山岭隧道复合防水层横向渗流的理论模型及应用

山岭隧道复合式衬砌层间土工布是初期支护渗水的主要排放途径,在隧道防排水系统中起到重要作用。为了量化工程条件下复合防水层的工作性能,通过理论分析得到了考虑层间挤压和泥沙淤堵的土工布横向渗流模型,并利用该模型讨论了衬砌层间挤压力对各种规格土工布横向排水能力的影响作用。为进一步验证该理论模型的合理性,设计了新型室内试验装置,评估了不同层间土压力、土工织物淤塞与否对土工布层间横向渗流系数的定量影响。结果表明:复合防水层工作状态下理论模型计算所得渗透系数与耦合浇注洁净接触面试验值较为接近,该理论模型可以反映隧道防水层的实际工作状态;土工布的渗透系数随压力变化是非线性的,随着压力的增大,渗透系数值先迅速降低,后逐渐放缓;当压力较小时,土工布厚度越大水平渗透系数越大,当压力增大时,土工布厚度越大,水平渗透系数下降越快直至无明显差异;验证试验中发现压块内部始终保持3～5 cm水头,意味着初支和二衬层间积水无法完全排水干净。最后结合该理论模型,提出了隧道防排水量化设计的方法,具有一定的工程应用价值。     

芦家山1号隧道防排水施工

芦家山1号隧道的防排水设计遵循“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理”的原则。文章介绍隧道初期支护设置环向排水半管,隧道路面下设中心排水管,初期支护和二衬问敷设土工布及防水板等防排水设施及其材料的控制和检查、施工工艺和注意安全事项。     

复合式衬砌隧道防排水设计几个问题探讨

为了防止和减少隧道渗漏水病害，通过分析复合式衬砌隧道防排水的现状和存在的主要问题，研究隧道排水量和水压力控制值分级、上下分离的防排水体系、围岩防水能力、防水层和二次衬砌混凝土整体防水效果检验评价等，并对防排水系统的设计和参数选择提出以下建议： 1）对于采用复合式衬砌的隧道，如果能满足环境保护及使用功能要求，其全隧道排水量宜控制在1.0 m3/（m·d）〖JP〗以内，二次衬砌背后承受的水压力最大宜控制在1.0 MPa以内； 2）为了减少隧道渗漏水发生的概率，并保证隧道结构的稳定，可考虑将拱、墙防排水体系和仰拱防排水体系分开设置，拱部、侧墙部位的渗水直接排入侧沟，仰拱部位的水主要通过纵向中心排水盲管排出，当水压力高时，通过与中心排水盲管连通的横向排水管将水引入新增的侧沟，并通过在横向排水管出水口安装的阀门进行限量排放； 3）通过地面隔离墙（咬和桩）、地面注浆、洞内注浆、旋喷、超前管棚、超前管幕、施作双层衬砌等措施，阻断和减小来水通道，提高地层强度和完整性，降低隧道涌水量和衬砌背后的水压力，并降低大量排水对运营和环境的不利影响。     

大路岗隧道防水技术与施工工艺

简述粤赣高速公路上陵至埔前段大路岗隧道初期喷锚支护和二次衬砌防排水系统的施工工艺。采取将隧道初期支护防水和二次衬砌防排水体系相结合，层层设防，以满足国家颁布的《公路隧道设计规范》（JTD D70—2004）和《地下工程防水技术规范》（GB50108—2001）的要求。总结出“以排为主，防、排、堵相结合”的防水原则，采用新材料，新工艺，通过工程实际成功运用，达到防水可靠，排水通畅的目的，取得了良好的防水效果。     

公路隧道防水层施工技术

本文针对隧道复合式衬砌中,采用土工布施行无钉铺设和防水板的热焊法施工工艺,通过实践分析存在问题及解决措施,对于隧道防排水可供同类工程借鉴。     

公路隧道防排水技术研究

隧道渗漏水是隧道中常见的一种病害,长期的渗漏水不但影响行车安全,还对隧道的结构造成损害,影响其使用寿命。介绍了隧道防排水的注意事项及应满足的要求,并着重研究了隧道防排水的三道防水圈层,包括围岩注浆、防水板施工、混凝土衬砌防排水和施工缝防排水等。给出了各施工工序的注意事项及应符合的要求,使隧道防排水工程质量具有可靠的保证,对工程实际具有一定的指导意义。     

胶州湾海底隧道防排水措施研究

比起山岭隧道,海底隧道面临着严峻的防排水形势,特别在长大隧道中,保持隧道的干燥及清洁是隧道安全的基本标准。隧道的防水设计遵循"以堵为主,限量排放,刚柔结合,多道防线,因地制宜,综合治理"的原则。以胶州湾海底隧道为例,对防排水的各种措施,如超前预注浆、开挖后渗漏水的处理、防水板防水以及排水措施等各个方面进行了初步介绍研究。经实践证明隧道的防排水措施是切实有效的。     

蒙新高速公路隧道防排水施工质量控制

蒙新高速公路隧道工程防排水施工采用"动态防排水理念",遵循"防、排、截、堵相结合,因地制宜,综合治理"的原则,精心进行隧道防水系统、排水系统的施工.通过地质探测和超前地质预报,遵循动态防排水理念,初期支护阶段采取注浆堵水和动态引排水措施,并介绍了二次衬砌混凝土裂缝产生的原因、预防措施及混凝土施工质量全过程控制措施.     

厦门海底隧道防排水系统研究与工程应用

为了对中国海底隧道防排水系统设计提供理论依据,针对厦门海底隧道防排水系统设计问题进行了研究.通过对隧道涌水量进行计算,对堵水注浆圈作用进行分析并结合工程类比后,分析确定了厦门海底隧道的防排水设计原则及方案,即在主隧道不良地质地段和整个服务隧道采用全封堵方案,水压按全水头计算;在主隧道完整围岩地段采用限量排放方案,水压可进行一定折减.用堵水注浆圈、自防水衬砌结构、分区防水系统和隧道排水系统共同构成厦门海底隧道的防排水系统.现场工程实践表明:该防排水系统达到了预期效果,可供类似隧道工程参考.     

公路隧道沥青复合式路面防排水技术研究

路基排水及控制地下水位问题是我国公路隧道采用沥青混凝土复合式路面结构的一大挑战。通过对我国公路隧道路面结构防排水技术及隧道路面病害现状的调查,对现有路面防排水研究以及隧道内防排水研究成果的分析研究,提出隧道内沥青复合式路面结构体系防排水理论,主要包括：1）隧道路面结构防排水体系的拟定原则;2）隧道沥青复合式路面防排水系统结构形式辛口材料。结合依托工程,给出了高速公路隧道沥青复合式路面结构防排水技术指导方案。研究成果对于重庆市高速公路隧道沥青复合式路面的建设及养护,提高隧道路面使用性能、使用寿命及服务水平,降低养护成本,提高公路隧道运营的安全与综合效益,具有重要的现实意义。     

漫谈矿山法隧道技术第十四讲——隧道涌水及其控制方法

分析制定隧道控制地下水对策的基本观点:既要考虑隧道施工对地下水的影响,也要考虑地下水对隧道施工的影响。指出控制地下水的对策必须符合3个条件:1)确保施工作业安全、顺利地开展;2)不对周边环境产生有害的影响;3)以合理的工费和工期来实现。隧道涌水视其发生位置、涌水量、发生时期、涌水量的历时变化等是各种各样的,应对隧道涌水进行合理分类,以便有的放矢地采取相应的对策。介绍了日本统计的地质构造和涌水现象的分类。涌水处理应达到3个基本目标:1)确保隧道施工在无水的条件下进行,或者是在可以接受的渗漏水条件下进行,或者是在对周边环境"可接受干扰"的条件下进行;2)二次衬砌原则上不承受水压作用,不得已时把水压控制在二次衬砌容许的范围内;3)运营中的隧道洞内不能成为地下水流经的通道,隧道衬砌背后必须形成一个纵横交错的、不易堵塞的、通畅的排水系统。达到上述目标的基本方法是:充分利用和提高围岩的隔水性能,合理地处理好"排"与"堵"的关系。针对涌水处理的3个基本目标,分别介绍了国内外相应的经验和措施。1)一些国家的指南、标准对隧道的涌水量进行了分级,认为涌水量≤2.5 L/(min·m)时基本上可以认为是在无水条件下施工;一般的线状流水、经常涌水可以用自然排水法排水;而针对突发大量涌水,则需要采取特殊的地下水对策予以解决。2)按照二次衬砌是否承受水压,隧道可分为3种情况:1衬砌不承受水压,即所谓的完全排水型隧道;2衬砌承受全部水压,即所谓的非排水型(防水型)隧道;3衬砌背后设置注浆域,分担衬砌承受的水压,衬砌只承受部分容许的水压。从目前的隧道设计实际来看,在山岭隧道中多数采用方案1,在城市隧道中多数采用方案2,在高水压和突发大量涌水的极端情况下采用方案3。介绍了日本、美国的设计经验。3)我国铁路隧道采用把地下水引入隧道,再从洞内两侧边墙附近设置的排水沟排出地下水的做法是值得商榷的;特别是在可能发生冻害的地区,更不可取。在国外,日本、德国、法国等国家的铁路、公路隧道基本上是把中央排水管设置在仰拱内或仰拱下方,而在隧道两侧只留有用于排出流入隧道内的雨水或隧道清洗水的排水沟;因此,建议立项研究取消洞内排水沟,设置中央或两侧脚部排水管的问题。最后指出,实现涌水处理的3个基本目标我们尚需努力,特别是"目标"的定位问题,尚需进行基础性的研究才能解决。在隧道施工中,涌水是不可避免的、客观存在的现象,我们积累的经验非常丰富,但缺乏系统的、认真的总结和归纳。     

公路隧道防排水系统施工技术研究

公路隧道修建过程中会遇到各种不利地质条件,隧道穿过富水地层时,丰富的地下水能延误施工工期,降低施工质量,增加施工成本,甚者造成施工人员伤亡,因此隧道防排水系统的施工显得尤为重要。从隧道防水和排水结构或构造角度出发,从注浆堵水施工、防水卷材施工、橡胶止水带施工、二次衬砌抗渗施工、排水盲沟及截水沟施工系统介绍了防排水体系的施工技术,最后结合某公路隧道防排水施工实例,分析了公路隧道防排水系统重点施工技术。     

海塘维修加固施工对隧道位移影响研究

上海某海塘位于隧道上方,由于渗透破坏和堤身土流失等原因,造成坡面塌陷,栅栏板悬空、错断,亟需进行维修加固。为保障施工安全,采用FLAC3D数值模拟的方法计算海塘维修加固施工对于下部隧道位移的影响。计算过程分为抛石施工、高压旋喷桩施工两个阶段,计算结果表明工程实施对于隧道的影响在可控范围内。     

限量排放下富水隧道衬砌外水压力计算探讨

从隧道涌水量预测、水工隧洞求解衬砌外水压力常用的折减系数法等方面,通过简化模型分析隧道富水段在“限量排放”下的衬砌外水压力计算方法,并探讨“限量排放”的实施问题,得出一些有益的结论供设计参考。     

土工布非饱和导水特性试验研究

在干旱半干旱地区,土工布常处于非饱和环境中,其排水能力取决于非饱和导水特性。对两种不同类型的土工布分别进行毛细高度试验、水分特征曲线试验和虹吸试验。分析了土工布的非饱和导水特性,讨论了孔隙特征对毛细高度,水分特征曲线以及非饱和导水系数的影响。结果表明:等效孔径越小的土工布毛细高度越大;土工布的吸力随含水量的增大而减小,等效孔径越小的土工布在较大的吸力范围内具有较好的持水性能;土工布的非饱和导水系数随吸力增大而减小,等效孔径越小的土工布非饱和导水系数对应的吸力范围越大,可在较大的吸力范围内保持良好的导水性。     

季节性暴雨后某高速公路隧道病害及整治

为了解决长时间季节性暴雨后,运营隧道易出现病害的问题,对长时间季节性暴雨后高速公路某运营隧道发生的病害进行调查、监控、数值模拟及分析。研究结果表明:1)长时间大暴雨后,隧道病害关联性存在,表现为渗漏水、基底隆起、翻浆冒泥、中央排水沟堵塞以及衬砌变形破坏;2)排水系统堵塞后,隧道衬砌结构上水压力和内力急剧增大,隧道率先在仰拱和墙脚处出现破坏;3)隧道渗漏水病害采用凿槽引排,变形破坏段采用分段逐步换拱和仰拱施作,整个隧道采用中央排水沟扩挖、沉沙井和排水系统疏导的方法;4)病害整治期间隧道结构变形较小、收敛,结构安全,整治措施合理可靠。     

牧护关隧道渗漏水病害治理方案及施工工艺

渗漏是隧道的常见病害,其不仅降低衬砌混凝土的耐久性,而且恶化隧道内环境,影响洞内设施的性能和寿命,并给维修管理带来困难,防渗漏水已成为重要的问题。针对蓝小汽车专用公路牧护关隧道渗漏水病害现状,进行了实地详细调查,分析了病害的成因,进而提出了该隧道防排水系统的治理方案和施工工艺及要求,可为类似隧道病害治理提供经验借鉴。     

盾构隧道防水技术主要问题探讨及展望

针对我国盾构隧道大埋深、高水压的发展趋势,与规范标准不适用、防水设计型式多样、施工工艺粗放、隧道渗漏多发的技术现实之间的矛盾,对盾构隧道防水机制、技术标准与防水体系,管片防水构造设计,防水施工工艺等问题进行系统探讨,并对我国高水压条件下盾构隧道防水技术发展方向进行展望： 1）考虑随机性的弹性密封垫截面选取和设计方法、密封垫防水能力定量评价方法、接缝“动态”张开及错台对防水能力的影响等是管片接缝防水机制的研究方向; 2）新的防水技术标准亟待建立,包括对各防水等级渗漏水量及防水措施的考量,防水理念的转变,设计允许张开量、错台量的计算标准和取值依据的确定; 3）应加强外防水涂层、二次衬砌、接缝注入密封剂等防水措施的研究,防水构造设计应当充分考虑施工的合理性; 4）高水平施工管理队伍的建设与高素质产业化工人的培育,防水新材料、新工艺的开发和引入是未来防水施工技术的革新方向; 5）隧道运营期渗漏水智能监测与综合防治是今后的重要任务。     

超大跨度隧道结构防排水设计与施工技术研究

为解决跨度大于30 m的超大型隧道结构防排水施工中铺设难、焊缝多、易掉落、质量不易控制等技术难点,提出一种“环纵导排系统+复合土工膜+喷涂高弹性涂膜防水层+自密实混凝土+接缝防水”组合的新型防排水体系。从排水角度介绍环纵排水盲管、凹凸排水板及泄水管等导排系统的设计组成、布置方式及可维护性设计; 从防水角度介绍复合土工膜隔离防渗双重特性、喷膜防水层性能指标及喷涂设计、自密实混凝土结构及接缝防水设计、施工工艺及关键技术等内容。实践研究表明,该新型防排水体系能够适用于超大跨度隧道结构,施工安全可靠,施工工效高,综合性价比好,防水效果优良。