毛细透水带在公路隧道衬砌排水系统中的应用

于福柱

（中铁建大桥工程局集团第一工程有限公司，辽宁 大连 116083）

毛细透水带在公路隧道衬砌排水系统中的应用

于福柱

（中铁建大桥工程局集团第一工程有限公司，辽宁 大连 116083）

本文介绍了上武高速公路分水岩隧道工程的概况，毛细透水带排水原理及性能。

公路隧道；衬砌外排水；毛细透水带

目前公路隧道工程设计一般通过满铺防水板及环向排水管相结合，通过纵向排水系统对隧道周围地下进行排放，达到隧道防排水目的，建立安全，可靠的衬砌排水系统。

1 工程概况

上武高速公路S1标分山关隧道位于江西省铅山县，武夷山镇，分石村抵触武夷山脉，单洞长2760m，围岩复杂变化，渗水量达到4600ml/d。隧道设计规划是环向选择HC-3.5单向软模式的排水管排水，距离是5道/25m；渗水相对聚集位置选择Ω型弹簧性质的排水管排水，距离根据V级衬砌地段5m；防水选择的是1.2mm高的EVAP防水材质及300g/m2没纺布构造的双面复合防水层。由于K702+100～+500段，渗水量大，流沙多的特点，在衬砌及环向排水管之间增设毛细透水带更能解决隧道防排水功能。

2 毛细透水带排水原理及性能

2.1 毛细透排水带构造和排水原理研究

毛细透水具备精致的选择四类大自然现象（毛细、虹吸、重力、表面张力）自身形成的吸水、过滤、密封、排水等行为，根本的隔绝了普通导、过滤排水形似不难淤堵引发的问题。

（1）断层是“Ω”样子的排水管道，里面排水圆孔半径是0.5mm，但是渗透水沟槽宽度仅仅为0.3mm，这类的构造实现毛细现象出现的基础，受到毛细力影响的地下水通过渗进水沟槽渗入了排水通道。（2）水流渗进了排水通道，因为渗透水沟槽宽为0.3mm，和排水通道（半径为0.5mm）比较起来更加的小，受到液体表层张力的影响，水流不可以由于重力影响而排除毛细渗过排水带上的排水通道。（3）因为渗透水沟槽宽是0.3mm，可以全面的避免地下水里很多的泥沙等东西渗进排水通道里；此外，毛细透排水带排水层往下的情况下，能够选择“重力”分离概念，让土壤颗粒自己的往下下沉， 但是水分子由于水头带来的压力往上挤进了毛细管，引起水土分离自己走自己的路。所以能够避免泥沙渗进排水体系，方面排水体系被堵。（4）当基面参差不齐的情况下，能够选择水位差出现的虹吸力还有水流重力影响，把水尽快的排除，不可以由于基面参差不齐而作用于排水功效。

2.2 毛细透排水带用在衬砌外排水体系的适用性的研究

（1）适应基面形变水平很大：选择不坚硬的PVC材料构建出来，同时厚度单单是2mm，对参差不齐的隧道开始阶段的支护表层展现一定的适应水平，可以进一步的和基层紧贴。（2）抗压能力强：毛细透排水带里面的透排水通道断层是“Ω”样子，可以改变应力位置，方便增强材料的抗压水平，有关实验验证了毛细透排水带抗压强度远远超过了3MPa，可以承担重复的衬砌混凝土施工时候的挤压力影响，能够全面防止重复衬砌施工在衬砌外排水体系带来的作用。（3）透排水水平好：开孔率超过了25%，适应吸水面积不小， 透水系数远远超过了0.2 cm/s，每平米的排水有1h能排水1.8m3～2m3，排水水平十分普遍的材料具有很大的优越性。（4）很难堵塞：因为毛细透排水带无法比拟的透排水构造的规划，可以全面的避免泥沙渗进排水体系，能够避免排水体系由于泥沙被堵塞。（5）耐久性极高：毛细透排水带选择PVC复合材料构造出的，展现出适当的抗拉及撕裂性，同时展现优质的抗酸及碱腐蚀性。

（1）铺设毛细透排水带的策略

毛细透排水带属于环向排水装置，关键顺着隧道横断层进行设置，当进行布设的时候，需把毛细透排水带没有打开的槽面和隧道开始阶段的支护基面贴近，开槽层贴近防水面的土工织物。这类布设模式的优点在于选择毛细透排水带给泥沙及水划分的功效，很大程度的防止了泥沙渗进排水体系里。此外，毛细透排水带顺着竖直方向根据下述策略铺设： ①毛细透排水带竖直的举例需根据围岩类别及渗水总数明确，Ⅱ、Ⅲ类别的围岩距离能够是5m，Ⅳ级及Ⅴ类别的围岩参考渗水状况予以提高密度到2m～3m； ②在渗水总数不小同时密集的位置，加密排水带距离到2m～3m，同时根据改变排水带布置举例把毛细透排水带到清晰渗漏领域里的中间位置，渗漏领域不小的情况下需要安置多条。

（2）毛细透排水带的固定策略

毛细透排水带是薄带样子的材料，固定时候需防止在它的自己的损伤，防止作用于排水的水平。给这个毛细透排水带的固定需选择的是钢钉还有夹板进行固定，固定位置的距离是拱位置是1.0m、边墙是1.5m。固定透排水带的材料规定是：钢钉长在5cm左右就行；夹板能够使用钢板、非软性的塑料板等，仅仅符合固定标准就行。

（3）和竖直排水管的连接处理策略

毛细透排水带于隧道边墙底端和竖直的排水管紧密连接：竖直排水管上和毛细透排水带连接位置需切槽，切槽长度需是毛细透排水带宽+5mm，宽度需是毛细透排水带厚的+0.5mm，把毛细透排水带放置在竖直的排水管里，插入长度需要是20mm～50mm。此外，排水带后方的光面还有两侧选择热熔硅胶和竖直的排水管胶合。

（4）毛细透排水带接头还有端头处理策略

要想保证排水体系的有效性，毛细透排水带需尽可能的降低接头总数，需要建立接头的情况下，需让接头处在隧道拱腰的下方。接头位置的链接策略是选择搭接模式，水流上方的排水带包含了下游排水位置，搭接长度应大于5cm，同时于接头位置建立固定位置。此外，要想防止泥沙渗进排水带，逆水流位置外漏的排水带端头需选择热熔硅胶把端部1cm领域里的透排水通道进行堵塞。

（5）开始阶段支护渗漏水处理策略

开始阶段的喷混凝土分级别的支护时候，触碰极其密集的漏水位置，于漏水位置建立毛细透排水带把密集的渗流往隧道底端竖直的排水管进行引流，同时于渗漏密集位置构建2cm引水孔到排水带。

结语

本文阐述了毛细透水带于步入武高速公路分山关隧道里的广泛的使用，毛细透水带做到吸水、过滤、密封、排水等步骤，处理了普通导、过滤排水办法不难淤堵失效的现象，排水效果优质，大大的处理了隧道衬砌方面的渗漏水问题，给隧道有序使用安全打下了扎实的基础。毛细式透水带于不简单的地质还有渗水量不小的隧道里拥有极佳的拓展的优势。

[1]高虎军，戴桂华.毛细透排水带在张花高速公路青坪隧道衬砌防排水中应用[J].湖南交通科技，2012（03）.

[2]吕康成，崔凌秋，等.隧道防排水工程指南[M].北京：人民交通出版社，2005.

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