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【海外防水】钻挖隧道防水技术
发布日期:2015-12-14
编辑:hbyqfs
阅读次数:3250 次
钻挖隧道是防水施工人员遇到的要求高、挑战性强的工程之一。
与一般使用(yòng)明挖法建造的浅埋隧道不同，钻挖法或者矿山(shān)法隧道建于地下深处，有(yǒu)时进入施工工地都极為(wèi)困难。另外，由于压力、深度以及这类工程维修方案有(yǒu)限的固有(yǒu)特点，使得做好钻挖隧道防水比一般工程更為(wèi)重要。
由于这些条件限制，只有(yǒu)当其他(tā)施工方法，如因施工工地位于地表深处而不能(néng)使用(yòng)明挖法时，钻挖隧道才更為(wèi)经济。钻挖隧道距地表达160英尺（48.7m），也不鲜见。当达到如此深度时，隧道大都要穿过坚硬的基岩。此外，钻挖隧道更受青睐的原因是施工时不会影响地表。
一般隧道的建造方法都很(hěn)常规。首先，使用(yòng)重型设备、钻孔爆破技术、巨型隧道掘进机或者结合以上几种方法开挖隧道。若有(yǒu)需要，使用(yòng)土钉和锚杆进行加固，稳固新(xīn)露出的岩土表面。另外，几乎所有(yǒu)的钻挖隧道都会使用(yòng)喷射混凝土进行加强稳固。
采用(yòng)喷射混凝土后，可(kě)以简化隧道防水施工。一旦喷射混凝土层固化完成后，施工人员就可(kě)安装排水板或者防水卷材。最后，支钢筋网，浇筑隧道内衬。隧道内衬要么使用(yòng)喷射混凝土，要么使用(yòng)传统的混凝土拌合料通过滑模现浇而成。
尽管各个工地的情况不同且每一工程项目都需要一个符合该项目自身特点的防水系统，但是钻挖隧道防水系统无外乎以下几种类型：
结晶型防水系统
也许最简单的防水方法是将结晶型防水剂加入喷射混凝土中，以使混凝土自身具有(yǒu)防水性和自愈性。过去的数十年中，该产品通常作為(wèi)粉状或者液體(tǐ)防水产品，在混凝土固化后使用(yòng)。而最近，采取了一种更好的做法，在施工过程中，将产品直接添加到喷射混凝土中，无论从性能(néng)上还是费用(yòng)上看，更具优势。
对于钻挖隧道的防水修补，水泥基渗透结晶型防水产品也特别有(yǒu)用(yòng)，因為(wèi)它可(kě)以在背水面上使用(yòng)。华盛顿的地铁工程就使用(yòng)了渗透结晶产品，以修复数英里長(cháng)的隧道段严重的渗漏问题，以及人行通道、机械房、设备房、電(diàn)梯井和客运站的渗漏水问题。该工程中，防水剂以浆料形式涂敷在有(yǒu)缺陷混凝土的外表。
防水卷材系统
第二种防水方法是使用(yòng)传统的针对深基础开发的防水卷材。
此类防水卷材用(yòng)于基础部位防水时，在墙體(tǐ)与防水层间设有(yǒu)排水板；与此不同，隧道工程中防水卷材是直接粘贴于喷射混凝土上的。隧道工程中，喷射混凝土主要是用(yòng)于稳固破碎围岩，并对破碎围岩的锐边进行抹圆角处理(lǐ)，以避免卷材被穿刺。
像PVC、TPO或者HDPE等热塑性防水卷材是钻挖隧道防水最為(wèi)常见的选择。这类卷材柔性好，抗张拉，施工方便。另外，这类卷材耐低温、耐老化，且容易焊接和维修，甚至可(kě)在潮湿的區(qū)域施工。
排水设施和止水带
许多(duō)隧道设计，特别是深埋隧道设计，允许隧道有(yǒu)一定的渗漏。
设计人员通常会回避使用(yòng)排水板，因為(wèi)地表深处压力极大，设计者不希望设计中出现可(kě)压缩的部件。但是，為(wèi)了降低防水系统上的静水压力，需要某种排水构件。工程师一般会采用(yòng)止水带、排水管和排水泵等组成的排水系统。这样做的目的是将水引到排水管，使水尽快排出。
如果使用(yòng)PVC防水卷材，那么也需要使用(yòng)热塑性止水带，因為(wèi)热塑性止水带可(kě)以焊接到防水卷材上。PVC止水带具有(yǒu)柔性好、不渗水的特点，可(kě)每隔一定的间距在垂直面上安装使用(yòng)，以限制水在防水卷材下流窜。一般而言，PVC止水带安装时，间隔距离為(wèi)9.1m左右，将隧道分(fēn)成几个排水區(qū)间，每个區(qū)间不超过1000平方英尺（92.9m2）。
如可(kě)能(néng)，排水管可(kě)以明铺，靠地心引力将水排出。
聚氨酯灌浆系统
像其他(tā)工程一样，钻挖隧道也有(yǒu)薄弱环节。冷缝、伸缩缝和与其他(tā)隧道的连接处（如通风井或者联络通道）等容易渗漏，需格外注意。
二次防水或者维修补漏普遍的一种做法是使用(yòng)聚氨酯灌浆材料。竖井通道或者其他(tā)一些突出物(wù)部位，使用(yòng)卷材对其进行密封处理(lǐ)较為(wèi)困难，这时聚氨酯灌浆系统就极為(wèi)有(yǒu)用(yòng)。聚氨酯灌浆系通常采用(yòng)与水反应的液體(tǐ)树脂，以形成牢固、不透水的密封。
注意事项
深埋隧道工程的防水极為(wèi)重要。渗漏后的维修通常会造成工程设施服務(wù)中断，因而隧道的防水施工须正确进行。防水施工失败不仅会造成不便，而且也很(hěn)危险。比如，在山(shān)區(qū)高速公路隧道，任何的水或者冰的聚积都是严重的安全隐患。
水渗入结构，在裂缝中受冻，使得裂缝扩大，通过冻融循环对建筑材料和结构造成破坏。而防住了水，隧道内就不会结冰，也就提高了路面安全性。故而，有(yǒu)效的隧道防水是延長(cháng)结构使用(yòng)寿命最為(wèi)经济的方法之一，而且增加了隧道安全性。
与一般使用(yòng)明挖法建造的浅埋隧道不同，钻挖法或者矿山(shān)法隧道建于地下深处，有(yǒu)时进入施工工地都极為(wèi)困难。另外，由于压力、深度以及这类工程维修方案有(yǒu)限的固有(yǒu)特点，使得做好钻挖隧道防水比一般工程更為(wèi)重要。
一般隧道的建造方法都很(hěn)常规。首先，使用(yòng)重型设备、钻孔爆破技术、巨型隧道掘进机或者结合以上几种方法开挖隧道。若有(yǒu)需要，使用(yòng)土钉和锚杆进行加固，稳固新(xīn)露出的岩土表面。另外，几乎所有(yǒu)的钻挖隧道都会使用(yòng)喷射混凝土进行加强稳固。
采用(yòng)喷射混凝土后，可(kě)以简化隧道防水施工。一旦喷射混凝土层固化完成后，施工人员就可(kě)安装排水板或者防水卷材。最后，支钢筋网，浇筑隧道内衬。隧道内衬要么使用(yòng)喷射混凝土，要么使用(yòng)传统的混凝土拌合料通过滑模现浇而成。
尽管各个工地的情况不同且每一工程项目都需要一个符合该项目自身特点的防水系统，但是钻挖隧道防水系统无外乎以下几种类型：
也许最简单的防水方法是将结晶型防水剂加入喷射混凝土中，以使混凝土自身具有(yǒu)防水性和自愈性。过去的数十年中，该产品通常作為(wèi)粉状或者液體(tǐ)防水产品，在混凝土固化后使用(yòng)。而最近，采取了一种更好的做法，在施工过程中，将产品直接添加到喷射混凝土中，无论从性能(néng)上还是费用(yòng)上看，更具优势。
对于钻挖隧道的防水修补，水泥基渗透结晶型防水产品也特别有(yǒu)用(yòng)，因為(wèi)它可(kě)以在背水面上使用(yòng)。华盛顿的地铁工程就使用(yòng)了渗透结晶产品，以修复数英里長(cháng)的隧道段严重的渗漏问题，以及人行通道、机械房、设备房、電(diàn)梯井和客运站的渗漏水问题。该工程中，防水剂以浆料形式涂敷在有(yǒu)缺陷混凝土的外表。
防水卷材系统
第二种防水方法是使用(yòng)传统的针对深基础开发的防水卷材。
此类防水卷材用(yòng)于基础部位防水时，在墙體(tǐ)与防水层间设有(yǒu)排水板；与此不同，隧道工程中防水卷材是直接粘贴于喷射混凝土上的。隧道工程中，喷射混凝土主要是用(yòng)于稳固破碎围岩，并对破碎围岩的锐边进行抹圆角处理(lǐ)，以避免卷材被穿刺。
像PVC、TPO或者HDPE等热塑性防水卷材是钻挖隧道防水最為(wèi)常见的选择。这类卷材柔性好，抗张拉，施工方便。另外，这类卷材耐低温、耐老化，且容易焊接和维修，甚至可(kě)在潮湿的區(qū)域施工。
许多(duō)隧道设计，特别是深埋隧道设计，允许隧道有(yǒu)一定的渗漏。
设计人员通常会回避使用(yòng)排水板，因為(wèi)地表深处压力极大，设计者不希望设计中出现可(kě)压缩的部件。但是，為(wèi)了降低防水系统上的静水压力，需要某种排水构件。工程师一般会采用(yòng)止水带、排水管和排水泵等组成的排水系统。这样做的目的是将水引到排水管，使水尽快排出。
如果使用(yòng)PVC防水卷材，那么也需要使用(yòng)热塑性止水带，因為(wèi)热塑性止水带可(kě)以焊接到防水卷材上。PVC止水带具有(yǒu)柔性好、不渗水的特点，可(kě)每隔一定的间距在垂直面上安装使用(yòng)，以限制水在防水卷材下流窜。一般而言，PVC止水带安装时，间隔距离為(wèi)9.1m左右，将隧道分(fēn)成几个排水區(qū)间，每个區(qū)间不超过1000平方英尺（92.9m2）。
如可(kě)能(néng)，排水管可(kě)以明铺，靠地心引力将水排出。
聚氨酯灌浆系统
像其他(tā)工程一样，钻挖隧道也有(yǒu)薄弱环节。冷缝、伸缩缝和与其他(tā)隧道的连接处（如通风井或者联络通道）等容易渗漏，需格外注意。
二次防水或者维修补漏普遍的一种做法是使用(yòng)聚氨酯灌浆材料。竖井通道或者其他(tā)一些突出物(wù)部位，使用(yòng)卷材对其进行密封处理(lǐ)较為(wèi)困难，这时聚氨酯灌浆系统就极為(wèi)有(yǒu)用(yòng)。聚氨酯灌浆系通常采用(yòng)与水反应的液體(tǐ)树脂，以形成牢固、不透水的密封。
注意事项
深埋隧道工程的防水极為(wèi)重要。渗漏后的维修通常会造成工程设施服務(wù)中断，因而隧道的防水施工须正确进行。防水施工失败不仅会造成不便，而且也很(hěn)危险。比如，在山(shān)區(qū)高速公路隧道，任何的水或者冰的聚积都是严重的安全隐患。
水渗入结构，在裂缝中受冻，使得裂缝扩大，通过冻融循环对建筑材料和结构造成破坏。而防住了水，隧道内就不会结冰，也就提高了路面安全性。故而，有(yǒu)效的隧道防水是延長(cháng)结构使用(yòng)寿命最為(wèi)经济的方法之一，而且增加了隧道安全性。
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