公路隧道防排水设计探讨(2)

文章结合遵循欧洲(法国) 标准进行的公路隧道防排水设计, 对防排水设计理念, 尤其是有助于灭火的排水边沟与可维护性检查井等方面作了简要介绍, 希望能够对今后防排水设计有一定的启示。

中 外 公 路 第29卷

对于喷混凝土的防水作用也比较重视,喷混凝土强度比国内高,一般不低于30MPa(块体特征强度)。当隧道开挖后出现涌水或可能出现涌突水地段一般也是先采取注浆堵水,即以堵为主,堵排结合。

在欧洲一般是将电缆放置在检修道下或行车道下的管子内,管子外层用混凝土浇筑(多管道组),每隔一定距离预留一维修井,此布置方式,燃烧的火焰或流动的危险液体唯一能接触到电缆的地方就是维修井,因此,维修井的盖子要特别设计为防水型。对于检修(人行)道,因其下多设置电缆等,故其顶面要采取封闭处理,可采用混凝土或沥青混凝土铺装;目前我国检修道多采用盖板直接封闭,且电缆多是放在电缆槽内的桥架上,在抗火灾影响上,欧洲考虑得比较周全。2.2 隧道排水设计2.2.1 衬砌背后排水

隧道衬砌背后排水设计同我国类似,也是由纵向、横向、环向排水管组成,纵向排水管采用钻孔或开槽PVC管,本次招标文件规定每米管道上进水孔(槽)面积不小于30m2,土工布透水性至少相当于1 10-2cm/s,环向排水管可采用 50柔性带孔或半圆形PVC管排水。对于集中渗水的地段,先设置集水孔,安装PVC花管;对于岩石表面潮湿的区域采用半圆或圆形导管或排水板固定在岩石表面上,将水引至纵向排水管。对于可能的富水地段一般是结合地质超前钻孔打设超前排水管,超前排水管长30~40m。

另外还比较注重细节设计,如排围岩水的排水沟(管)应置于施工缝以下,且施工缝应有一个向围岩方向的倒坡,还有对排水管的包裹、排水管的连接等,为避免对纵向排水管的损坏与堵塞,先施工多孔混凝土对排水管加以保护,然后再包裹防水板、土工布等。2.2.2 行车道路面与检修道横坡要求

考虑到发生火灾时消防水的汇集以及对有害液体泄漏时有一个很好的汇集作用,行车道横坡(图2)不小于2%,当隧道内路面水很大时,一般不小于3%;

对

图3 排水边沟及虹吸井示意图

于检修(人行)道顶面也应做成向隧道内的倾斜坡度,一般取2%左右。

2.2.3 排水边沟(污水)设计

为了使运输车辆上溢出的易燃、有毒液体尽快流入排水边沟或使消防水尽快流入排水边沟中,减少溢出液体或消防水在路面上的流动时间与扩散面积,在行车道右侧(低侧)设置一连续开缝的 250~ 300mm(根据隧道坡度与流量确定)混凝土排水边沟以及与之配套的混凝土排水管,使其不仅具有排水功能,还具有防火、隔火功能。开缝流水边沟看似为连续性的,其实每隔50m是断开的,每隔50m设一倒虹吸装置,该装置的另一端又是新的一段开缝流水槽。倒虹吸装置可以阻止火焰,避免隧道内火灾通过排水边沟内蔓延。流入的液体通过虹吸管汇入排水边沟下的主排水管,流到洞外的油水分离池内,经过处理后排放(图3)。

开缝排水边沟应能够在1min内吸收5m3的液体,虹吸设备和与之匹配的主排水管应能具备排放100L/s的流量。在进行流量计算时,还应考虑竖曲线设置对纵坡的影响,当竖曲线修正后使路面纵坡很小甚至为零坡时,应适当调整水沟埋置深度,一般应保证该段水沟纵坡不小于0.4%,这就要求在纵向排水管(沟)设计中应考虑一定的空间,满足最小排水纵坡调整的需要。

2.2.4 洞口设油水分离池

在隧道的进出口(低端)外设置油水分离池(图4),将由洞内流出的污染液体传送到密封的回收槽中进行处理,避免对环境产生污染。分离池应至少可以收集200m液体的总容量(这是与车辆中所运输的最多40m3危险液体和处理事故所使用的160m3水总容量是相符的)。

2.2.5 注重排水系统的可维护性

排水系统设计一般应考虑对排水管路的维修,这在欧洲非常普遍,我国陕西省应用比较多。在法国设计多是将排围岩水的水沟设置于衬砌边墙脚或检修道下,尽可能不放在中间,这样避免了设置过长的横向排3

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