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原文传递隧道复合式防排水系统的设计、试验及工程应用

论文题名：	隧道复合式防排水系统的设计、试验及工程应用
关键词：	隧道工程;防排水系统;渗漏水;局部堵塞;水压力;支护体系
摘要：	随着隧道工程的不断建设发展，越来越多的隧道在施工运营过程中，由于防排水系统劣化不能发挥应有的功能，导致隧道遭受到地下水不同程度的危害，出现渗漏水现象。而随着越来越多的隧道投入使用，隧道防排水系统劣化引发的问题，影响范围必将越来越广，处治难度也会越来越大。待衬砌出现渗漏水现象之后再开展防治工作，在很大程度上已不是未雨绸缪，而是亡羊补牢。　　本文依托宁波市交通运输科技项目：新型复合式隧道防排水系统的研发与应用（201906），首先通过现场调研，介绍了当前隧道中主要采用的防排水材料以及存在的缺陷，分析了渗漏水的成因。并针对这一现状，提出了一种在隧道防水板与二次衬砌之间增设排水板的复合式防排水系统，该系统能在排水盲管堵塞及防水板开裂后继续排水，改善衬砌背后水压状态，有效减少衬砌渗漏水现象。通过室内排水试验、缩尺模型试验及现场试验相结合的方法，探究了排水板的排水性能，研究了复合式防排水系统在不同工况下的排水能力和水压力分布规律等，主要工作及结论如下：　　（1）隧道渗漏水成因分析：通过现场调研，对公路隧道防排水系统中通常采用的防水材料和排水材料进行了总结，指出了当前防排水系统中在实际工程中存在的缺陷（如盲管堵塞、防水板开裂等），并结合27座公路隧道的现场检测结果，对由此引发衬砌开裂、渗漏水等病害进行了统计分类，并总结分析了渗漏水的主要成因。　　（2）隧道复合式防排水系统开发：防水板开裂为地下水运移提供了渗水通道，盲管局部堵塞则是加剧了渗漏水的发生，针对这一原因导致的渗漏水，设计了一种在防水板与二次衬砌之间增设排水板的复合式防排水系统，该防排水系统具有可调节、抗淤堵、易维护的特点。　　（3）隧道复合式防排水系统试验研究：对复合式防排水系统中所增设的排水板展开了研究，采用自主研制的排水性能试验装置，测试了不同排水板和土工布的排水能力和抗淤堵能力，并根据试验结果研究了不同排水板的排水特点。根据相似理论，基于满足渗透系数相似比为核心的支护体系，研制了隧道三维可视化渗流模型试验系统，试验过程中记录了正常排水和局部堵塞工况下的排水量和水压等数据，对比分析了复合式防排水系统和常规防排水系统在不同工况下的水压力分布情况以及渗漏水治理过程中水压力的变化规律。　　（4）隧道复合式防排水系统工程应用：选取宁波市境内某隧道典型区段开展了复合式防排水系统的工程应用，设置了2种不同排水板（凸壳型排水板和毛细型排水板），对衬砌背后水压力及支护压力进行了现场监测，并根据现场试验结果评价了复合式防排水系统的实际应用效果。　　复合式防排水系统可为后续隧道排水系统的设计、施工和运营提供借鉴和参考，为隧道渗漏水防护治理提供了一条新的思路，可逐步推广应用于同类工程，论文研究成果对保障隧道长期运营安全具有重要的指导作用，具有较大的经济价值和社会效益。
作者：	鲍彤
专业：	建筑与土木工程
导师：	陈立平;张素磊
授予学位：	硕士
授予学位单位：	青岛理工大学
学位年度：	2021