是隧道复合式衬砌防水层施工的必要零部件。用塑料胀管和木螺丝或射钉枪、射钉将其覆盖在垫衬上，每隔50150cm梅花形布设(拱顶50cm、边墙100cm、底板150cm)。构造如图。,图2-8-6 防水卷材固定方法,八、隧道防排水施工,挂好垫衬后，可在隧道拱顶部的垫衬上正确标出隧道纵向中心线，再使防水膜的横向中心线与这一标志相重合，将拱顶部与塑料圆垫片热熔焊接，与垫衬一样从拱顶开始向两侧下垂铺设，边铺边与圆垫片热熔焊接。铺设时要注意与喷射混凝土凹凸不平相密贴，不宜拉得太紧，一定要注意留出搭接余量。防水膜间用热合机进行焊接，接缝为双焊缝，中间留出空腔以便充气检查（图2-8-7）。用塑料热合机焊接材质较薄的防水膜时，还可采用反弯法进行施工。即首先将两层膜对接，然后热合焊接，当双焊缝经检查合格后，将其弯向一侧点焊在卷材上，这样可避免焊缝1800剥离，如图2-8-8。,八、隧道防排水施工,图2-8-8 反弯法接缝处理,图2-8-7 双焊缝焊接,有钉冷粘铺设法为了施工方便，目前已开发出防水板与土工布复合在一起的专用防水卷材，在这种卷材的纵向边缘留有10cm的粘接带，在此区内无土布层。施工中，先将初期衬砌基面整平，割除锚杆头等金属突出物。接着根据防水卷材的铺设方向(纵向或环向)截取相应的卷材段，擦干净粘接带内的灰尘与水滴，将防水卷材自下而上或自外而内边涂胶边固定。固定时采用射钉枪固定塑料垫片，塑料垫片外压防水卷，卷材之间的粘接采用卷材厂家提供的专用胶，可冷涂施工。最后用比固定塑料垫片稍大的卷材块涂胶后修补射钉孔。这种工艺的特点是防水卷材铺成的表面留有钉疤，接茬时用胶冷粘，接缝质量不好保证。,八、隧道防排水施工,有钉冷粘法施工质量的检查方法主要是直观检查。具体方法是：用手托起塑料板，看其是否与喷射混凝土密贴。在拱顶，在1m2范围内塑料板不得下凹或呈水平状；看塑料板是否有被划破、扯破、扎破等破损现象；看接缝处是否胶合紧密，有无漏涂胶现象，搭接宽度必须大于5cm。检查射钉补块是否严密，胶结强度能否满足施工要求。塑料板防水层铺设主要技术要求：塑料板防水层施作，应在初期支护变形基本稳定和在二次衬砌灌筑前进行。开挖和衬砌作业不得损坏已铺设的防水层。因此，防水层铺设施作点距爆破面应大于150m，距灌筑二次衬砌处应大于20m；当发现层面有损坏时应及时修补；当喷层表面漏水时，应及时引排。,八、隧道防排水施工,防水层可在拱部和边墙按环状铺设，并视材质采取相应接合方法。塑料板宜用焊接，搭接宽度为10cm，两侧焊缝宽应不小于2.5cm（橡胶防水板粘接时，其搭接宽度为10cm，粘缝宽不小于5cm。）防水层接头处应擦干净，塑料防水板用相同材质的焊条焊接，两块塑料板之间接缝宜采用热合焊接法，最佳焊接温度和速度应根据材质试验确定。防水层接头处不得有气泡、折皱及空隙；接头处应牢固，强度不小于同一种材料防水层用垫圈和绳扣吊挂在固定点上，其固定点的间距：拱部应为0.5m0.7m，侧墙为1.01.2m，在凹凸处应适当增加固定点，固定点之间防水层不得绷紧，以保证灌筑混凝土时板面与混凝土面能密贴。,八、隧道防排水施工,采用无纺布做滤层时，防水板与无纺布应密切叠合，整体铺挂。防水层纵横向一次铺没长度，应根据开挖方法和设计断面确定。铺设前宜先行试铺，并加以调整。防水层的连接部分，在下一阶段施工前应保护好，不得弄脏和损破。防水层属隐蔽工程，灌筑混凝土前应检查防水层质量，做好接头记录和质量检查记录。,八、隧道防排水施工,（2）止水条带一般，衬砌为隧道防水的最后一道防线，宜选用防水混凝土作为二衬材料，只要衬砌混凝土施工质量达到要求，渗漏水一般不容易直接穿透混凝土而进入隧道洞内。故，混凝土衬砌中的各类缝隙构造就成为隧道渗漏水的主要发生位置。在衬砌中，为使混凝土衬砌满足变形要求，需要设置变形缝；由于施工停顿，也会产生大量的施工缝，这些缝隙构造往往是防水薄弱环节，因而需要进行特殊处理。常用的处理措施是在变形缝设置止水带，在施工缝处设置膨胀橡胶条或止水带（图2-8-9），安装方式见下页图。止水带、膨胀橡胶条尽量安装在衬砌厚度的中间。止水带安装应平直垂直于工作缝，两端埋设牢靠，膨胀橡胶条在安装前应进行缓膨胀处理，避免施工过程中提前膨胀导致防水失败，安装应牢固可靠。,八、隧道防排水施工,图2-8-9 止水带和膨胀橡胶条防水构造,可排水复合橡胶止水带是一种新型止水带，能对渗水进行“先排后堵”。它由绕道、翼缘、膨胀橡胶条和止浆滤水带组成（图2-8-10），为内置式止水带，设置在衬砌厚度的中间，横断衬砌环向施工缝。当环向施工缝内出现渗水时，渗水沿环向施工缝流至止浆滤水带，由于止浆滤水带可透水，渗水很容易进入排水通道，并由其排入隧道的下部排水系统。如果部分渗水在穿越止浆滤水带时沿止水带与混凝土之间的间隙横向流动，则会遇到粘贴在止水带翼缘上的遇水膨胀橡胶条的阻挡，遇水膨胀橡胶条遇水后膨胀，使止水带翼缘与混凝土之间的间隙密实，渗水沿横向流动阻力增大，从而提高了止水带的止水能力。,八、隧道防排水施工,为了使可排水复合橡胶止水带的下排水顺畅流入隧道的排水系统，衬砌环向施工缝下部必须有相应的排水构造（图2-8-11）。在衬砌基础内，每道环向施工缝的下方设置一条弹簧排水管，弹簧排水管的下端与纵向排水盲管相通，上端弯折在止水带安装槽内。当止水带下端与弹簧排水管接通后，止水带内的下排水就会顺利流入隧道的纵向排水盲管，并由其排出。从而可实现止水带的无压止水。,八、隧道防排水施工,图2-8-10 可排水复合橡胶止水带 图2-8-11 环向施工缝下部排水构造,2、排水系统隧道结构防水措施是层层设防，每一道防水措施都是作为前一道防水措施失效的补救措施，同时也为后续防水措施减轻压力。而防排水系统又是一个互相关联的整体系统，因而，排水系统应当设计成一个完整的、搭接可靠的、排水通畅的系统。山岭公路隧道排水系统的构成：排水管和环向排水盲管纵向排水管横向排水管路基路面排水管沟。,八、隧道防排水施工,（1）排水管排水管：是断面呈状的弹簧排水管，弹簧断面弦侧开口，弧侧粘贴有塑料膜。强度要求：能承受喷射混凝土的冲击力而不损坏，不变形，且纵向具有柔软可弯折的特点，以适应围岩变形及喷射混凝土表面不平整的要求。可以方便地实现喷层内排水。形弹簧排水管适用于岩面、喷射混凝土表面具有比较集中的渗水裂隙或渗水点的情况，在实际施工中可根据渗水情况分层铺设排水管和喷射混凝土，在同一层面内，也可安装成树枝网状结构。形弹簧排水管将渗水引排至墙脚排入纵向排水管（如图2-8-12）。,八、隧道防排水施工,图2-8-12 形弹簧排水管铺设固定工艺（尺寸单位：cm）,半圆软式排水管，适用于无压防排水,排水管安装方法：砂浆喷埋法和射钉固定法。砂浆喷埋法存在以下问题：（1）当喷射压力较大，高速喷出的砂砾会击破形弹簧排水管的塑料膜，使形弹簧排水管失效；（2）水量调整不妥时，砂浆与形弹簧排水管塑料膜不粘合，造成喷层反复脱落。相比而言，射钉固定法比较可靠、可行，但安装工艺复杂，工效低，费用高。,八、隧道防排水施工,（2）环向排水盲管作用：是在岩面与初期支护喷射混凝土之间、初期支护喷射混凝土与防水板之间提供过水通道(图8-13)，并使之下渗汇集到纵向排水管。设置：视地下水施工渗漏情况具有较大灵活性。当围岩渗水严重时，岩面与初期支护喷射混凝土之间、初期支护喷射混凝土与防水板之间都应当设置环向排水盲管；渗水较少时，只在初期支护喷射混凝土与防水板间设置，如果没有渗水或渗水极少，则可以不设；当围岩渗水严重时，环向排水盲管的纵向间距小，渗水量小时，纵向间距加大。,八、隧道防排水施工,图2-8-13 环向排水盲管,目前使用的环向排水管通常为涂塑弹簧外裹玻璃纤维布或塑料滤布构成，称为弹簧排水管，直径为58cm。施工前，应检查弹簧管质量。首先检查玻璃纤维布或塑料滤布是否套紧；其次检查弹簧涂塑层是否均匀，涂层有无老化；然后用直尺量测弹簧管的直径，检查其是否与设计尺寸一致；最后从轴向和横向用力压弹簧管，观察其是否有较大的塑性变形，孔径是否有异常变化。,八、隧道防排水施工,施工时应做到：按要求布设环向弹簧排水管，要保证基本间距，局部涌水量大时还应适当加密。安装时弹簧排水管应尽量紧贴渗水岩壁，尽量减小地下水由围岩到弹簧排水管的阻力。弹簧排水管布置时沿环向应尽量圆顺，尤其在拱顶部位不得起伏不平。弹簧排水管安装时应先用钢卡等固定，再用喷射混凝土封闭。应检查弹簧排水管与下部纵向排水盲管的连接，确保弹簧排水管下部排水畅通。,八、隧道防排水施工,（3）纵向排水管纵向排水管：是沿隧道纵向设置在衬砌外侧的透水管。作用：是将环向排水管和防水板垫层排下的水汇集并通过横向排水管排出。分离式隧道内沿全长在二次衬砌两侧边墙脚外侧设置PVC纵向排水半花管（上部打眼），上半断面眼孔直径68mm，间距10cm，PVC管径根据水力计算确定。连拱隧道沿全长在中隔墙顶部两侧拱脚和边墙脚附近各设一道PVC纵向排水半花管，并用PVC排水管横向、竖向连通至中心排水沟或排水边沟。PVC管径一般取10cm。,八、隧道防排水施工,纵向排水管应按一定的排水坡度安装，中间不得有凹陷、扭曲等，以防泥砂在这些位置淤积、堵塞排水管。在安装前，用素混凝土整平安装基面。施工前应进行以下检查：排水管材质及规格检查。是否老化，色泽和管身的变形；变脆；量管径与管壁，检查其是否与设计要求相符。管身透水孔检查。纵向排水管主要有两个作用：一是将环向排水管下流之水经其排至横向排水管；二是将防水卷材阻挡之水经纵向排水管上部透水孔向管内疏导。为了实现其第二项功能，排水管上的透水孔必须有一定的规格并保证有一定的间距。安装前，必须用直尺检查钻孔的孔径和孔间距。,八、隧道防排水施工,施工时应进行以下检查：安装坡度检查。包裹安装检查。首先应用土工布将纵向排水管包裹，使泥砂不得进入纵向排水管；其次，应用防水卷材半裹纵向排水管，使从上部下流之水在纵向盲管位置尽量流入管内，而不让地下水在排水管位置纵横漫流。与上下排水管的连接检查。a.施工中应注意检查上部环向形弹簧排水管与纵向排水管的连接。一般采用环向排水管出口与纵向管简单搭接的方式，避免两管之间被喷射混凝土隔断。b.检查纵向排水管与横向排水管的连接。一般采用三通管连接，三通管留设位置应准确，接回头应牢靠，防止松动脱落。,八、隧道防排水施工,（4）横向排水管横向排水管位于衬砌基础和路面的下部，布设方向与隧道轴线垂直，是连接纵向排水盲管与排水管沟的水力通道。横向排水管通常为硬质塑料管，施工中先在纵向盲管上预留接头，然后在路面施工前接长至中央排水管。横向排水管的施工与纵向排水管施工工艺相同，但应注意：对横向排水管的检查，主要是接头应牢靠、密实，保证纵向排水管与排水管沟间水路畅通，严防接头处断裂，由纵向排水管排出之水在路面下漫流，造成路面翻浆冒水，影响行车安全；其次是在横向排水管上部应有一定的缓冲层，以免路面荷载直接对横向排水管施压，造成横向排水管破裂或变形，影响其正常的排水能力。,八、隧道防排水施工,（5）路基路面排水管沟路基路面排水管沟是将隧道内各种渗水、清洗废水、消防水排出洞外的通道，有单侧、双侧、中心式三中形式。它是根据线路坡度、路面形式、水量大小等因素确定的。在南方，由于不考虑管沟抗冻结作用，一般在道路两侧设计路面排水沟作为各种水流共用的外排通道。而在北方，为了防止排水管沟在冬季冻结，影响排水效果，一般同时设置路面排水沟和路基排水管。路面排水沟仅作为路面清洗水、消防水的排泄通道，而路基排水管设置在隧道路面中心以下一定深度的路基内。为了便于排水管沟的检查、疏通和维修，排水管沟应当按照规范规定的间距设置沉砂井和检查孔。,八、隧道防排水施工,a.路基排水管沟多采用预制管段按照一定的排水坡度拼装而成，在施工时首先要重视管段的预制，确保管段的尺寸、材料质量和施工质量。在现场拼接前，应再次检查管段质量：预制管段的规整性。用钢尺量测管段直径，观察管身是否变形或有严重裂缝；检查管身部透水孔是否畅通。管壁的强度。用石块轻敲管壁，检查混凝土强度是否满足设计与施工要求；对酥松掉块者，必须弃之不用。,八、隧道防排水施工,施工：施工时先挖基槽，整平基础，然后再铺设管段，最后回填压实。其中最重要的一个环节是处理管段基础。管段铺设时，首先要保证将具有透水孔的一面朝上。管段逐个放稳后，再用水泥砂浆将段间接缝密封填实。待砂浆凝固后，应逐段进行通水试验，发现漏水，及时处理。之后用土工布覆盖管段透水孔，在横向排水管出口处注意与中央排水管的连接方式。回填时注意保护管段的稳定及其上部透水性。,八、隧道防排水施工,b.路面两侧排水沟一般采用现浇方法施工，也有少数采用预制管段现场拼接方法施工。施工时应注意：侧沟与侧墙应连接牢固，必要时可在墙部加设短钢筋，使墙与沟壁联为一体。侧沟进水孔的孔口端应低于该处路面标高，路面铺筑时不得堵塞孔口。隧道内侧沟旁设有集水井时宜与侧沟、路面同时施工。应当保证按照设计的结构尺寸、排水坡度进行施工，保证横向排水管与排水沟的顺畅连接。,八、隧道防排水施工,谢谢大家！,