隧道防排水技術淺析

關鍵詞公路隧道 防排水 滲水處理

一.工程概況

深圳市水徑村至官井頭高速公路延長段工程為深圳至龍崗的第二通道。沿線設雞公山隧道一座，位于清水河小坑水庫以北，深圳元平特殊教育學校以西一帶的雞公山段。山嶺走向與構造走向基本一致，山頂標高175m，線路與雞公山頂最大高差為97m，隧道頂部有凹洼地形，地表排泄條件較差，降雨時形成的地表水一部分存留在洞頂，水份不斷滲入地下，加之山體圍巖節理發育，徑流較快。

隧道采用雙洞分離式設計，單洞單向三車道。設計車速隧道內80km/h，隧道外120km/h，開挖跨度11.7m，行車道寬度10.0m（2×3.75+2.5m），凈高5.0m。

沿線基本為侏羅系地層，單斜構造，總體巖層產狀為N10~25° W/NE25~30°左右。洞線上未見有斷裂分布，但節理裂隙發育，局部圍巖劈裂也較發育。隧址地段分布的地層相對復雜，除覆蓋層為第四系坡殘積層（局部為填土）外，其下為中侏羅系沉積巖及加里東期侵入巖。

二.隧道防排水設計

隧道工程的防排水處理，是關系隧道工程使用壽命、隧道工程使用效果的問題，歷來是隧道防排水施工難以解決的問題；結合本工程地下水量相對較多的特點，防排水施工設計原則為“以防為主，防排結合，綜合治理”，基本解決了這一難題。其做法是：

1．截水：在隧道洞門及邊仰坡后做好洞門天溝，將山體水流引排至洞門兩側的排水管涵，經涵管排至路基外的河谷。

2．防水：隧道采用復合式襯砌，C25、S8抗滲混凝土；在拱墻泄水孔以上初支與二襯間滿鋪350g/m2無紡布＋1.2mm PVC防水板復合防水層；沿隧道縱向埋設Ф50mm軟式透水盲管，間隔一定間隙設置橫向Ф50mmPVC泄水管，見圖一示。

3．排水：隧道內設雙側排水溝，與洞外排水系統相連，將洞內積水排出洞外。

三.隧道防排水施工

隧道防水結構采用PVC復合防水板和S8抗滲混凝土，設置防水板是保證隧道防水功能的重要措施。以下簡要介紹雞公山隧道的防水施工措施。

1．防水層施工

⑴ 材料：聚氯乙稀PVC板，密度1.4g/m3，斷裂申長率200%，耐酸堿性穩定，不透水。

⑵ 施工準備

鋪設防水卷材的專用臺車已就位，試運轉正常。其它小型機具準備就緒。

⑶ 防水板鋪設

① 凈空滿足設計要求；

② 復合防水板外觀質量檢查合格，其拉伸強度、斷裂伸長率，撕裂強度均需滿足設計要求，無局部翹起、鼓包、光滑平整，人力整體扯拉時無裂口現象，復合防水板、土工布等材料滿足需要；

③ 防水板的張掛：采用自制防水板鋪設臺車張掛；

④ 每循環所需防水板按要求卷成形，用人工配合裝載機舉開到鋪設臺車上，然后按隧道中線向兩邊伸展鋪設；

⑤ 在防水板鋪設前，按縱向環間距0.8~0.9m在巖面上射釘式安裝羊角釘或自制的U型釘，防水層鋪設采用吊帶鋪掛，不允許用釘子將卷材釘在噴射混凝土表面上，鋪掛點壁面每平方米不少于1個；

⑥ 防水板后部端頭與前一副已掛好的部分端頭進行現場焊接，依次類推，焊接縫寬10厘米，塊體之間采用雙接縫熱熔工藝。在洞內粘拼焊接時，自拱頂起向下對稱施焊，做到邊焊接邊滾壓平實，洞內卷材拼縫離襯砌施工縫1m以上。350g/m2針刺無紡土工布鋪設面積與橡膠卷材等同，其拼幅也宜環向自上而下對稱。張掛時，確保有一定的富余長度，板的長度比噴射混凝土輪廓線長度大10%以上；

⑦ 為使防水板盡量和巖面密貼，沿隧道環向架立Φ22的螺紋鋼筋，間距2m，鋼筋下端錨固于邊墻基座上，鋼筋尖部用布包好，以免劃破防水板；

⑧ 施作Φ20頂撐筋。在鋪設張掛完成后并經監理工程師檢查確認無破損后，即用每3m一道的Φ20環向頂撐筋頂牢。

⑷ 防水板鋪設施工工序

⑸ 防水板施工作業要求及注意事項

① 基面處理：塑料防水板在初期支護基本穩定并經驗收合格后進行鋪設，鋪設前必須對初期支護進行找平，確保凹凸部的失跨比小于1/6，對外露的鋼筋管頭、鋼筋頭以及其它的尖銳物全部切除，用水泥砂漿抹平，鋪設防水板時，巖面必須處理圓順，使之能與巖面密貼而且不會造成防水板的損壞；

② 防水板拼幅時，一定要順直，確保接頭焊接牢固可靠；

③ 防水板鋪設：在巖面或初期支護上射釘式安裝羊角釘或U型釘，間距：拱部0.5m～0.7m，側墻1.0m～1.2m，在凹凸處適當增加；

④ 鋪設時需要有一定的松弛度，不必張拉的太緊，使灌筑混凝土板面與噴射混凝土面能密貼；

⑤ 防水板的焊接是防水施工的關鍵工藝，不得出現漏焊或跳焊現象，防水板之間的搭接焊縫必須嚴密、連續。防水板焊接后，必須仔細檢查，看是否有漏焊，發現破損漏焊時及時修補，修補后的防水板不影響使用效果；

⑥ 防水板施做時，對于單洞水流或大面積涌水的場合，要用排水管進行引排才能鋪設防水板。必須保證初期支護基面無積水、無滲漏。

⑹ 質量檢查

防水板鋪設完后應做全面檢查，檢查防水板有無未修補的缺陷，檢查防水板與基面是否密貼，檢查接縫是否有漏粘現象等。檢查合格報監理工程師批準簽字后可進行砼澆注施工，并注意在二次襯砌時，不得損壞防水板，如發現板面有剌破、斷裂時應及時修補。

2. 點面滲漏水處理

初期支護噴射混凝土封閉后，在涌水量較大的地段，并不能完全阻斷地下水外滲，在雨季甚至會出現連續滲漏現象，為確保防水層施工質量以及后期不出現滲漏水，必須對這些地段地下水進行引流。

⑴ 有限點滴水

對于滲漏較大的點采用沿隧道徑向打打孔，裝入1.5m長帶孔填充海綿塑料管，管頭外露于初期支護混凝土面4～5cm，外露部分與排水盲管連接，將水流引至縱向排水盲管進行排出。連接部位用水泥砂漿覆蓋抹平，具體布置見圖二示。

⑵ 大面積涌水處理

大面積涌水主要出現在巖層斷裂和地表覆蓋層較薄地段。雞公山隧道左線ZK2+890~ZK2+920段，有多道粉質泥巖夾層，裂隙發育，開挖時水流較大，初支格柵并噴射混凝土封閉后仍有大面積滴水，為防止復合襯砌后隧道發生滲水現象，進行了如下處理。

① 對于滲漏較大的點采用沿隧道徑向打打孔，裝入1.0m帶孔填充海綿的塑料管；

② 沿各點連線向下方向在初支混凝土面鑿4×4cm矩形小槽，槽內填入海綿條，將Φ50mm的pvc排水管沿中線剖開，凹部向內卡住槽口，沿隧道輪廓線將水流導入縱向排水盲管排出；

③ 將PVC排水管表層噴射混凝土封閉，為防止噴射混凝土脫落，噴射厚度適當加大。具體布置見圖二示。

④ 施作過程中，為防止出現排水管線堵塞現象，在PVC管連接點采用防水布覆蓋，再施作噴射混凝土。

此區段在如此處理后仍有少部滲水現象，但是在施作防水板和二襯之后，相對部位沒有出現任何水漬，說明引排水達到了理想效果。

四.結束語

雞公山隧道二次襯砌在2003年11月18日全面結束，至今未出現任何滲水、漏水現象，達到了設計和規范要求，取得了建設單位和監理單位的好評。

隧道工程結構防水是一項綜合工程，應考慮多道防線、層層設防。在水量較大處，首先進行地層超前注漿，加固地層，增大地下水流動阻力；其次噴射混凝土封閉巖面，在混凝土面設盲管引排；鋪設防水層，施作防水混凝土，在襯砌背后回填注漿，并對施工縫、變形縫進行處理，以形成多道防線，從而達到理想的防水效果。

參考書目

1.關寶樹《隧道工程施工要點集》 人民交通出版社.2003

2.黃成光于敦榮《公路隧道施工》 人民交通出版社.2001