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交通运输职称论文隧道工程的综合通风防水技术

来源：职称论文发表咨询网作者：qifan时间：2013-06-28 10:29

　　摘要：隧道的防水环节是隧道工程施工中最为重要的一道工序，随着我国各项工程建设的崛起，隧道工程的防水、排水虽已经引起国家的高度重视，但很多隧道在建成后不久仍然存在着渗漏水现象，这对隧道结构的寿命以及运营状况都是不利的。本文结合鼓旗山隧道工程的实际情况，介绍了该隧道工程通风防水各环节设计的做法，提高了通风防水施工的技术水平。

　　关键词：隧道,防水,技术

　　各类隧道在设计、施工和管理方面各有其特点，但所有的隧道都有一个共性—— —构筑在地表之下。地层中存在各种地下水，因而隧道在建成后总是处在各种地下水的包围之中。地下水无孔不入，由于隧道设计、施工或使用过程中的有害扰动而造成的隧道通风防排水体系的任何缺陷，都可能引起隧道渗漏水。这就是隧道渗漏水防不胜防、各类隧道都可能发生渗漏水的原因。

　　鼓旗山隧道工程的防水主要采用补偿收缩防水、混凝土结构自防水、外层防水、涂料的全封闭防水等方式，并设置保护层，施工的关键是处理好施工缝、变形缝等薄弱环节的防水，确保防水工程的质量。它包括两方面的内容：一是敞开段防水。对于敞开段，只在变形缝和诱导缝处进行防水处理，在其他部位主要依靠混凝土结构自防水，在施工缝处设置钢板腻子止水条，外侧涂环氧聚氨酯防水涂料，在变形缝处设中埋式钢边橡胶止水带，粘结槽为低模量聚氨酯(或聚硫)密封胶。诱导缝处安设中埋式橡胶止水带; 二是暗埋段防水(钻孔灌注桩大开挖放坡段)。在放坡段，在边墙外侧和顶板上均涂2mm 厚的聚氨酯涂料，用 20mm 厚水泥砂浆挂网格布，抹面作为保护，顶板为油毡隔离层和 50mm 原C20 细石混凝土组成的保护层，变形缝和施工缝与其他暗地段相同。

　　一、隧道工程的概念释义

　　目前，大部分隧道的设置以交通运输为主要目的，穿越山岭、河流、港湾等障碍，修建地下铁道，缩短交通线路，改善线形，可提高车辆行驶速度，以获得良好的经济效益和社会效益。除此之外，在水电工程中设置各类水工隧道可实现引水、排水、通风等目的; 在市政工程中，设置各类公共隧道可实现污水排放、管线铺设等目的。隧道的这些功能，决定了其一般在长度方向上有较大的尺寸，多数长度为几千米到十几千米，有的甚至更长。而横断面的尺寸则相对较小，一般仅几米到几十米。断面较小的隧道，一般不作为交通设施，仅用于污水排放和水、气管道、电缆、通讯线路等敷设用途，这些通道常常也被称为隧洞、导沟、管沟等。断面较大、长度较短的隧道所形成的地下空间，一般有其专用功能，如作为地下变电站、地下停车场、地下仓库、地下广场等。

　　隧道工程是随着社会的进步而兴起并不断发展的。隧道工程是指专门从事研究和建造各种隧道的规划、勘测、设计、施工和养护的一门应用科学和工程技术，它是土木工程的一个分支。隧道工程的发展是和施工技术的进步分不开的。早在 l500 年以前，我们的祖先就已经在地下矿山的开发中使用了火药技术，1864 年诺贝尔炸药的发明以及几乎同期的凿岩机的出现是隧道施工技术的重大变革和进展，完全改变了地下岩石手工开挖的状况。直至今日，钻眼爆破法仍然是隧道施工的基本形式。近半个多世纪以来，隧道工程技术和理论更是取得了重要的进步，这与广大劳动人民的创新意识和智慧是分不开的。

　　二、我国隧道工程防水环节存在的问题

　　目前，渗漏是隧道的最常见病害，隧道防水和渗漏治理已经成为隧道工程建设的一大难题。实践证明，隧道及地下工程的防水是—项系统工程，它与工程地质及水文地质勘察、防水设计、防水材料选择、施工技术与工艺、管理水平等都密切相关。在勘测、设计、选材、施工和管理等任一方面的不足都可能引起隧道渗漏问题。

　　2.1 勘测

　　勘测是防水设计的基础，只有清楚地掌握了隧道所在地区的水文地质条件，才能使隧道的防水体系设计合理。出于经费和其他方面的原因，我国日前在隧道设计前，绝大部分隧道的水文地质勘测工作都做得不是十分细致，获取的水文地质资料不够充分、准确，以致一些隧道选址在水文条件不良的位置，造成隧道建成后严重渗漏。新疆的天山二号隧道就是如此。

　　2.2 设计

　　设计是施工的依据，没有科学的隧道防水设汁，就不可能获得良好的防水效果。目前我国在隧道防水设计方面没有引起足够重视或没有做好的工作有：一是施工期间的围岩注浆堵水; 二是施工缝、沉降缝的处理; 三是连拱隧道的防水技术; 四是寒区隧道的防渗防冻技术。

　　2.3 材料

　　设计的隧道防水体系要靠各种防水材料来构建，只有用合格的材料才能建成合格的工程。目前我国隧道用防水材料品种繁多，生产厂家众多，材料性能良莠不齐，给隧道防水工程设汁选材造成了很大的田难。

　　2.4 施工

　　精心施工是搞好隧道防水工程的关键，只有在隧道施工中完全贯彻设计思想，隧道的防水体系才有可能完备而没有缺陷。内于隧道施工的复杂性和其它种种原因，目前我国隧道防水施工的常见问题有：一是防水系统衔接不畅;二是防水层基面粗糙; 三是防水层接茬不严且易受损伤; 四是防水层铺设工艺有缺陷; 五是止水带安装有待改进; 六是衬砌混凝土不密实。

　　2.5 管理

　　隧道的管理可分为施工管理和运营管理，在不同的阶段对隧道的渗漏水状况有不同的影响。

　　2.5.1 施工管理不严

　　在隧道的施工阶段.存在的主要问题是管理不严。具体表现在对隧道防水工程重视不够，对施工过程缺乏检测手段。

　　2.5.2 运营管理不当

　　一些隧道的渗漏水也与隧道的运营管理有关。隧道的防水工程是—个完整的体系，防水与排水相互影响。如果，隧道在运营过程中，使某一排水环节封堵，就会使上游的渗水难以下排，从而增大上游防水体系的压力，可能造成上游防水体系失效而引发隧道渗漏。

　　3.3 防水混凝土施工中的注意事项

　　3.3.1 在拌制和浇筑地点测定混凝土坍落度。

　　3.3.2 掺引气剂的防水混凝土含气量测定。

　　3.3.3 按规定制作抗压、抗渗试块。

　　3.3.4 防水混凝土结构内部设青的各种钢筋或绑扎铁丝，不得接触模板

　　3.2.1地形地貌

　　隧址区属构造剥蚀低山丘陵地貌，地形起伏大，局部地段地形较陡，进出口段坡度约20~30·均与山间沟谷盆地相连，切割深达15～50m　，线路经过山顶最高标高约840.5m，最低标高约346.5m,相对高差约494m。隧道进出口段地表溪水发育，洞身段山体表面多沟谷、盆地;隧址区地表多茶园种植区，多沟渠、陡坎，自然经济较发达。

　　3.2.2 地层岩性

　　根据野外地质调查、钻探及物探资料，隧址区山体上覆残积砂质粘性土，沿山体表层分布;下伏基岩为燕山早期侵入全-微分化花岗岩。各岩土层特征描述如下：

　　三、第四系土层

　　砂质粘性土：该层主要分布于山体表层，层厚一般，局部坡脚或平缓坡地处有较厚丢积，黄褐色、棕褐色，主要由粉、粘粒组成，含水量石英质中、粗砂粒和花岗岩风化残块，土质不均，硬塑状。围岩纵波波速平均值Vp=1000m/s，地基承载力基本容许值[fa0]=200Kpa。土层物理力学性质指标详见后附表。

　　四、基岩

　　根据岩石节理裂隙发育程度、风化程度及软硬特征，分为金强、中、微四个风化带。各带特征如下：

　　(1)金风化花岗岩：层厚2.5-10.0m，黄褐色、棕褐色，基岩已风化呈土状，原岩结构可辨，局部含少量强风化残块。岩质极软，浸水易软化崩解，手可捏碎。围岩纵坡坡速平均值Vp=1100m/s，地基承载力基本容许值[fa0]=300Kpa。

　　(2)强风化花岗岩：呈灰黄色、黄褐色、层厚5.00-20.00m,成分以石英、长石、云母为主，碎石块状结构，节理裂隙极发育，沿裂面可见细脉状粘土矿物充填。岩质软、浸水易软化，岩体多碎石状、半岩半土状。围岩纵波波速平均值Vp=1300m/s，地基承载力基本容许值[fa0]=500Kpa。

　　(3)中风化花岗岩：灰白色、中粗花岗岩结构，块状结构。岩质较硬，节理裂隙较发育，岩体较破碎-较完整，以碎块状夹块状为主。围岩纵波波速平均值Vp=3050～4150m/s，地基承载力基本容许值[fa0]=1500Kpa。

　　(4)中风化花岗岩：灰白色、中粗花岗岩结构，块状结构。岩质新鲜坚硬，节理裂隙较发育，岩体较完整-较完整，以块状为主。围岩纵波波速平均值Vp=3700～4950m/s，地基承载力基本容许值[fa0]=3000Kpa。为隧道洞身主要围岩。

　　3.2.3 地质构造

　　根据地质调、钻探及物探(地震法、EH4电磁法)成果，在ZK29+935～ZK29+960(K29+925～K29+950)段发育1条断裂构造，产状为250·<63·。断裂构造宽约25m，影响范围约65m。构造带内岩体节理裂隙极发育，岩体破碎呈破块状，岩体软弱，隧道开挖时洞顶易塌方，侧壁易掉块失稳。构造带内局部富水，施工时地下水呈淋雨状或涌流状渗出。对该段隧道洞身围岩稳定较大影

　　五、接缝处防水施工

　　5.1 接缝处防水概述变形缝是由于结构不同刚度，不均匀受力及考虑到混凝土结构胀缩而设置的允许变形的结构缝隙，是结构防水的关键环节。按设计要求，结构变形缝采用可注浆的中埋式钢边橡胶止水带;施工缝设在两节段变形缝之间，施工缝施工时端面不进行凿毛，埋设不注浆的中埋式钢边橡胶止水带。

　　止水带采用铁丝将止水带拉展固定在结构钢筋上，利用挡头板的支持作用将止水带定位，固定在结构断面设计位置上，并确保止水带中间变形孔与变形缝重合，为避免止水带在混凝土浇筑时跑位，加强挡头板支持系统，并具有一定的刚度。

　　5.2 接缝处的混凝土浇筑

　　竖向止水带两边混凝土要加强，保护缝边混凝土自身密实，同时将止水带与混凝土接触面的气泡排出。

　　水平向止水带待止水带下充满混凝土并充分，剪断固定止水带的铁丝，放平止水带并压出少量混凝土浆，然后浇灌止水带上部混凝土，振捣上部混凝土时要防止止水带变形。

　　六结构外防水施工

　　鼓旗山隧道工程结构外通风以防水涂料为主，在底部采用水泥基渗透结晶型防水涂料，侧墙和顶面采用聚氨酯涂料防水。

　　6.1 水泥基渗透结晶型防水涂料施工

　　水泥基渗透结晶型防水涂料喷涂在砼表面，并能与之发生反应产生不透性纤维状结晶体。充填在砼的微孔和毛细管道中。由于其与水有良好的亲和性，可以在施工后很长一段时间内沿砼基层的微细缝隙的毛细孔管道与渗透水反应，并向内层发展，生成枝蔓状结晶体，填塞细小的渗漏水通道，从而取得提高砼强度和堵漏防水的效果。防水层表面涂膜既不能漏喷，也不得堆积，厚薄应均匀，粘结牢固，封闭严密。施工时如阳光照射强烈，应采取防护措施，防止砼基层失水过快。

　　6.2 聚氨酯涂料施工

　　聚氯酯涂料施工要求基底平整、干燥，雨天不能施工。施工时需均匀涂刷 2 遍，不得漏涂且要防止沾染行物。

　　6.3 保护层施工

　　6.3.1 保护层施工前，先将防水层的杂物、浮面清理干净，并对防水层质量进行验收。

　　6.3.2 顶板铺设油毡隔离层。

　　6.3.3 施工时，在运输通道上铺设垫板或防护毡，施工人员一律穿软底鞋，以免损坏已施工好的防水层。

　　6.3.4 铺设时随铺随压实。

　　6.3.5 保护层表面要平整，不得出现抹压痕迹，或凹凸不平的现象，坡度符合设计要求。

　　6.3.6 为保护水泥砂浆保护层粘接牢固，在涂刷侧强防水涂料时，随即铺贴一层网格布。

　　结论

　　改变目前隧道工程通风防水技术施工中的落后与不足，提高和推进隧道工程防水技术与理论的发展，是每一个地下工程工作者责无旁贷的重要责任。我国的隧道工程事业大有发展前途，隧道工程防水技术也必将走向世界的最前列。

　　参考文献：