对岩石隧道衬砌结构防水问题的讨论

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第38卷第1期现代隧道技术V01．380．12001年2月ModernTunnellingTechnologyFeb．2001对岩石隧道衬砌结构防水问题的讨论王建宇胡元芳(中铁西南科学研究院，成都610031)摘要本文对隧道工程村砌结构防水设计和施工进行了讨论。从环境保护和防止地下水流戋出发．提出了村砌结构防水的全封堵”和注浆一排导”两种基本方式。并针对水压力计算和施工质量控制等关键问题提出了建议。关键词隧道工程村砌结构防水现由于水压力致使底部开裂等，1

2、问题的提出对于设置了防水卷材的复合式衬砌防水效果的1．1封堵方式和排导方式不理想，很多人总是把原因归结于卷材搭接不牢固隧道工程的衬砌防水处理历来有两种方式：即以及吊挂时受到损伤。问题是不是就那样简单呢?封堵和排导，1．3地下水资源的保护问题·封堵方式(Waterproofingtype)不允许将地生态和环境的保护是21世纪实现可持续发展层中的地下水排人隧道内，用盾构法施工的地铁隧的主旋律。在地面建筑物密集的城市里，地下水排放道就采用这种防水方式。引起的问题是显而易见的。即使是修建山岭隧道．地·排导方式

3、(Drainagetype)采用设置在衬砌背下水的过度流失也将对生态环境造成极大的危害。后的透水垫层和盲沟将地下水引人隧道水沟排出，这种例子已经不少。大多数采用矿山法修建的岩石隧道对地下水的处理这就是说，对于隧道工程中地下水的处理问题，都采取这种“以排为主”的方式相应地在隧道设计我们不能把“以排为主”的理念带进21世纪。规范中，在确定衬砌荷载条件时不考虑衬砌承受水那么，对于用矿山法修建的岩石隧道，特别是地压力。下水水头很高的山岭隧道，按封堵方式设计衬砌是这种做法是正确的吗?否可能?能不能用衬砌将水“憋

4、在地层里”?这样，衬1．2复合式衬砌的防水结构砌是不是就要承受同水头相当的水压力，以至于把目前，在铁路隧道和公路隧道中几乎千篇一律衬砌厚度加大到不可思议的程度?地采用复合式衬砌。复合式衬砌是一种由喷混凝土本文拟对以上问题进行讨论，发表一些不一定(包括锚杆、钢筋网和格栅等构件)的初期支护、模注成熟的意见，期引起同行们，特别是设计院同志们混凝土衬砌的二次支护以及其问设置的防水卷材组的重视，并得到他们的指教。成的“三明治(Sandwich)”衬砌值得指出的是，紧2封堵情况下衬砌结构水压力的计算贴在防水卷材(

5、塑料或橡胶制品)背后，往往要设置一层松软的透水垫层。这样做的目的一是为了防止2．1土层隧道卷材被粗糙不平的喷混凝土戳破，更主要是为了疏对于埋置于土层用盾构法修建的地铁隧道，在导地下水。设计中是分两种情况来考虑水压力作用的(图1)。事实表明，复台式衬砌的防水效果在很多情况隧道埋置于透水地层(指岩土腰粒之阿能重下往往不理想，例如成渝高速公路的中粱山隧道在力水形态通过地下水)，村砌显然要“不折不扣”地运营数年后，发现衬砌渗漏水；大瑶山隧道某处发生承受与静力水头相应的水压力，相应地，在计算上覆的拱顶掉块的原因

6、除衬砌厚度不足外，主要由背后土时主要考虑水的悬浮作用。隧道埋置于不透水地水压力所致；广州地铁采用矿山法施工的隧道中发层，水压力不直接作用在衬砌结构上。此日寸，地下水·2O·维普资讯http://www.cqvip.com对岩石隧道村砌结构防水问题的计论lP=晶^f^L◎(aJ透水地口图l土层隧道7K压力计算(b)下透水地层Iig．tWaterpressureoDliningoftunneLinsoilground静力水头所产生的水压力由地层自身承受。l=r2．2岩石隧道”视在均布水压力”的计算岩石隧道

7、的情况与土层不同，在岩石地层中，节理、裂隙等不连续面和岩溶管道是地下水的主要通道．而岩石本身则基本上不透水，或不能以重力水形考虑到ts号=√}茬=√三号态透过地下水。因此，如果村砌结构同围岩处处密贴，地下水只能在岩体节理张开宽度的范围内对衬则=2arctg√-2arctg／,--f,砌结构起作用而同隧道衬砌周边相交的所有节理由第J组节理产生的受水面积：^张开宽度的总和同衬砌周长相比，在量值上显然是n==zn，r==r[蓦cart／2iT+t很小的下面采用一种简化的模型进行一番分析。哼偏安全计，对岩体中

8、的节理、裂隙作下列假定；^II～一ctg√芒_=万j十rctg√_=jJ无限扩展，完全透水(图2)；一r一式中：一2r／T(取整数)考虑到共有k组节理，总受水面积为：一——一5一A一；t“，廿蚤J；1—t√v‘，‘’_+蓦=tts．√,r4r2iTi4-ts～咖√2iT{一2汀’，一￡，⋯～4r一，+，夸：B：A／ras√+妥√¨一2iT一t，～⋯吣,f一4r2一iT2jT-．t一jf，)II图2裂隙水挣析模型g-。。⋯⋯。衬砌结构所承受的“视在均布”水