試析路橋隧道工程設(shè)計中防水設(shè)計的優(yōu)化

寇 文 亮

(山西路橋第一工程有限責任公司，山西 太原 030006)

試析路橋隧道工程設(shè)計中防水設(shè)計的優(yōu)化

寇 文 亮

(山西路橋第一工程有限責任公司，山西 太原 030006)

對路橋隧道工程設(shè)計及施工中存在的問題進行了分析，并對路橋隧道工程防水設(shè)計的優(yōu)化措施進行了研究，提出了樹立安全型防水設(shè)計理念、注意防水板設(shè)置、選擇合適的防水板材料等策略。

路橋，隧道，防水，設(shè)計，圍巖

隨著我國交通運輸業(yè)的不斷發(fā)展，運輸方式的發(fā)展速度也在不斷提高。由于發(fā)展的需要，在路橋工程中出現(xiàn)了越來越多的隧道工程，但是，各種因素的限制導致了路橋隧道工程的施工難度在不斷加大，出現(xiàn)了一系列的問題。因此，我們應(yīng)該運用新技術(shù)、新材料以及新工藝等來不斷提高路橋隧道的設(shè)計水平，提高路橋隧道的質(zhì)量。

1 路橋隧道工程的概述

所謂的隧道是指修建于地下或是水下的建筑物，從而保持地下空間孔道，它是人類充分利用地下空間的一種有效形式[1]。一般來說，隧道可以分為交通隧道、水工隧道以及礦山隧道等類型。

一般來說，在路橋隧道工程中解決隧道的防水問題是重要環(huán)節(jié)，這樣不僅可以有效保證隧道工程的質(zhì)量，同時還能夠從根本上消除隧道病害，進而延長隧道的使用壽命。在解決隧道的防水問題時，選擇性能比較好的防水材料以及采取科學的施工方案是關(guān)鍵。因此，在我國路橋隧道工程的設(shè)計過程中，優(yōu)化路橋隧道的防水設(shè)計就成為路橋隧道設(shè)計人員普遍比較關(guān)注的問題。

2 路橋隧道工程防水設(shè)計中存在的問題

當前，我國在路橋隧道工程設(shè)計過程中應(yīng)用最多的方法是新奧法設(shè)計施工。這種施工方法是在初期支護與二次初砌層之間鋪設(shè)防水板，同時在防水板與初護面之間鋪設(shè)緩沖層無紡?fù)凉げ?。其中，這種無紡?fù)凉げ荚诔鰪S的時候就與防水板膠合成了雙層結(jié)構(gòu)。在二次初砌層中澆筑混凝土的時候，應(yīng)該添加適量的防水劑，并要保證防水混凝土的抗?jié)B透性能應(yīng)該達到S6[2]。此外，再利用縱向與橫向的彈簧軟管或是塑料管將二襯背后的積水引流至排水溝內(nèi)。一般情況下，這種設(shè)計方式能夠滿足路橋隧道工程的排水要求，但是隧道襯砌的滲水問題，特別是兩板混凝土搭接縫處、隧道接口處以及排水管管節(jié)連接處等位置容易發(fā)生滲水問題，且尤為嚴重。而要避免路橋隧道滲水現(xiàn)象的發(fā)生，就必須加強設(shè)計與施工中的技術(shù)研究，但目前來說仍是一個難題。

路橋隧道工程防水設(shè)計中主要存在以下幾個問題：第一，路橋隧道工程設(shè)計中“以排為主”的設(shè)計理念破壞了隧道結(jié)構(gòu)與圍巖之間密實的共同作用。首先，從路橋隧道的結(jié)構(gòu)上來說，隧道的襯砌主要由內(nèi)、外兩個層次復(fù)合而成。就隧道襯砌的內(nèi)層來說，一般為二次襯砌，它主要是由現(xiàn)澆的素混凝土或是鋼筋混凝土構(gòu)成；就隧道襯砌的外層來說，一般為初期柔性支護，它主要是由錨桿、鋼筋網(wǎng)以及噴混凝土構(gòu)成。在內(nèi)、外層之間鋪設(shè)防水層時，由于外層表面會有凹凸不平的現(xiàn)象出現(xiàn)，防水層的背面可能會出現(xiàn)空洞，這就導致內(nèi)、外層之間局部會產(chǎn)生空隙，造成內(nèi)、外層不能夠整體承受壓力。通常情況下，往往是外層先受力，然后外層會由于荷載而產(chǎn)生變形，接下來才是內(nèi)層開始受力。因此，這種不均勻的受力導致外層容易先遭到破壞，從而降低了復(fù)合初砌結(jié)構(gòu)總體承受能力，讓隧道結(jié)構(gòu)受圍巖的約束不一致而形成裂痕，加劇路橋隧道的滲漏水情況。其次，從路橋隧道的圍巖上來說，在對路橋隧道的Ⅰ，Ⅱ類圍巖進行初期支護的時候，往往安裝的是工字型鋼拱架或者是鋼格柵拱架。由于圍巖對隧道的穩(wěn)定性具有一定的影響，因此，在防水設(shè)計的時候必須依據(jù)圍巖分類設(shè)計合理的隧道工程。第二，路橋隧道工程的技術(shù)比較落后。由于路橋隧道的防水設(shè)計在施工技術(shù)上比較滯后，因此設(shè)計出的路橋隧道的質(zhì)量往往不高。這是由于施工單位對路橋隧道的施工材料要求比較簡單、對施工要求不具體以及防水材料容易老化等因素導致的。就目前而言，我國在隧道防水設(shè)計中用到的防水材料主要是塑料、橡膠等制品，而這些材料在陽光的照射以及化學腐蝕的情況下容易發(fā)生老化現(xiàn)象，進而影響到隧道的防水效果。

3 路橋隧道工程防水設(shè)計的優(yōu)化措施

3.1 樹立安全型的防水設(shè)計理念

第一，施工人員應(yīng)該掌握路橋隧道施工的新技術(shù)與新方法，主要包括了盾構(gòu)隧道的受力特征及隧道設(shè)計的分析方法、盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)形式及最新發(fā)展趨勢等方面，特別要注意對特殊環(huán)境下的隧道工程應(yīng)進行綜合分析與設(shè)計。第二，施工人員應(yīng)該對隧道巖體各方面性能的參數(shù)進行認真計算(圍巖體計算參數(shù)見表1)[3]。對于隧道施工過程中，圍巖穩(wěn)定能力比較差的地段，應(yīng)該采用超前支護或者是超前加固前方圍巖的方法，同時應(yīng)該秉持先對隧道進行護頂再開挖的施工原則，遇到滲水流的時候應(yīng)該設(shè)置橡膠帶盲溝引排。第三，對隧道防水層的材料選擇上，應(yīng)該選用強度高并耐腐蝕性的板材。在施工過程中，主要將這些板材鋪在初期支護和二次襯砌中，并通過拼接這些板塊使隧道的防水系統(tǒng)達到密閉或是半密閉的狀態(tài)。第四，在進行隧道工程施工時，應(yīng)該制定合理的施工方案，并嚴格按照施工方案執(zhí)行，從而保障隧道工程防水系統(tǒng)的規(guī)范性。

表1 隧道圍巖體計算參數(shù)

3.2 注意防水板的設(shè)置

第一，在放置排水板之前，應(yīng)對防水板進行及時處理。首先應(yīng)該對防水板的表面進行處理，然后對防水板突出的鋼筋進行處理，在這兩項處理結(jié)束之后，再對隧道表面進行噴射。如果不進行處理，將無法發(fā)揮出防水板的防水功能。第二，在大面積張掛防水板的時候，應(yīng)該注意拼接無縫隙。首先，在張掛的時候要特別注意防止防水板出現(xiàn)褶皺現(xiàn)象，對于出現(xiàn)縫隙的地方應(yīng)該全部接上去。其次，在購買防水板的時候，應(yīng)該多買一些，這是為了防止對隧道進行初砌澆筑時，防水板發(fā)生膨脹現(xiàn)象，從而導致防水板的長度不夠，給隧道工程的施工帶來不必要的麻煩。

3.3 選擇合適的防水板材料

第一，在防水板的內(nèi)側(cè)或是隧道的邊墻，應(yīng)該適當增加機械保護裝置的設(shè)置。首先，應(yīng)該保證防水板材料的耐高溫以及耐穿透的能力，這樣才能有效確保隧道工程在鋼筋操作過程中，防水板不會受到損壞，同時還能夠減輕工作人員對防水板檢修的負擔，有效避免防水板發(fā)生漏水現(xiàn)象。第二，在隧道施工過程中，應(yīng)該對防水板進行適當調(diào)整。施工人員可以在二襯的內(nèi)壁鋪設(shè)防水板，并盡可能的選用新型的防水板材料，這樣不僅能夠方便對防水層的修理與維護，同時還能夠使防水材料與襯砌混凝土的老化時間盡量保持一致，從而延長防水板材料的老化時間，增加防水板的使用壽命。

4 結(jié)語

在我國經(jīng)濟高速發(fā)展的階段，交通運輸業(yè)的發(fā)展對經(jīng)濟的騰飛起著至關(guān)重要的作用，而路橋隧道工程是集設(shè)計、施工與工程管理為一體的一項工程。目前，我國的路橋隧道施工過程中還存在著一系列的問題，漏水、滲水問題尤為突出，這就要求施工單位必須做好路橋隧道工程的防水設(shè)計，可以從防水理念、防水板設(shè)置以及防水板材料選擇這三個方面著手努力。只有不斷提高路橋隧道的防水設(shè)計才能夠提高路橋隧道的工程質(zhì)量，并保障路橋隧道的安全性。

[1] 張男男,武建權(quán),宋秀美，等.隧道路面防水粘結(jié)層材料的選擇及性能研究[J].山東交通科技,2013(5)：71-73.

[2] 曹 志.隧道防排水施工[J].江西建材,2014(8)：20-21.

[3] 黃林軍.淺談高速公路隧道防水施工技術(shù)[J].山西建筑,2007，33(21)：346-347.

Analysis on waterproofing design optimization in road bridge tunnel engineering design

Kou Wenliang

(ShanxiHighway&Bridge1stEngineeringCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

The thesis analyzes problems existing in road bridge tunnel engineering design and construction, studies waterproofing design optimization measures of road bridge tunnel engineering, and puts forward some strategies, such as establishing safety-style waterproofing design concept, attending waterproofing board setting, and selecting suitable waterproofing board material and so on.

road bridge, tunnel, waterproof, design, surrounding rock

2015-04-01

寇文亮(1986- )，男，工程師

1009-6825(2015)17-0137-02

U453.6

A