本技术提出一种钻爆法海底隧道防排水系统施工方法及系统,防排水系统包括设置于初期支护和土工布之间的第一排水结构、设置于土工布和防水板之间的第二排水结构、设置于防水板和二次衬砌之间的第三排水结构、纵向排水盲管、纵向排水盲管检修井,第一排水结构与纵向排水盲管检修井连通,第二排水结构与纵向排水盲管连通,第三排水结构与纵向排水盲管检修井连通,纵向排水盲管与纵向排水盲管检修井连通;本发明的防排水系统通过多条排水通道协同工作,形成一个高效的排水网络,抗於堵、排水性能强,减少地下水在隧道排水系统中的滞留时间,进而减缓土工布以及隧道排水管道的劣化速度,提升隧道防排水系统整体的耐久性。
背景技术
地下空间开发向海底空间开发迈进,越来越多的海底隧道工程被大规模兴建。从经济发展角度和交通长远规划角度来讲,海底隧道是沟通海域两岸产业经济的重要交通途径,促进两岸协同发展。但海底隧道工程修建难度较大,因为海底隧道位于饱水的海底地层中,可有无限水体向隧道空间补给,随着渗水量的增加,会引起支护结构荷载增大,进而增加隧道施工期突涌水以及运营期渗漏水的发生。
对于采用钻爆法施工的海底隧道,施工阶段所产生的爆破振动会造成围岩注浆体以及喷射混凝土的渗透性增大,进而引起隧道的入渗水量增加。地下水在渗流的过程中,不断对喷射混凝土结构产生侵蚀,其中携带的泥沙等颗粒在进入隧道排水系统后会引起排水系统中土工布以及排水盲管的於堵,进而引起排水速度降低,入渗水量增加和排水速度降低这两大因素共同导致支护结构所承受的荷载增大,进而促使支护结构产生裂缝,并最终可能引发渗漏水病害。钻爆法海底隧道防排水系统面临着严峻挑战,主要表现为土工布堵塞老化失效、排水盲管严重堵塞以及防水板失效等问题。这些问题在隧道的长期运营中将加剧排水系统的性能退化,极大削弱其排水效能,进而导致隧道衬砌背后水位急剧上升,增加二次衬砌长期荷载,诱发隧道结构裂缝的衍生和扩展,严重威胁海底隧道运维安全。近年来,海底隧道运营期渗漏水事故频发,海底隧道运营阶段的渗漏水处理具有高难度和复杂性的特点,大大增加了运营阶段的排水费用。
中国专利202420313907.2公开了一种富水隧道初期支护排水结构,其特征在于;包括环向排水管、无纺土工布、防水板、纵向排水管、初支混凝土,所述环向排水管沿隧道横断面铺设至拱脚处,分为导流段、渐变段以及集水段,导流段采用半管铺设,渐变段由半管逐渐变为整管,集水段采用整管铺设并与纵向排水管相接,所述环向排水管安装于围岩壁上,并在局部铺设无纺土工布以及防水板且浇筑初支混凝土。
中国专利202222713189.1公开了一种富水地段的隧道防排水系统,包括隧道主体部,所述隧道主体部包括隧道初支与二次衬砌,所述隧道主体部的侧部和顶部形成拱墙,在所述拱墙对应的所述隧道初支与二次衬砌之间设有排水层,所述排水层包括过滤层和防排水层,所述隧道初支、过滤层、防排水层和二次衬砌依次设置,所述防排水层包括:板主体和板凸起,所述板凸起的数量为多个,且多个所述板凸起分布于所述板主体靠近所述过滤层的一侧,所述板主体整体为板状。
中国专利202322083308.4公开了一种富水隧道排水系统,排水系统设置在隧道一次衬砌和二次衬砌之间,包括:环向排水管,环向排水管沿隧道内壁的周向延伸,环向排水管的两端分别延伸至隧道的拱脚处;纵向排水管,两个纵向排水管分别位于隧道的两个拱脚处,并沿隧道的走向延伸;横向排水管组,两组横向排水管对应分别位于隧道的两个拱脚处,每组横向排水管组包括多个横向排水管,多个横向排水管与多个环向排水管一一对应,并接长至隧道的排水沟。隧道排水系统通过横向排水管将隧道渗透水延伸至隧道路面两侧的排水沟内。
上述现有技术针对富水区域的防排水系统进行了设计,虽然均提高了隧道排水系统的排水性能,但通过我们实地调研发现,隧道排水系统中的土工布於堵、泄水管堵塞以及二次衬砌开裂渗水现象频发,上述现有技术均没有考虑土工布於堵老化失效、排水盲管严重堵塞以及防水板开裂失效后如何有效进行隧道排水的问题。
现行隧道防排水系统在应用于海底隧道工程时,隧道排水系统已经出现了土工布於堵、纵向排水管堵塞、横向泄水孔堵塞等问题,导致隧道排水系统的排水性能严重降低,增大隧道结构的安全隐患。因此,亟需研发一种抗於堵、排水性能强的海底隧道防排水系统施工方法及系统,提高隧道防排水系统整体耐久性。
实现思路