隨著(zhù)我國現代化建設的發(fā)展,不僅隧道的數量與長(cháng)度都已躍居全球第一,鐵路、公路、輸水、電力、地下鐵路等不同功能與構造的隧道建造技術(shù)也屬世界領(lǐng)先。隧道的規模越來(lái)越大,埋深越來(lái)越深,技術(shù)難度逐漸變大。隧道與地下工程的防水也為工程界日臻重視。
國內外建造隧道主要有礦山法和盾構法、明挖法、沉埋法等多種施工法。礦山法主要用于山嶺隧道工程;而明挖法、盾構法常用于城市市政地下工程(包括地鐵隧道);沉埋法用于過(guò)江過(guò)海的水下隧道施工。 隧道防水的措施主要根據隧道結構形式、隧道施工方法不同,參照隧道與地下工程防水技術(shù)標準分別選定并實(shí)施,如明挖法的側墻結構分為疊合墻、復合墻、分離墻、單墻;樓層結構又分為單層、多層,各自防水措施差別很大。 總體來(lái)說(shuō),隧道工程的防水要做到“防、排、堵、截”相結合,因地制宜,綜合治理,而具體情況則要具體分析。例如,地鐵隧道通常要求二級防水,但穿越特殊地段如機場(chǎng)跑道段,微小的沉降也是不允許的。那就不應強調“防、排、堵、截”,而是突出“防”。防到幾乎沒(méi)有水進(jìn)來(lái),使之達到防水等級一級的要求。
隧道防水要遵循的基本原則是: 一是以混凝土結構自防水為根本?;炷帘倔w的防水最重要,同時(shí),混凝土要盡量少出現裂縫。 二是以接縫(頭)防水為重點(diǎn)。接縫(頭)構造較復雜,它往往是容易漏水處。 三是混凝土結構要輔以防水層(以外防為主),就是給結構外面穿上“雨衣”。盡管目前越來(lái)越強調混凝土結構本體防水與耐久性,包括北歐一些國家建造的沉管隧道管節,往往不設外防水層,但是我國相關(guān)地下規范規定,對于防水等級兩級以上的隧道,應使用外防水層。這是隧道整體防水的一個(gè)有益思路。 近年來(lái),隨著(zhù)各種隧道施工技術(shù)不斷創(chuàng )新與發(fā)展,隧道防水材料及其工藝也有了長(cháng)足進(jìn)步。 礦山法隧道由于山嶺裂隙水壓與水量大,在不影響山嶺綠化植被的前提下,修建中常采用“以排為主、防排結合”的防水原則。
國內修建的鐵路與公路礦山法隧道都采用了復合式襯砌,也就是在噴錨支護層和混凝土二襯之間設置塑料防水板,噴涂速凝防水膜等防水層。 同時(shí),還設置分區注漿系統以嚴防竄水,并合理地布置環(huán)縱向貫通的、由排水管和溝組成的排水體系。盾構法隧道采用高精度鋼模單塊制作的高精度管片,配以管片接縫彈性橡膠密封圈或遇水膨脹橡膠密封圈,可以做到結構充分防水。其中,橡膠密封圈的設計要有室內水密性試驗的驗證,并通過(guò)有限元模擬計算,掌握50年、100年后密封圈接觸面壓縮應力的變化,演算判斷接縫能否長(cháng)期有效防水。在兩類(lèi)橡膠構成復合膠時(shí),也已采用微波同步硫化的先進(jìn)加工技術(shù)??傊?,我國在隧道防水密封技術(shù)上,不論是設計、試驗、施工及產(chǎn)品加工等各方面,都能緊跟國際先進(jìn)的步伐。
目前,許多隧道工程存在著(zhù)滲漏問(wèn)題,滲漏出現在隧道各部位,其危害是不言而喻的,因而滲漏治理也是嚴峻的任務(wù)。
防水與滲漏治理,如醫療工作一樣,分為預防和治療兩個(gè)方面。更應以預防為主,一開(kāi)始就要把防水做好。同時(shí),施工與運營(yíng)中滲漏治理都很重要。造成隧道漏水的因素多種多樣,成敗取決于細節,材料、設計、施工上出現的小問(wèn)題,都有可能導致隧道漏水?,F在狀況良好的隧道在經(jīng)過(guò)多年的營(yíng)運后,也會(huì )出現漏水問(wèn)題。
不論是施工還是運營(yíng),先要把滲漏的調查做好,要重視數據的積累、檔案的儲存,幾十年如一日地堅持做下去。比如,原來(lái)的漏水現在不漏了,治理關(guān)鍵何在?復漏的期限與比率要記錄統計、分析原因。關(guān)于維護和保養中的滲漏治理措施有很多,除了對結構加固、補強等減少變形、處理縫隙進(jìn)而從源頭上控制漏水的措施外,可采用剛性或柔性材料直接堵水,其中不同種類(lèi)材料與工藝注漿是很有效、很常用的方法。此外,在滿(mǎn)足規定滲漏水量的前提下,適當地疏排水也是合適的。