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朱祖熹:隧道工程防水与渗漏如何治理
2016/4/11 7:49:56 来源:中国建设报

随着我国现代化建设的发展,不仅隧道的数量与长度都已跃居全球第一,铁路、公路、输水、电力、地下铁路等不同功能与构造的隧道建造技术也属世界领先。隧道的规模越来越大,埋深越来越深,技术难度逐渐变大。隧道与地下工程的防水也为工程界日臻重视。

 

国内外建造隧道主要有矿山法和盾构法、明挖法、沉埋法等多种施工法。矿山法主要用于山岭隧道工程;而明挖法、盾构法常用于城市市政地下工程(包括地铁隧道);沉埋法用于过江过海的水下隧道施工。

 

隧道防水的措施主要根据隧道结构形式、隧道施工方法不同,参照隧道与地下工程防水技术标准分别选定并实施,如明挖法的侧墙结构分为叠合墙、复合墙、分离墙、单墙;楼层结构又分为单层、多层,各自防水措施差别很大。

 

总体来说,隧道工程的防水要做到“防、排、堵、截”相结合,因地制宜,综合治理,而具体情况则要具体分析。例如,地铁隧道通常要求二级防水,但穿越特殊地段如机场跑道段,微小的沉降也是不允许的。那就不应强调“防、排、堵、截”,而是突出“防”。防到几乎没有水进来,使之达到防水等级一级的要求。

 

隧道防水要遵循的基本原则是:

 

一是以混凝土结构自防水为根本。混凝土本体的防水最重要,同时,混凝土要尽量少出现裂缝。

 

二是以接缝(头)防水为重点。接缝(头)构造较复杂,它往往是容易漏水处。

 

三是混凝土结构要辅以防水层(以外防为主),就是给结构外面穿上“雨衣”。尽管目前越来越强调混凝土结构本体防水与耐久性,包括北欧一些国家建造的沉管隧道管节,往往不设外防水层,但是我国相关地下规范规定,对于防水等级两级以上的隧道,应使用外防水层。这是隧道整体防水的一个有益思路。

 

近年来,随着各种隧道施工技术不断创新与发展,隧道防水材料及其工艺也有了长足进步。

 

矿山法隧道由于山岭裂隙水压与水量大,在不影响山岭绿化植被的前提下,修建中常采用“以排为主、防排结合”的防水原则。国内修建的铁路与公路矿山法隧道都采用了复合式衬砌,也就是在喷锚支护层和混凝土二衬之间设置塑料防水板,喷涂速凝防水膜等防水层。

 

同时,还设置分区注浆系统以严防窜水,并合理地布置环纵向贯通的、由排水管和沟组成的排水体系。盾构法隧道采用高精度钢模单块制作的高精度管片,配以管片接缝弹性橡胶密封圈或遇水膨胀橡胶密封圈,可以做到结构充分防水。其中,橡胶密封圈的设计要有室内水密性试验的验证,并通过有限元模拟计算,掌握50年、100年后密封圈接触面压缩应力的变化,演算判断接缝能否长期有效防水。在两类橡胶构成复合胶时,也已采用微波同步硫化的先进加工技术。总之,我国在隧道防水密封技术上,不论是设计、试验、施工及产品加工等各方面,都能紧跟国际先进的步伐。

 

目前,许多隧道工程存在着渗漏问题,渗漏出现在隧道各部位,其危害是不言而喻的,因而渗漏治理也是严峻的任务。

 

防水与渗漏治理,如医疗工作一样,分为预防和治疗两个方面。更应以预防为主,一开始就要把防水做好。同时,施工与运营中渗漏治理都很重要。造成隧道漏水的因素多种多样,成败取决于细节,材料、设计、施工上出现的小问题,都有可能导致隧道漏水。现在状况良好的隧道在经过多年的营运后,也会出现漏水问题。

 

不论是施工还是运营,先要把渗漏的调查做好,要重视数据的积累、档案的储存,几十年如一日地坚持做下去。比如,原来的漏水现在不漏了,治理关键何在?复漏的期限与比率要记录统计、分析原因。关于维护和保养中的渗漏治理措施有很多,除了对结构加固、补强等减少变形、处理缝隙进而从源头上控制漏水的措施外,可采用刚性或柔性材料直接堵水,其中不同种类材料与工艺注浆是很有效、很常用的方法。此外,在滿足规定渗漏水量的前提下,适当地疏排水也是合适的。

(朱祖熹:上海市隧道工程轨道交通设计研究院资深防水专家)

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