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文檔簡介

廣西地方標準

《公路隧道防排水技術規(guī)范》

編制說明

一、任務來源、起草單位和主要起草人

(一)任務來源

根據(jù)《廣西壯族自治區(qū)交通運輸廳關于下達2023年度廣西交通運輸標準化

項目計劃的通知》(桂交科教發(fā)〔2023〕208號),《公路隧道防排水技術規(guī)范》列

入2023年度廣西交通運輸標準化項目計劃,項目編號為2023-15。根據(jù)《廣西壯

族自治區(qū)市場監(jiān)督管理局關于下達2023年廣西地方標準制修訂項目計劃的通

知》(桂市監(jiān)函〔2023〕2257號),由廣西壯族自治區(qū)交通運輸廳提出,廣西交

通設計集團有限公司、廣西新發(fā)展交通集團有限公司、廣西交投科技有限公司、

廣西高速公路投資有限公司、廣西交通投資集團梧州高速公路運營有限公司共同

起草的《公路隧道防排水技術規(guī)范》被批準立項為廣西地方標準,項目編號為:

2023-1488。

(二)起草單位和主要起草人

本標準的起草單位包括廣西交通設計集團有限公司、廣西新發(fā)展交通集團有

限公司、廣西交投科技有限公司、廣西高速公路投資有限公司、廣西交通投資集

團梧州高速公路運營有限公司。各起草單位的分工如下:

(1)廣西交通設計集團有限公司:標準主編單位,負責組建本標準編寫工

作組;負責制定編寫工作機制、進度計劃及質(zhì)量控制計劃并監(jiān)督各參編單位嚴格

執(zhí)行;負責組織本標準的研究工作;負責編寫本標準第1~8章內(nèi)容,并對編寫

標準章節(jié)的編寫質(zhì)量和進度負責;負責組織起草單位對標準各階段材料進行內(nèi)部

技術審核;負責組織對標準各階段材料進行外部審查;負責標準發(fā)布后的日常解

釋和實施意見反饋收集。

(2)廣西新發(fā)展交通集團有限公司:標準的參編單位,配合主編單位落實

1

完成各階段的工作、進度計劃及質(zhì)量控制計劃;負責提供本標準研究、驗證的工

程場地;派出參編人員參加本標準的研究工作;承擔第9章防排水施工部分章節(jié)

的編寫內(nèi)容工作,并對編寫標準章節(jié)的編寫質(zhì)量和進度負責;配合主編單位組織

對標準各階段材料進行外部審查;派出參編人員參加各階段評審會議;配合主編

單位在標準發(fā)布后的日常解釋和實施意見反饋收集。

(3)廣西交投科技有限公司:標準的參編單位,配合主編單位落實完成各

階段的工作、進度計劃及質(zhì)量控制計劃;派出參編人員參加本標準的研究工作;

承擔第9章防排水施工部分章節(jié)的編寫內(nèi)容工作,并對編寫標準章節(jié)的編寫質(zhì)量

和進度負責;配合主編單位組織對標準各階段材料進行外部審查;派出參編人員

參加各階段評審會議;配合主編單位在標準發(fā)布后的日常解釋和實施意見反饋收

集。

(4)廣西高速公路投資有限公司:標準的參編單位,配合主編單位落實完

成各階段的工作、進度計劃及質(zhì)量控制計劃;負責提供本標準研究、驗證的工程

場地;派出參編人員參加本標準的研究工作;承擔第9章防排水施工部分章節(jié)的

編寫內(nèi)容工作,并對編寫標準章節(jié)的編寫質(zhì)量和進度負責;配合主編單位組織對

標準各階段材料進行外部審查;派出參編人員參加各階段評審會議;配合主編單

位在標準發(fā)布后的日常解釋和實施意見反饋收集。

(5)廣西交通投資集團梧州高速公路運營有限公司:標準的參編單位,配

合主編單位落實完成各階段的工作、進度計劃及質(zhì)量控制計劃;負責提供本標準

研究、驗證的工程場地;派出參編人員參加本標準的研究工作;配合主編單位組

織對標準各階段材料進行外部審查;派出參編人員參加各階段評審會議;配合主

編單位在標準發(fā)布后的日常解釋和實施意見反饋收集。

本標準主要起草人包括:李洋溢、吳秋軍、熊雅文、于磊磊、韋勇克、何華、

韋明、胡莉強、邵小軍、代云飛、虞楊、袁通、農(nóng)承尚、賓海鋒、孫朋雷、陳云

生、朱覺文、周富華、梁宏浩、秦鮮卓、封炎、盧軍源、陳人豪、羅羽、劉永興。

各主要起草人情況及分工情況如下:

姓名工作單位職務/職稱專業(yè)參與編制標準分工情況

廣西交通設計集正高級工隧道工項目負責人,負責標準大綱制定、

李洋溢

團有限公司程師程總體撰寫與統(tǒng)稿工作

2

姓名工作單位職務/職稱專業(yè)參與編制標準分工情況

廣西交通設計集高級工程隧道工項目負責人,負責標準大綱制定、

吳秋軍

團有限公司師程總體撰寫與統(tǒng)稿工作

橋梁與

廣西新發(fā)展交通正高級工負責標準大綱審核和總體內(nèi)容審

韋勇克隧道工

集團有限公司程師核工作

廣西交投科技有正高級工公路工負責標準大綱審核和總體內(nèi)容審

何華

限公司程師程核工作

廣西新發(fā)展交通高級工程公路工負責防水系統(tǒng)設計章節(jié)審核及修

胡莉強

集團有限公司師程改工作

道路與

廣西高速公路投高級工程負責防排水施工章節(jié)審核及修改

韋明橋梁工

資有限公司師工作

廣西新發(fā)展交通高級工程公路工負責排水系統(tǒng)設計章節(jié)審核及修

代云飛

集團有限公司師程改工作

廣西高速公路投高級工程公路工負責術語和定義、符號章節(jié)的審核

邵小軍

資有限公司師程工作

廣西交通設計集隧道工負責排水系統(tǒng)設計章節(jié)的編制工

虞楊工程師

團有限公司程作

廣西交通設計集隧道工負責防水系統(tǒng)設計章節(jié)的編制工

袁通工程師

團有限公司程作

廣西交通設計集高級工程地質(zhì)工負責水文地質(zhì)調(diào)查章節(jié)的編制工

農(nóng)承尚

團有限公司師程作

廣西交投科技有隧道工

熊雅文工程師負責防排水施工章節(jié)的編制工作

限公司程

廣西交通設計集隧道工

賓海鋒工程師負責總則章節(jié)的編制工作

團有限公司程

橋梁與

廣西交通設計集

孫朋雷工程師隧道工負責附錄C的編制工作

團有限公司

廣西交通設計集高級工程地質(zhì)工負責水文地質(zhì)調(diào)查章節(jié)的審核及

陳云生

團有限公司師程修改工作

廣西新發(fā)展交通高級工程公路工

朱覺文負責總則章節(jié)的審核工作

集團有限公司師程

廣西交投科技有正高級工巖土工負責范圍、規(guī)范性引用文件章節(jié)的

周富華

限公司程師程審核工作

廣西交通設計集隧道工負責范圍、規(guī)范性引用文件章節(jié)的

梁宏浩工程師

團有限公司程編制及修改工作

廣西交通設計集隧道工

秦鮮卓工程師負責符號章節(jié)的編制工作

團有限公司程

廣西交通設計集隧道工

封炎工程師負責術語和定義章節(jié)的編制工作

團有限公司程

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姓名工作單位職務/職稱專業(yè)參與編制標準分工情況

廣西交投科技有隧道工

盧軍源工程師負責9.6、9.7節(jié)的編制工作

限公司程

廣西交通設計集隧道工

陳人豪工程師負責附錄B的編制工作

團有限公司程

廣西交通設計集高級工程隧道工

周祥負責附錄A的編制工作

團有限公司師程

廣西新發(fā)展交通公路工

羅羽工程師負責8.2節(jié)的編制工作

集團有限公司程

廣西新發(fā)展交通公路工

劉永興工程師負責8.3節(jié)的編制工作

集團有限公司程

二、制定標準的必要性和意義

近些年來,廣西地區(qū)的隧道每逢雨季就災害頻發(fā),一些在建的隧道雨季施工

風險很高,稍有不慎就可能釀成重大事故。例如,由于對隧道復雜的巖溶水文地

質(zhì)條件認識不足,致使廣西河百高速平坎隧道左洞進口掌子面ZK32+793引發(fā)了

“11.19”突石、突泥事故,突石、突泥量達到約7000m3,將重達百噸的二襯臺

車推移34m,并導致5人死亡,八臺設備損毀,損失極為慘重。

圖2-1河百高速平坎隧道“11.19”突泥事故

已投入運營的隧道更是常年來飽受水害之苦。根據(jù)一些資料不完全統(tǒng)計,全

國已建隧道中有超過60%的隧道在建成后10年內(nèi)就會出現(xiàn)滲漏水等各種病害。

輕則引起隧道內(nèi)部潮濕,加快鋼筋及洞內(nèi)設施設備銹蝕老化;重則可能出現(xiàn)了涌

水、噴水,有的地方甚至出現(xiàn)了路面拱起、襯砌結構開裂,嚴重影響了行車安全,

不得不中斷交通進行維修,如廣西河百高速金洞隧道、金蘭2號隧道、河都路萬

合店2號隧道、萬合店3號隧道及靖那高速金龍巖隧道都曾出現(xiàn)各種水害問題。

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圖2-2河都路高嶺2號隧道運營期間的突泥

出現(xiàn)上述災害、病害的根本原因在于廣西極為豐沛的雨水以及復雜的水文地

質(zhì)環(huán)境,尤其是近些年來極端天氣頻現(xiàn),降雨迅猛無法及時排出而下滲聚集在隧

道開挖形成的臨空面附近。而由于前期未能充分了解隧道的水文地質(zhì)情況,未設

置足夠的泄水、排水措施,導致施工中的應對不足而發(fā)生涌水突泥,或者運營期

在襯砌附近形成高水壓致而使襯砌破裂、滲漏,嚴重者將可造成重大經(jīng)濟損失和

人員傷亡,并導致工期延誤或交通中斷,社會影響極差。工程行業(yè)素有“十害九

水”的說法,水對隧道的危害發(fā)生在隧道建設、運營的各個階段,如何減少隧道

的水害已經(jīng)成為隧道建設的重要研究課題。

縱觀隧道工程技術的發(fā)展歷史,實際上就是一部與地下水斗爭的歷史,水害

問題由來已久,并且一直以來都難以徹底解決,通常的做法是將水害可能帶來的

問題降低到可以接受的水平。一般來說,要想有效降低水害程度,必須從規(guī)劃設

計階段就進行研究,比如選線時盡可能規(guī)避含水豐富或可能水害嚴重的路段,再

就是要非常重視隧道的防排水設計和施工,制定各種應對措施。但從目前國內(nèi)公

路隧道的運營情況來看,有超過60%的隧道在建成后10年內(nèi)就會出現(xiàn)滲漏水等

各種病害,這說明目前在公路隧道防排水系統(tǒng)建設過程中存在較為嚴重的問題,

其中,最主要的問題有:

(1)目前對于隧道水文地質(zhì)勘察工作普遍不能滿足防排水設計的要求,相

關規(guī)范規(guī)程中關于水文地質(zhì)勘察的內(nèi)容對實際的水文勘察工作指導性不強。

現(xiàn)行的勘察相關規(guī)范、規(guī)程,對于隧道工程,無論水文地質(zhì)條件如何復雜,

都無明確要求進行水文地質(zhì)勘察。因此,一般項目均只在前期勘察中進行簡單的

水文氣象資料收集、地表水體調(diào)查及地下水涌水量預測,這對于水文地質(zhì)條件相

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對較為簡單的隧道而言,一般也能滿足要求,但在廣西地區(qū)大部分地區(qū),尤其是

巖溶地區(qū)這種做法已經(jīng)完全不能滿足要求。

廣西地處祖國南疆,處在中國地勢第二臺階中的云貴高原東南邊緣,北回歸

線橫貫中部,南臨熱帶海洋,北接南嶺山地,西延云貴高原,屬亞熱帶季風氣候

區(qū)和熱帶季風氣候,氣候溫暖,雨水豐沛,光照充足,夏季日照時間長、氣溫高、

降水多,冬季日照時間短、天氣干暖。獨特的地理位置造就了較為奇特的地理氣

候和降雨特征,廣西各地區(qū)雨量總體十分豐沛,但過于集中于春夏雨季,時空分

布極不均勻,加之廣西山地面積眾多,溝壑縱橫,而且大部分地區(qū)巖溶發(fā)育,地

下洞穴系統(tǒng)龐雜,降雨入滲后形成的地下水徑流路徑復雜多變,這就使得廣西大

部分地區(qū)的水文地質(zhì)條件十分復雜。

前期不做水文地質(zhì)勘察,對隧道的降雨入滲、地下水補給及排泄防水、地下

水徑流模式、途徑、分布規(guī)律等也均未要求做深入的調(diào)查研究,其后果是后期設

計中無法針對性地采取應對措施,不僅可能導致施工中涌水、突泥等地質(zhì)災害發(fā)

生,還可能導致運營中病害不斷。近些年來,由于前期水文地質(zhì)條件勘察不足或

不當導致的隧道災害、病害已經(jīng)屢見不鮮。

(2)目前隧道防排水設計過程中的各種參數(shù)和計算公式選取完全僅憑個人

經(jīng)驗,缺乏科學合理性,準確度也很差。

由于前期不進行專項水文地質(zhì)勘察,不做水文地質(zhì)測試,缺乏較為準確的水

文試驗數(shù)據(jù),因此水文計算時參數(shù)取值通常只憑借個人經(jīng)驗或查閱相關文獻的經(jīng)

驗數(shù)據(jù),既不能充分考慮各種復雜的地下水徑流體系的差異性,也不能考慮隧道

設置條件對地下水體系的實際影響,這勢必會造成很大的誤差。

實際上,目前采用的隧道涌水量計算公式本身也存在一定的問題。這些公式

多是基于相對較為均勻的山體(如砂巖、泥巖)的地下水徑流體系分析得出的,

而廣西大量分布的巖溶地區(qū),其地下水的徑流空間、時間分布都十分不均勻,與

砂泥巖山體極為不同,尤其是地表有大量洼地、漏斗的地方,由這些公式計算得

到的隧道涌水量常常要比實際小很多,在局部暴雨條件下甚至是數(shù)十倍甚至上百

倍的差距,這種情況下不僅可能導致施工臨時防排水應對措施不到位而出現(xiàn)涌水、

突泥地質(zhì)災害,后期運營過程中還可能造成排水系統(tǒng)不足以應付大規(guī)模涌水,而

出現(xiàn)大范圍的滲漏,甚至造成局部涌水、突泥、襯砌結構破壞,嚴重威脅行車安

6

全,造成不可挽回的社會影響,后果非常嚴重。

圖2-3河都路下行K1819+815施工縫噴水

(3)按照現(xiàn)行規(guī)范的計算方法得到隧道排水管溝的排水能力常常不能滿足

實際要求。

目前公路隧道的排水主要遵照《公路隧道設計規(guī)范第一冊:土建工程》

(JTG3370.1-2018)第10章“防水與排水”、《公路排水設計規(guī)范》(JTG/TD33-2012)

第7.3節(jié)“隧道排水”、《公路隧道設計細則》(JTG/TD70-2010)第18章“隧道

防水與排水系統(tǒng)設計”的要求進行設計。設計中主排水系統(tǒng)的排泄能力通常是根

據(jù)預測得到的平均涌水量(通常以年為單位)進行設計,對于普通地質(zhì)條件的隧

道基本上可以接受,問題不大。但越來越多的工程實踐證明,對于水文地質(zhì)條件

十分復雜的巖溶隧道,尤其是地表存在大量洼地、漏斗的隧道,可能需要按照某

個時段的峰值涌水量進行設計,否則主排水系統(tǒng)可能無法承受短時間暴雨等極端

工況的襲擊,這將導致后期出現(xiàn)電纜溝和路面涌水、涌泥,襯砌開裂滲水、路面

拱起等等種種問題,這一矛盾在近些年來極端天氣越來越頻繁出現(xiàn)的情況下顯得

愈發(fā)突出。

(4)目前在設計階段缺乏應對巖溶隧道排水設施防淤塞的機制。

巖溶地區(qū)的地下水中,泥沙雜質(zhì)及化學雜質(zhì)甚多,泥沙容易淤積,化學雜質(zhì)

容易結晶附著在管溝壁上,都將堵塞排水管溝。但是目前對于淤塞、結晶的機制、

速度等都缺乏深入的研究,也無防淤塞對策。日積月累,致使排水管溝的排水能

力大幅降低。對于中央排水溝、側(cè)向盲溝這些面積較大的溝渠,尚可以進行定期

清淤。對于縱向排水管、橫向?qū)?、環(huán)向排水管、豎向排水管等排水管道,則

無法清淤,最終會因淤塞而降低或失去排水功能,這也是導致排水設施逐漸失效、

隧道出現(xiàn)各種滲漏的最重要原因之一。

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(5)現(xiàn)行規(guī)范對隧道的防水設置也較為簡單,不能防止縱向串水。

目前隧道防水均采用卷材防水+無紡布防水+襯砌自防水+接縫防水等方式,

在地下水量不多的隧道中,這種方式問題不大;在高壓、富水的隧道中,則很有

可能由于防水板鋪設不平整、不密實以及接縫防水工藝不達標或失效,導致襯砌

背后嚴重積水、縱向串水,最終將聚集到防水最為薄弱的接縫處或襯砌裂縫處滲

漏出來形成病害。如果嚴格執(zhí)行分區(qū)防水概念,在不同的區(qū)域之間設置特殊的防

水接頭及排水措施,則可以有效減小縱向串水,將襯砌背后的地下水及時、迅速

地排向中央排水溝,或?qū)⒉『刂圃谝粋€相對較小的區(qū)域內(nèi)。此外,目前通用的

接縫防水設計中,止水帶、止水鋼板式均采用定位鋼筋進行定位,但由于定位鋼

筋比較細長,在施工過程中往往難以精確定位,導致止水帶、止水鋼板不能在設

計位置上發(fā)揮其應有作用,反而擴大了接縫處的防水差的弱點,特別是高壓、富

水的巖溶隧道或斷層破碎帶地段,常常成為地下水的主要擊穿點。

(6)防排水施工問題也非常多。

從前期的調(diào)研成果來看,一些排水設施施工很不規(guī)范,問題很多,主要有:

①防水板鋪設不平整、存在很多破損,導致局部積水、滲漏及縱向串水嚴重。

②接縫止水帶定位不準確或出現(xiàn)窩折而失去效用,窩折處成為積水通道。

③環(huán)向排水管設置數(shù)量過少,水量豐富地段未設置或僅設置1根,排水能力

嚴重不足;橫向?qū)茉O置坡度不夠或者存在彎折、堵塞;縱向?qū)芘c路線縱

坡不平行,基座施工存在困難,縱向存在很多彎折積水處;三通管處漏水嚴重導

致積水不能排向主排水溝而聚集在拱腳處。

④旱季施工過程中揭露的巖溶管道、溶洞無水,大多數(shù)情況直接作為干巖溶

填充處治,堵塞了天然排泄通道,后期成為滲漏、涌水的集中區(qū)域。

⑤施工完成后不少建筑垃圾堆積在排水管溝中未進行清理,運營期間清淤養(yǎng)

護又很不到位,致使排水管溝排水能力進一步迅速降低。

上述防排水施工中的各種問題嚴重影響了隧道的實際防排水效果,并將加劇

運營過程中各種排水病害的嚴重程度。

綜上所述,目前國內(nèi)公路隧道的防排水設計、施工問題很多,這是隧道出現(xiàn)

各種水害的重要原因之一。隨著公路巖溶隧道越建越多,隧道水害問題將日趨嚴

重,需要專門制定公路隧道防排水設計、施工相關的技術標準來應對這些問題,

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規(guī)范防排水系統(tǒng)的設計與施工,提高公路隧道的建設質(zhì)量。

三、主要起草過程

(一)策劃階段

本標準編寫任務下達后,主編單位廣西交通設計集團有限公司立即組織籌建

標準編寫工作組,開始編寫標準的工作大綱和編制大綱,初擬了標準的研究、編

寫工作技術路線,初步明確了各起草單位、各起草人員的職責和分工及編寫工作

制度和進度計劃。

隨后,主編單位于2023年7月14日在廣西交通設計大廈17樓會議室組織

召開了第一次編寫工作組會議。會議明確了本標準的編寫工作組成員組成、各主

編人員和參編人員的職責和分工,建立了本標準的內(nèi)部審查制度,確定了本標準

的編寫進度計劃,還學習了有關政策法規(guī)和標準化制度文件。會議要求各參編單

位根據(jù)各自初步的分工,結合第一次編寫工作組會議意見對標準的工作大綱和編

制大綱進行細化和完善,在2023年7月28日前報送給主編單位進行匯總確定。

(二)大綱階段

第一次工作組會議后,本標準編寫工作組立即根據(jù)會議精神修改和完善了本

標準的工作大綱和編寫大綱,并于2023年7月21日在廣西南寧組織召開主編單

位內(nèi)部審查組工作會議。會議主要討論本標準工作大綱和編制大綱的編寫情況,

會議認為本標準編制大綱基本框架基本合適,建議工作大綱適當精簡,并建議對

編制大綱和工作大綱內(nèi)容、格式全面梳理后報送工作大綱和編制大綱到廣西交通

運輸標準技術委員會申請大綱評審。會議認為編制大綱的基本框架基本合適,對

局部進行調(diào)整后可作為下一步工作的依據(jù)。

本標準編寫工作組根據(jù)主編單位內(nèi)部審查組工作會議精神,對本標準的工作

大綱和編寫大綱進行了進一步修改。

主編單位于2023年8月18日在南寧市組織召開了本標準的工作大綱和編寫

大綱評審會議。會議專家組認為本標準工作大綱目標明確、技術路線可行、進度

安排合理;編制大綱所規(guī)定的規(guī)范框架內(nèi)容基本合理、層次較清晰,具有可操作

性;專家組一致通過了本標準的工作大綱和編寫大綱。

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圖3-1工作大綱和編制大綱評審會議

會后,本標準編寫工作組根據(jù)大綱評審會議精神進一步修改和完善了本標準

的工作大綱和編寫大綱,并報送至廣西交通運輸標準技術委員會。

(三)初稿階段

本標準編寫工作組根據(jù)工作大綱計劃,開展本標準的調(diào)研工作。調(diào)研工作主

要包括兩部分:一部分為主編單位開展了文獻調(diào)研,調(diào)研并搜集國內(nèi)外大量的隧

道水文地質(zhì)勘察、防排水設計與施工相關的標準、規(guī)范、規(guī)程、政策文件及科研

成果;另一部分為主編單位組織標準參編人員以施工現(xiàn)場參觀、座談調(diào)研等形式

進行現(xiàn)場調(diào)研。根據(jù)調(diào)研成果形成了調(diào)研報告。

圖3-2編寫工作組在都安高速巖溶隧道現(xiàn)場照片

10

圖3-3編寫工作組前往貴州桐梓隧道現(xiàn)場考察防排水施工情況

圖3-4編寫工作組前往云南楚大高速九頂山隧道現(xiàn)場考察防排水施工情況

圖3-5編寫工作組前往廣西柳州經(jīng)合山至南寧高速公路儉常連接線泄水洞施工現(xiàn)場

圖3-6編寫工作組前往柳州經(jīng)合山至南寧高速公路吾排隧道施工現(xiàn)場

11

圖3-7調(diào)研報告

隨后,本標準編寫工作組在對收集的資料進行整理研究,召開了編寫工作會

議,結合調(diào)研報告成果,對本標準的整體框架結構進行了研究,并對本標準的關

鍵性內(nèi)容進行了初步探討。經(jīng)過研究,本標準的主體內(nèi)容確定為術語和定義、符

12

號、基本規(guī)定、水文地質(zhì)調(diào)查、防水系統(tǒng)設計、排水系統(tǒng)設計、防排水施工。編

寫工作組根據(jù)大綱評審專家的意見,以修改完善后的大綱作為項目的工作指導,

結合收集的資料和調(diào)研報告,開展了本標準的正式編寫工作,并于2024年3月

中旬完成了標準征求意見初稿及標準編制說明。

(六)征求意見階段

主編單位于2024年3月30日在南寧市組織召開了本標準的征求意見初稿討

論會議。會議專家組認為本標準是在結合廣西區(qū)域特點、廣泛調(diào)研、總結廣西公

路隧道防排水系統(tǒng)設計和施工過程中技術經(jīng)驗及參考國家、行業(yè)標準的基礎上編

制完成,編制內(nèi)容及格式基本符合廣西地方標準的編制要求;標準對廣西公路隧

道防排水系統(tǒng)的設計和施工做出了技術規(guī)定,操作性較強,可作為開展下階段工

作的基礎。專家組認為本標準是在結合廣西區(qū)域特點、廣泛調(diào)研、總結廣西公路

隧道防排水系統(tǒng)設計和施工過程中技術經(jīng)驗及參考國家、行業(yè)標準的基礎上編制

完成,編制內(nèi)容及格式基本符合廣西地方標準的編制要求;標準對廣西公路隧道

防排水系統(tǒng)的設計和施工做出了技術規(guī)定,操作性較強。

圖3-8征求意見初稿討論會議

會后,本標準編寫工作組根據(jù)征求意見初稿討論會議精神對標準征求意見初

稿及標準編制說明進行了修改,并于2024年4月9日組織召開了編寫工作組會

議,對修改情況進行了討論。會后形成了標準征求意見稿并報送至廣西交通運輸

標準技術委員會,申請開展全區(qū)范圍內(nèi)的征求意見工作。

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四、制定標準的原則和依據(jù),與現(xiàn)行法律、法規(guī)的關系與有關國

家標準、行業(yè)標準的協(xié)調(diào)情況

(一)標準制定原則

本標準將嚴格貫徹執(zhí)行國家、行業(yè)和廣西地方的有關法律、法規(guī)和方針、政

策,充分考慮自然條件,合理利用資源,做到安全環(huán)保、資源節(jié)約、便于實施。

針對現(xiàn)行標準體系存在的不足,在廣泛征求各方意見,調(diào)研和收集區(qū)、內(nèi)外相關

標準、文獻和工程實踐經(jīng)驗的基礎上,吸納相關行業(yè)、地方的科研成果,輔以必

要的研究,使本標準體現(xiàn)我區(qū)乃至全國公路隧道防排水設計和施工的最新技術水

平。在此基礎上,本標準確定以下制定原則:

(1)客觀性原則

遵從客觀事實,一切從實際情況出發(fā),既充分考慮工程實際需要,也充分考

慮經(jīng)費保障能力,充分利用一切力量調(diào)查收集已有資料,抓住重點,為編制工作

做好鋪墊。

(2)科學性原則

加強、促進和引導公路隧道防排水方面的設計、施工的基礎性和應用性研究,

在技術上采納成熟的理論、方法及材料,確保編制出的標準科學合理,符合我區(qū)

及行業(yè)目前的技術現(xiàn)狀。

(3)實用性原則

開闊思路,立足于調(diào)研區(qū)、內(nèi)外公路隧道防排水設計、施工方面的經(jīng)驗,同

時適當吸取國外及相關行業(yè)經(jīng)驗,解決公路隧道防排水在設計、施工深度不足的

問題,便于技術和管理人員使用標準。

(4)安全環(huán)保原則

全面吸納、采用有利于降低隧道防排水施工和運營安全風險、有利于保護生

態(tài)環(huán)境的技術措施和成功經(jīng)驗,促進公路隧道建設安全可靠,并對工程當?shù)氐纳?/p>

態(tài)環(huán)境影響降低到最小。

(5)可操作性原則

搭建相對完善、易用的公路隧道防排水設計與施工技術框架,對公路隧道工

程中有利于提升防排水系統(tǒng)質(zhì)量和提高效率,保證安全、耐久和人體健康,促進

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資源節(jié)約和環(huán)境保護等方面的指標、方法等提出具有操作性的要求或規(guī)定。

(6)協(xié)調(diào)性原則

進一步深入研究與本標準關聯(lián)的上位規(guī)范、下位規(guī)范的相關內(nèi)容,確保本標

準與關聯(lián)規(guī)范協(xié)調(diào)一致,在實施過程中不出現(xiàn)沖突。

(二)標準與現(xiàn)行法律、法規(guī)的關系,與有關國家、行業(yè)標準的協(xié)調(diào)

情況

經(jīng)查閱,全國標準信息公共服務平臺、國家標準全文公開系統(tǒng)以及廣西交通

運輸標準項目清單,除國標《地下工程防水技術規(guī)范》(GB50108-2008)、《公路

隧道設計規(guī)范第一冊:土建工程》(JTG3370.1-2018)、《公路排水設計規(guī)范》

(JTG/TD33-2012)等規(guī)范外,僅有鐵路運輸行業(yè)標準《鐵路隧道防水材料第

1部分:防水板》(TB/T3360.1-2014)、《鐵路隧道防水材料第2部分:止水帶》

(TB/T3360.2-2014)、《鐵路隧道排水板》(TB/T3354-2014),河南地方標準《高

速公路隧道防排水設計指南》(DB41/T2131-2021)、青海地方標準《公路隧道防

排水工程施工質(zhì)量檢驗評定》(DB63/T1923-2021)、廣西壯族自治區(qū)工程建設地

方標準《地下工程防水技術規(guī)程》(DBJ/T45-014-2016)等。均未見與《公路隧

道防排水技術規(guī)范》相關或相似國家、行業(yè)、地方標準的情形。

《公路隧道設計規(guī)范第一冊:土建工程》(JTG3370.1-2018)、《公路排水設

計規(guī)范》(JTG/TD33-2012)、《公路隧道設計細則》(JTG/TD70-2010)是現(xiàn)行公

路隧道防排水設計主要遵循的規(guī)范,是較通用非專門的防排水規(guī)范,國標《地下

工程防水技術規(guī)范》(GB50108-2008)是地下工程防水設計的通用性規(guī)范,它們

的針對性不強,而且越來越多的工程實踐證明,遵循這些規(guī)范進行的隧道防排水

設計在廣西地區(qū)中出現(xiàn)了很多問題,適用性存在一定的問題。

《鐵路隧道防水材料第1部分:防水板》(TB/T3360.1-2014)、《鐵路隧道

防水材料第2部分:止水帶》(TB/T3360.2-2014)、《鐵路隧道排水板》(TB/T

3354-2014)是鐵路運輸行業(yè)標準,在隧道防排水設置上與公路隧道存在較大的

差異,并不適用于公路隧道。

河南地方標準《高速公路隧道防排水設計指南》(DB41/T2131-2021)、青海

地方標準《公路隧道防排水工程施工質(zhì)量檢驗評定》(DB63/T1923-2021)均是

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北方干旱少雨地區(qū)的防排水設計地方標準,沒有考慮廣西地區(qū)如此復雜的水文地

質(zhì)環(huán)境,因此這兩本地方標準也不適合廣西巖溶地區(qū)。

廣西壯族自治區(qū)工程建設地方標準《地下工程防水技術規(guī)程》(DBJ/T

45-014-2016)雖然可以一定程度上適用于公路隧道,但是主要是基于市政工程

的建設經(jīng)驗來編寫,缺乏針對巖溶隧道復雜水文地質(zhì)條件的內(nèi)容,與廣西地區(qū)的

公路巖溶隧道的情況存在較大的差異。

綜合上述分析,本次地方標準項目未見與已批準發(fā)布實施的相關或相似國家、

行業(yè)、地方標準的情形;未見與已納入制(修訂)計劃的相關或相似國家、行業(yè)、

地方標準的情形;所涉技術要求將不低于國家標準、行業(yè)標準。

標準編寫工作組承諾:本標準的內(nèi)容符合國家相關法律法規(guī),技術要求不

低于強制性國家標準的相關技術要求,與相關的國家、行業(yè)推薦性標準協(xié)調(diào)一

致,本標準的編寫符合GB/T1.1-2020的要求。

五、主要條款的說明,主要技術指標、參數(shù)、試驗驗證的論述

廣西地方標準《公路隧道防排水技術規(guī)范》主要章節(jié)內(nèi)容包括:術語和定義、

符號、基本規(guī)定、水文地質(zhì)調(diào)查、防水系統(tǒng)設計、排水系統(tǒng)設計、防排水施工。

編寫工作組充分調(diào)研了國內(nèi)外大量的隧道水文地質(zhì)勘察、防排水設計與施工

相關的標準、規(guī)范、規(guī)程、政策文件及科研成果,研究和分析了國內(nèi)外及廣西地

區(qū)公路隧道防排水設計及施工相關標準建設的現(xiàn)狀,以及國內(nèi)外隧道防排水設計

和施工技術的發(fā)展趨勢和新技術的應用狀況。在此基礎上結合廣西地區(qū)公路隧道

防排水設計及施工工作經(jīng)驗,形成了適用于廣西地區(qū)鉆爆法施工的新建、改擴建

的公路隧道的防排水設計和施工技術標準。

(一)標準名稱

為保證全面性和針對性,本標準名稱初擬為《公路隧道防排水技術規(guī)范》。

本標準名稱一方面界定了其應用范圍為公路隧道,另一方面限定了其應用對象為

防排水設施的設計與施工等技術方面的規(guī)定。

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(二)范圍

本章規(guī)定了本標準適用對象為廣西壯族自治區(qū)行政區(qū)域內(nèi)鉆爆法施工的新

建、改擴建的公路隧道。

(三)術語和定義、符號

本章界定了公路隧道防排水設計和施工中的相關術語和定義。

(四)符號

本章給定了本標準中使用的符號的意義。

(五)基本規(guī)定

第5.1條~第5.2條:近些年來,廣西地區(qū)的隧道每逢雨季就災害頻發(fā),一

些在建的隧道雨季施工風險很高,稍有不慎就可能釀成重大事故,已投入運營的

隧道更是常年來飽受水害之苦。究其根本原因,在于廣西極為豐沛的雨水以及復

雜的水文地質(zhì)環(huán)境,導致前期未能充分了解隧道的水文地質(zhì)情況,設計中未設置

足夠的泄水、排水、防水措施,再加之防排水施工質(zhì)量不高,導致施工中的應對

不足而發(fā)生涌水突泥災害,或者運營期在襯砌附近形成高水壓致而使襯砌破裂、

滲漏等病害,危及行車安全。在此背景下,要求重視防排水工程設計與施工重視

是提高公路隧道建設質(zhì)量的必然選擇。目前國內(nèi)的公路隧道多遵循“防、排(疏)、

堵、截相結合,因地制宜,綜合治理”的基本原則。但通過文獻調(diào)研及現(xiàn)場調(diào)研

可知,國內(nèi)的鐵路、公路、市政等隧道實際上通常是采取以“以排為主”的防排

水措施?!耙耘艦橹鳌钡姆琅潘胧┖锰幨秋@而易見的,這種措施能夠直接針對

問題源頭解決問題,容易達到目的,施工方便而且費用相對較低。但“以排為主”

的防排水措施也有缺點,比如過度排水會破壞隧道所在山體原有的水文地質(zhì)環(huán)境,

特別在一些臨近水庫、湖泊、河流等重要水資源的區(qū)域,過度排水甚至可能會影

響原有水資源的流失,在此條件下采用“以堵為主”的防排水措施更加符合要求。

不過,由于廣西地區(qū)大量分布十分發(fā)育的富水巖溶區(qū),通過這些巖溶不良地質(zhì)區(qū)

域的隧道,因為巖溶及巖溶水的分布規(guī)律及排泄路徑非常復雜,采用堵水措施,

很可能堵不住,甚至還會堵塞天然排泄通道,致使天然排泄通道內(nèi)的巖溶水不斷

雍積,水頭越來越高,最終可能壓裂襯砌導致滲漏,得不償失。在廣西的這些區(qū)

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域,建議采用“以疏為主”的防排水措施,強調(diào)不僅僅要通過排水系統(tǒng)排出巖溶

水,更要求疏導巖溶水的天然排泄通道,不堵塞它且盡可能利用它排水。這是與

以前的防排水理念最大的不同之處。

第5.4條~第5.5條:水文地質(zhì)條件復雜可按照表5-1的標準劃分的。公路

隧道的防排水工程設計是提高公路隧道建設質(zhì)量的關鍵環(huán)節(jié),因此本條要求水文

地質(zhì)條件復雜的公路隧道要進行防排水工程專項設計,在設計階段詳細規(guī)劃臨時

或永久的、洞內(nèi)的或洞外的防、排、堵、截措施及排水路徑,確保防排水措施行

車完整、通暢的系統(tǒng)。

表5-1公路隧道的水文地質(zhì)條件復雜程度劃分

水文地質(zhì)復雜程度水文地質(zhì)特征

(1)地層及地質(zhì)構造簡單;

(2)含水層厚度及空間分布比較穩(wěn)定;

(3)地下水補給、徑流和排泄條件、邊界條件清楚簡單,附近無地表水體;

(4)水化學類型單一、水質(zhì)較好;

簡單

(5)地形地貌有利于自然排水;

(6)巖溶發(fā)育比較均勻,隧道處于巖溶水垂直入滲帶內(nèi);

(7)隧道穿越含水層水頭較低;

(8)與地下水相關的環(huán)境地質(zhì)問題不突出。

中等介于簡單與復雜之間

(1)地層及地質(zhì)構造復雜,存在區(qū)域匯水構造或溝通區(qū)域性強含水層(帶)的強導水

構造;

(2)含水層系統(tǒng)結構復雜、含水層空間分布極不穩(wěn)定、巖土層富水性好、透水性強;

(3)地下水補給、徑流和排泄條件、水動力特征復雜,邊界條件難以判定,含水層與

較大地表水體水力聯(lián)系密切;

(4)水化學規(guī)律復雜,水質(zhì)較差;

(5)地形地貌有利于匯水,隧道位于洼地、谷底等匯水負地形以下;

復雜(6)巖溶發(fā)育復雜且不均勻,隧道處于巖溶水平徑流帶或深部緩流帶內(nèi);

(7)隧道穿越較高水頭的含水層或較高承壓水頭的承壓含水層;

(8)隧道處于區(qū)域地下水流系統(tǒng)排泄基準面以下;

(9)在可溶巖分布區(qū),隧道下穿重要濕地、較大地表水體、集中式飲用水水源地保護

區(qū)及其以外的補給徑流區(qū);

(10)下穿地下水環(huán)境相關的其他保護區(qū)(如熱水、礦泉水、溫泉等特殊地下水資源保

護區(qū))及其以外的補給徑流區(qū);

(11)與地下水相關的環(huán)境地質(zhì)問題突出。

(六)防水系統(tǒng)設計

第6.1.1條:本條提出了隧道防水是源頭截水+圍巖堵水+襯砌防滲+接縫防

漏+卷材防水相結合的措施,不是單一的防水措施。

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第6.1.2條:本條隧道防水等級劃分標準系根據(jù)《地下工程防水技術規(guī)范》

(GB50108-2008)第3.2.1條、廣西壯族自治區(qū)工程建設地方標準《地下工程防

水技術規(guī)程》(DBJ/T45-014-2016)第4.1.1條及《公路隧道設計規(guī)范第一冊:

土建工程》(JTG3370.1-2018)第10.1.2條、10.1.3條綜合制定。

第6.1.3條:本條各防水等級適用范圍系根據(jù)《公路隧道設計規(guī)范第一冊:

土建工程》(JTG3370.1-2018)第10.1.2條、10.1.3條及《地下工程防水技術規(guī)

范》(GB50108-2008)第3.2.2條給出的要求,結合各等級隧道洞室的防水要求

制定。

第6.1.4條:本條系根據(jù)《地下工程防水技術規(guī)范》(GB50108-2008)第3.3.1

條給出的建議制定:

(1)考慮到廣西地區(qū)一至四級公路的明洞防水措施主要是襯砌防水、明洞

外鋪設卷材防水層、外敷保護砂漿,因此防水等級一至三級均考慮各種措施,對

第四級可選;一至四級公路隧道的明洞的施工縫一般采取中埋式+背貼式止水帶,

其他采用中埋式即可;公路隧道的明洞變形縫則一般需要采用中埋式+背貼式止

水帶。

(2)暗洞與明洞不同之處在于卷材防水層外側(cè)無需砂漿保護層,但在富水

地段需要考慮采用注漿堵水措施,其他與明洞基本相同。

本條中,“應選”系指該項措施任何情況下必須采用;“宜選”系指該項措施

在一般情況下應采用,特殊情況下經(jīng)論證后可不采用;“可選”系指該項措施可

根據(jù)需要選用。

第6.1.5條:調(diào)研結果表明,由于防水卷材鋪設不平整或有破損,隧道防水

層背后的地下水流縱向串水十分嚴重。這種現(xiàn)象的后果是地下水流最終會從破損

處或最為薄弱的接縫處滲出,使原有的防水體系失效。本條提出應進行分區(qū)防水,

就是針對地下水流縱向串水問題,將地下水流縱向串水限制在一個相對較小較獨

立的區(qū)域。

第6.1.6條:不同襯砌形式接頭處一般是防水最為薄弱的部位,尤其是有一

定的巖溶水壓力的地段,在接頭處兩側(cè)襯砌的抗水壓能力驟然變化,但水壓力卻

不能立即消散,因此十分容易擊穿接縫材料,導致防水失效、抗水壓能力較弱一

端襯砌開裂損壞。設置縱向防水隔斷措施就是為了防止這一問題出現(xiàn)。如圖5-1

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所示,具體做法是:在襯砌接頭附近選擇長度3~5m、圍巖完整性相對較好的地

段進行注漿防滲,減少圍巖滲水和圍巖內(nèi)巖溶水縱向串流,然后用柔性橡膠墊層

代替無紡布,使防水板緊貼在初期支護表面,進一步阻斷二次襯砌背后圍巖滲水

的縱向串流。柔性橡膠墊層一般采用普通柔性橡膠板,厚度與無紡布厚度相近。

(a)剖面圖(b)A細部構造圖(熱熔法鋪設)

圖5-1防水接頭構造示意圖

第6.2.2條:隧道地表溝槽、池塘、洼地、落水洞、溶蝕槽谷及巖溶地表塌

陷等是隧道地表容易匯水的區(qū)域,具備施工條件的情況下,在隧道施工前進行封

閉填埋或者提前是做引水設施將其匯水引出洞身范圍外,對于確保隧道施工和運

營安全十分有利。

第6.3.2條:本條是參考《公路隧道設計細則》(JTG/TD70)第16.7.4制定

的,由于滲透系數(shù)不宜測定,實際使用過程中可以采用圍巖滲水量估測,下面給

出估測方法。假定條件如下:

(1)隧道圍巖及支護結構為各向同性均勻連續(xù)介質(zhì);

(2)隧道支護結構及圍巖均勻滲水,不考慮二次襯砌滲水,由排水系統(tǒng)排

水;

(3)地下水流為穩(wěn)定流,且服從達西定律;

(4)地下水滲流方向以徑向為主。

根據(jù)上述假定條件,滲流體積力中浮力影響較小,不予考慮,因此可近似按

軸對稱平面應變問題求解。計算模型如下:

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圖5-2隧道滲流示例

根據(jù)上述模型及地下水動力學理論可以得到隧道單位長度滲水量Q為:

2khh()?

Q=s02(5-1)

r

r1gr0

nn1lnlnln++g

rrr21g

式中,Q——隧道單位長度滲水量(m3/(m?d));

ks、kg、k1——圍巖、注漿堵水圈、初期支護滲透系數(shù)(m/d);

nkk11=s——圍巖滲透系數(shù)與初期支護滲透系數(shù)的比值;

nkkgsg=——注漿堵水圈滲透系數(shù)與初期支護滲透系數(shù)的比值;

rg、r1、r2、ra——注漿堵水圈外半徑、初期支護外半徑、二次襯砌外半徑、

隧道內(nèi)半徑(m);

rh00=——隧道中心原始滲流場半徑或者是隧道中心點地下水靜水頭(m);

h1、h2——初期支護、二次襯砌外側(cè)壓力水頭(m);

3

w——水的重度(kN/m)。

以文獻《高壓富水區(qū)山嶺隧道施工注漿堵水技術研究》(申玉生,廖雄,陳愛國

等.高壓富水區(qū)山嶺隧道施工注漿堵水技術研究[J].公路交通科

技,2019,36(06):65-72.)中給出的南充-大竹-梁平(川渝界)高速公路華鎣山隧道

右線K107+610—K107+660段的參數(shù)為例:

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表5-2圍巖滲流計算參數(shù)

開挖面積隧道內(nèi)半徑二次襯砌外半徑初期支護外半徑圍巖滲透系數(shù)

/m2/m/m/m/(cm/s)

107.444.985.595.853.86×10-4

隧道中心的地下水靜水頭rh00=取本標準限排襯砌建議的最大水頭50m,二

次襯砌外側(cè)壓力水頭取為0,按照這一參數(shù)計算得到的隧道單位長度滲水量參考

值為

表5-3圍巖滲水量計算結果

初期支護滲透系數(shù)

隧道單位長度滲水量Q(m3/(m?d))

(cm/s)

10-489.63

考慮到實際工程尺寸、圍巖滲透系數(shù)等方面的差異,建議防水等級一、二級

的隧道單位長度滲水量可控制在100m3/(m?d)以下,防水等級三、四級的工程及

臨時工程則為1000m3/(m?d)以下。

第6.3.3條:注漿堵水措施是破碎圍巖地段的非常有用的措施,通常兼有加

固的功能,但不同的注漿堵水措施有不同的適用范圍,這主要取決于地層的性質(zhì)、

工作面條件、施工能力及機械設備條件、造價等,下面一些方法可供選擇。

表5-4注漿堵水措施

注漿方式注漿目的工藝特點

在地表對隧道淺埋段破碎或松散成孔難度低、可操作性強、注漿強度易于

地表注漿

圍巖進行注漿固結控制,可大面積平行施工,施工效率高

在隧道內(nèi)對掌子面前方穩(wěn)定性較

注漿范圍及長度小,一次超前加固深度一

超前注漿差的Ⅳ、Ⅴ級破碎圍巖或松散巖溶

般不超過10m,堵水及加固效果一般

充填物的注漿固結

對隧道底軟弱破碎圍巖或溶洞充施工難度較小,可采用小導管注漿或鋼花

基底注漿

填物注漿,提高地基承載力管注漿,形成復合地基

用于厚度較大的粉細砂層等顆粒施工難度較大,洞內(nèi)作業(yè)面狹窄,造價高,

旋噴注漿

狀溶洞充填物的加固改良但堵水及改良效果好

用于斷層破碎帶、高壓富水巖溶、洞內(nèi)作業(yè)面較狹窄、施工難度較大、造價

帷幕注漿暗河等高風險地段堵水及流塑狀高,但加固堵水效果好,加固范圍大、強

巖溶充填物的超前加固度高

用于穩(wěn)定性較好的富水巖溶洞

具有加固圍巖和堵水的雙重作用,一般以

徑向注漿段,或地下水排放對地表水影響

堵水為主,注漿范圍有限

較大洞段的注漿堵水

用于局部破碎圍巖段、巖溶裂隙施工難度較小,主要用于局部破碎圍巖地

局部注漿

段等加固堵水段堵水,注漿范圍有限

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注漿方式注漿目的工藝特點

用于充填溶隙、小型管道或二次可根據(jù)被充填空間的大小選擇適宜注漿材

充填注漿

襯砌、初期支護背后的空隙等料、方法

第6.4.2條:襯砌自防水,即通過提高襯砌混凝土的抗?jié)B等級來提升隧道的

抗?jié)B性能,這是隧道防水最重要的方面?!豆匪淼涝O計規(guī)范第一冊:土建工程》

(JTG3370.1-2018)第10.2.3條提出襯砌混凝土防水等級不低于P8,適用于所

有隧道,考慮到防水等級一、二級的隧道非常重要,因此建議提升至P10以上。

第6.5.3條:止水帶的性能指標系根據(jù)《高分子防水材料第2部分:止水帶》

(GB18173.2-2014)表3的B(變形縫用止水帶)、S(施工縫用止水帶)、《鐵

路隧道防水材料第2部分:止水帶》(TBT3360.2-2014)表6等綜合制定。

第6.6.3條:高分子防水卷材的性能指標系根據(jù)《預鋪/濕鋪防水卷材》

(GB/T23457-2017)表2中P類、《鐵路隧道防水材料第1部分:防水板》(TB/T

3360.1)表2中PE類的參數(shù)綜合制定。

第6.6.4條:無紡土工布的性能指標系根據(jù)《公路工程土工合成材料第2部

分:土工織物》(JTT1432.2-2022)表3、4、5、7綜合制定。

(七)排水系統(tǒng)設計

第7.1.2條:廣西地區(qū)很多巖溶區(qū)的特點是:雨季大量降雨,通過與隧道相

連的漏斗、豎井、巖溶裂隙等迅速滲入隧道后導致隧道內(nèi)水流劇增,排水能力不

足將引發(fā)瞬時涌水、突泥,嚴重威脅隧道施工和運營安全;到了旱季,降雨量稀

少,但由于巖溶區(qū)地下巖溶管道、裂隙縱橫,四通八達,雨季降雨很快會排入地

下,無法存儲,導致嚴重旱季嚴重缺水,部分巖溶地區(qū)甚至旱季連飲用水都非常

困難,隧道運營的消防用水也嚴重缺乏。鑒于此,在這些地區(qū),將隧道中的地下

水排出后適當處理后作為隧道運營的消防用水、附近農(nóng)田用水等,不失為一種非

常好的選擇,符合國家倡導的綠色低碳交通發(fā)展理念。

第7.2.1條:調(diào)研結果表明,在廣西的巖溶區(qū)隧道排水管溝的結晶問題非常

突出。巖溶隧道管溝中的結晶,類似于日常生活的析晶污垢過程一樣,是一個復

雜的過程,不僅包括質(zhì)量傳遞、動量傳遞以及能量傳遞過程,而且通常會涉及物

理、化學反應等復雜多樣的物理化學過程。巖溶隧道所在的圍巖主要為灰?guī)r、白

云巖,巖溶地下水中溶解了大量的Ca(HCO3)2,當?shù)叵滤咏统雎队诘乇頃r,

因CO2大量逸出而形成的CaCO3化學沉淀物稱之為鈣華或石灰華,日積月累沉

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積于排水管溝表面,最終堵塞排水管道。管道被結晶堵塞減少了排水面積,使隧

道排水能力大大降低,隧道中的水流壅積在管道中或襯砌背后,水頭越來越高,

水壓越來越大,終可能導致襯砌結構開裂并發(fā)展為滲漏水,甚至頂翻路面,是巖

溶隧道中特有的病害形式。除此之外,廣西地區(qū)隧道地下水中泥沙雜質(zhì)也很多,

也是堵塞管道的重要原因之一。排水管內(nèi)泥沙堵塞和結晶一旦形成,以目前的技

術在運營維護過程中是無法清理的。國內(nèi)外針對這種問題進行了大量的研究,獲

得了一些研究成果,推薦采用的主要措施包括:加大排水管溝直徑,在管溝口設

置篦子阻止泥沙進入,采用光滑內(nèi)壁的排水管道,在排水管道內(nèi)加入高性能阻垢

劑等。

圖5-3隧道排水管結晶情況

近些年來,隨著智能機器人技術的發(fā)展,在一些市政工程中已經(jīng)開始應用管

道清淤機器人,效果較好,因此建議在巖溶水發(fā)育地段的巖溶隧道管、溝設計中

預留一些檢修接口,便于后期應用各種管道機器人清淤技術,如縱、環(huán)向管、溝

的檢查孔、檢修槽等。

第7.2.2條:該公式來源于《公路隧道設計細則》(JTG/TD70-2010)第18.3.6

條,但應注意隧道內(nèi)主排水系統(tǒng)的排泄能力取值。隧道內(nèi)預測或?qū)崪y的總水量??

實際上可以分為三個部分:第1部分是排入隧道支護結構內(nèi)部的部分水量Q?,這

部分水量一部分由隧道內(nèi)部的主排水系統(tǒng)排走,如中心水溝等,但還會有部分殘

存于隧道襯砌背后形成襯砌上的水壓力;第2部分由注漿堵水圈承受的水量Q?1,

這將在注漿堵水圈上形成水壓力;第3部分是隧道結構體外的排水系統(tǒng),如泄水

洞排出的水量Qo2。

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顯然,第1部分的水量才是主排水系統(tǒng)所需排泄是地下水。實際上主排水系

統(tǒng)的排水能力受隧道輪廓的影響不可能無限增大,當隧道內(nèi)預測或?qū)崪y的總水量

??遠大于主排水系統(tǒng)可能的最大排水能力時,就要進行注漿堵水或設置輔助排水

通道。

第7.2.4條:主排水溝采用矩形排水溝,排水面積較大,而且便于現(xiàn)澆。

第7.3.2條:本條公式系根據(jù)《公路排水設計規(guī)范》(JTGTD33-2012)的相

關內(nèi)容制定,主要考慮洞外的截水溝、排水溝主要由降雨量決定其排泄能力。

第7.3.3條:橋隧緊接地段,隧道洞內(nèi)排水可通過在橋臺中設置排水管直接

將水流排出,如圖5-4所示。

圖5-4橋隧緊接地段隧道洞內(nèi)排水形式

第7.4.1條:地下水量較大時,采用常規(guī)的排水管+中心水溝通常不能滿足要

求,建議優(yōu)先擴大洞內(nèi)中心水溝的排水斷面面積增大排泄能力,通常做法包括:

1直接擴大中心水溝面積的形式,但受限于內(nèi)輪廓、路面結構、兩側(cè)管溝以

及管溝蓋板的限制,中心水溝面積實際上有較大的限制。

2在兩側(cè)路面邊水溝下部增設盲溝,形成中心盲溝+雙側(cè)盲溝的三溝系統(tǒng),

如圖5-5所示。中心盲溝和雙側(cè)盲溝采用橫向?qū)苓B接,雙側(cè)盲溝能實現(xiàn)一定

的沉砂功能,水量過多時,可以向中心盲溝輸送一定量經(jīng)沉淀后的地下水,而且

兩側(cè)盲溝沉砂的清理相對中心水溝更為便捷。

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