百色公路隧道工程防滲漏防火措施討論

黃卓宇

（百色市開發(fā)投資集團(tuán)，廣西 百色 533000）

百色公路隧道工程防滲漏防火措施討論

黃卓宇

（百色市開發(fā)投資集團(tuán)，廣西 百色 533000）

文章通過對百色公路隧道滲漏水和火災(zāi)的危害的進(jìn)行分析，從多個角度詳細(xì)探討了針對滲漏水和火災(zāi)的有效防范措施，為后續(xù)的百色公路隧道的設(shè)計、施工和維護(hù)提供研究提供參考和借鑒。

公路隧道；滲漏水；火災(zāi)；防治措施

公路隧道作為公路交通的咽喉，是高速公路或城市快速路、主干路的關(guān)鍵節(jié)點工程，在交通路網(wǎng)中的作用越來越重要。同時，隧道路段不僅是交通事故的易發(fā)路段，而且隧道內(nèi)滲漏和火災(zāi)事故往往后果嚴(yán)重，并且難于處理。

百色市位于廣西西部即桂西地區(qū)，大地構(gòu)造位于揚子準(zhǔn)地臺與華南褶皺系結(jié)合部位，右江大斷裂自西北向東南貫穿本區(qū)，區(qū)域構(gòu)造稱為右江再生地槽，而該區(qū)域又處于濱太平洋—喜馬拉雅兩大構(gòu)造的復(fù)合部位。由于特殊的地理位置和特殊的地質(zhì)構(gòu)造，造成百色市境內(nèi)地層褶皺發(fā)育，斷層發(fā)育，主要有石牙、溶溝、溶洞、漏斗、落水洞、巖溶管道、溶蝕裂隙、暗河等，且地表水補給迅速，而公路隧道的主要部分處在山體或地表下，如防護(hù)措施不到位，會出現(xiàn)滲水、漏水、襯砌破裂等危害，一旦發(fā)生以上事故將導(dǎo)致人員傷亡、設(shè)施毀壞、交通中斷，甚至造成環(huán)境破壞，造成無法估量的經(jīng)濟(jì)損失。本文以百色公路隧道為研究對象，分析各類公路隧道滲漏和火災(zāi)的原因，提出切實可行的防滲漏和防火的措施，為今后百色其他公路隧道設(shè)計和建設(shè)提供參考依據(jù)。

（一）公路隧道滲漏和火災(zāi)危害

1.公路隧道滲漏危害

（1）滲漏水銹蝕和影響公路隧道內(nèi)線路等設(shè)備的運營。滲漏水長期腐蝕隧道內(nèi)的電氣設(shè)備，縮短線路設(shè)備的使用壽命，增加維修費用。比如影響電源線、導(dǎo)線和絕緣子等設(shè)備的安全運營，引發(fā)設(shè)備失效、短路、跳閘、漏電、斷電、照明故障，甚至?xí)鸹馂?zāi)或造成人員觸電事故。

（2）由于百色地區(qū)雨季降雨量大，如果發(fā)生滲漏水后，積水排泄不及時，長期侵蝕隧道路面，形成路面坑洼不平，會引發(fā)過往車輛打滑、空轉(zhuǎn)、側(cè)翻，追尾等造成安全事故。滲漏水長期浸泡引發(fā)路基下沉、基地裂損、翻漿冒泥等病害。

（3）滲漏水促使混凝土襯砌風(fēng)化、剝蝕、脫落，降低壽命，對襯砌危害極大，酸性液體、鹽堿性液體以及襯砌材料質(zhì)量等因素都會減短襯砌的壽命。長期的滲漏水會溶解、侵蝕襯砌內(nèi)的混凝土，造成襯砌的承載能力和抗震能力的降低，增加了公路隧道的維護(hù)費用。滲漏水還會軟化圍巖，引起圍巖變形。

2.公路隧道火災(zāi)危害

（1）隨機性大。隧道火災(zāi)發(fā)生的時間、地點、規(guī)模、形態(tài)等都具有很大的隨機性。

（2）汽車起火爆發(fā)成災(zāi)的時間一般為5～10min，并且公路隧道的管道、風(fēng)道以及斜洞本身的結(jié)構(gòu)特性都十分有利于火災(zāi)的蔓延，如果在發(fā)生火災(zāi)時未能及時控制通風(fēng)設(shè)備，會加快助長火災(zāi)蔓延。火災(zāi)產(chǎn)生濃煙積聚不散，公路隧道無窗戶，出入口少，迅速充滿全洞，造成缺氧和能見度降低，人員疏散困難。同時，地下工程密閉條件好，熱量不易散出。火勢猛烈階段，溫度可達(dá)1000℃以上，上千度的高溫會使隧道內(nèi)外的石頭飛崩，嚴(yán)重的地方拱板坍塌，造成嚴(yán)重的后果，見表1。

表1 公路隧道火災(zāi)時溫度變化與損壞程度

（3）隧道發(fā)生火災(zāi)時可能將隧道照明系統(tǒng)破壞，隧道出入口少，通道狹窄，以及濃煙、高溫、缺氧、有毒、視線不清、通信中斷等原因，大型滅火設(shè)備無法進(jìn)入，救人、滅火難度較大。因此經(jīng)濟(jì)損失大，人員傷亡多。

（二）公路隧道滲漏防范措施

防滲漏是公路工程項目中不可回避的一個問題，做好防滲漏工作，可以延長公路隧道工程項目的使用壽命，強化公路隧道工程構(gòu)建的使用功能，減少公路隧道工程維護(hù)成本。公路隧道工程中的防滲漏措施一下幾點：

1.注漿處理

對巖體完整、其結(jié)構(gòu)性能可保證開挖安全，但大面積淌水流量大于控制排水量，且預(yù)測地下水壓力較小時，實施開挖后全斷面徑向注漿，為保證襯砌拱頂厚度及襯砌與巖面密貼，加強防水效果，在襯砌混凝土的拱頂部位變更增加了預(yù)埋注漿鋼管（不穿透防水板，間距25m），沿縱向自低向高依次進(jìn)行了注漿處理。根據(jù)施工條件，通過試驗確定使用水泥漿液配比可見表2。

表2 注漿材料漿液配比

2.防水滲漏新材料的應(yīng)用

（1）LW/HW水溶性聚氨酯化學(xué)注漿液

水溶性聚氨酯化學(xué)注漿液具有良好的親水性，遇水可分散、乳化而凝固，適用于潮濕或帶水部位的防滲堵漏處理。LW水溶性聚氨酯的固結(jié)體是一種彈性體，伸長率達(dá)300%；而且遇水會膨脹，其體膨脹率達(dá)250%，具有彈性止水和以水止水的雙重功能。尤其適用于變形縫的處理。HW水溶性聚氨酯的可灌性好、強度高。

（2）凱利特堵漏寶

凱利特堵漏寶具有快凝、快硬、快速止水堵漏，抗?jié)B防裂、永久防水等特點，與新老混凝土、磚、石、鐵皮基層粘結(jié)牢固，可帶水作業(yè)，防火、無毒。

（3）IP-11

IP-11以多氰酸酯和多羥基聚醚進(jìn)行聚合化學(xué)反應(yīng)生成的高分子化學(xué)注漿堵漏材料。對建筑物結(jié)構(gòu)之滲漏水有立即止漏的效果，可用于地鐵隧道、裂縫、施工縫、伸縮縫等止漏工程。

3.公路隧道襯砌防范措施

（1）公路隧道襯砌損害整治措施

公路隧道襯砌損壞的修復(fù)復(fù)雜艱巨，要綜合分析造成其損壞的原因，制定合理、高效的治理辦法。主要采用加固圍巖，結(jié)合襯砌固化的辦法，現(xiàn)階段主要采用注漿加固、補強結(jié)構(gòu)和重建等方法。對于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的圍巖可應(yīng)用注漿加固法，緩解襯砌的受力情況；加固襯砌結(jié)構(gòu)可采用補強結(jié)構(gòu)法，加強襯砌的承受能力；對于襯砌損壞嚴(yán)重的情況，要進(jìn)行拆除重建。

（2）公路隧道襯砌侵蝕防治措施

針對襯砌的侵蝕情況，做好工程勘測，了解當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、水文情況，查明侵蝕媒介的源頭及成分，結(jié)合對襯砌的侵蝕程度，合理補救。侵蝕的原因主要有是腐蝕介質(zhì)、易腐蝕物、地下水的流動，可采用密實性、防水性的材料進(jìn)行襯砌的構(gòu)造，避免腐蝕介質(zhì)的侵蝕，可以通過排水渠解決相應(yīng)問題。

（三）公路隧道火災(zāi)防范措施

1.公路隧道的固定消防措施

噴淋滅火系統(tǒng)分為消火栓系統(tǒng)、水成膜泡沫滅火系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)及泡沫-水噴淋系統(tǒng)。在整條隧道內(nèi)，每隔一定的距離提供一個應(yīng)急點（100～200m）。每個應(yīng)急點有一個電話，兩個滅火器和一個消防栓以供應(yīng)急使用。水噴霧滅火系統(tǒng)具有滅火減煙功能，同時用水量少、管道細(xì)小、消防供水排水簡單等優(yōu)點。

2.防火新材料的應(yīng)用

（1）空心玻璃微珠改性丙烯酸

添加空心玻璃微珠可改變非膨脹型丙烯酸乳液涂料的防火性能，當(dāng)空心玻璃微珠用量為6%時，火焰?zhèn)鞑ラL度和背火面溫度較未添加之前分別下降約30%和15%。空心玻璃微珠屬于無機材料，其防火性能主要源于其物理隔熱作用。當(dāng)用量適宜時，空心玻璃微珠可在材料表面形成完整的覆蓋層，其優(yōu)異的中空隔熱結(jié)構(gòu)可提高涂料的防火性能。

（2）噴射無機纖維防火材料

人造無機纖維有硅酸鋁棉、礦棉、巖棉和玻璃棉等。硅酸鋁棉是石英和氧化鋁混合熔化噴絲成型的產(chǎn)物；礦棉、巖棉是玄武巖或輝綠巖熔化噴絲成型的產(chǎn)物；玻璃纖維是生產(chǎn)玻璃的原料在高溫下熔化噴絲成型的產(chǎn)物。這些纖維直徑都很細(xì)，僅幾個微米，外觀形狀和棉花相似。這些材料保留了原來材質(zhì)熔點高、耐高溫、不燃、不產(chǎn)煙、耐候、性能穩(wěn)定等優(yōu)良特性，同時又具有新的優(yōu)良特性，如容重輕、有柔性、導(dǎo)熱率低、吸聲及可再成型等。

（3）單組分無機非膨脹涂料

單組分非膨脹涂料的主要組成包括粘結(jié)料，阻燃劑、輕質(zhì)填料，纖維，聚合物，填料以及其他助劑，如緩凝劑、促進(jìn)劑、纖維素醚、引氣劑等。可再分散乳膠粉對輕質(zhì)砂漿的改性作用以及在輕質(zhì)保溫砂漿等得到廣泛的應(yīng)用和認(rèn)可。它在提高輕質(zhì)砂漿的粘接強度、耐水強度、耐凍融循環(huán)、抗壓強度、施工性和后期防開裂性等均有很大的提高。

3.公路隧道交通管理系統(tǒng)

公路交通隧道一般交通流量大，在各種緩解交通的措施中，避免交通堵塞是在發(fā)生火災(zāi)時減小風(fēng)險的主要措施。而避免交通堵塞的最佳方案是采用交通管理系統(tǒng)[5]。采用交通管理系統(tǒng)的優(yōu)點，不僅是緊急情況時所采用的應(yīng)急措施，而且可用一般情況下的隧道風(fēng)險補救措施，其有效性隨時得到測試和檢驗。采用交通管理系統(tǒng)可以從根本上避免重大災(zāi)難事故的發(fā)生。

（四）結(jié)語

隨著百色經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展，公路隧道事業(yè)也將持續(xù)、快速、蓬勃發(fā)展，修建山區(qū)高速公路、城市道路中的大而長、多系統(tǒng)復(fù)雜公路隧道工程將成為百色今后公路建設(shè)中一個重要的項目，為了完善和提升百色路網(wǎng)交通能力，改善交通狀況，只有保證其安全性才能保證其高效、舒適、經(jīng)濟(jì)地為人民的經(jīng)濟(jì)生活服務(wù)，相應(yīng)的防滲漏防火災(zāi)工作也必須及時跟上。只有在不斷落實科學(xué)發(fā)展觀的基礎(chǔ)上，實行科學(xué)管理，構(gòu)建、完善防護(hù)預(yù)警措施，才能及時、快速、簡便而又規(guī)范地指導(dǎo)隧道防滲漏防火災(zāi)，確保公路隧道安全運營，有效維護(hù)隧道在設(shè)計使用年限內(nèi)的安全使用。

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U459.2

A

1008-1151(2011)05-0072-02

2011-02-15

黃卓宇（1983－），男，百色市開發(fā)投資集團(tuán)助理工程師。