分水關隧道防排水施工技術

何文峰 高建英

1 工程概況

分水關隧道是福建省至江西省上饒市高速公路上的隧道，隧道進口處位于福建與江西交界的武夷山分水嶺，出洞口位于江西武夷山山麓部位。它是一座上下行分離的四車道高速公路隧道，建筑限界凈寬12.25 m，起訖樁號為左洞ZK300+000～ZK300+ 722.4，長2 722.4m，右洞YK300+000～YK300+715，長2 715m。左、右線隧道縱坡均為-1.421%。隧道沿線春夏降雨集中，植被發育，地形起伏，溝谷間地表小溪發育。隧道沿線均為燕山早期花崗巖，分為全風化、強風化、弱風化、微風化花崗巖。隧道區段斷裂構造發育，孔隙水含量豐富。部分巖體破碎，發育深度大，裂隙水較豐富。地下水主要接受大氣降水和溪水補給。

根據隧道所處的地形地貌、工程地質和水文條件，隧道在施工掘進中的防排水工作顯得尤為重要。隧道防排水應遵循“以防為主，排、截、堵結合，因地制宜，綜合治理”的原則，保證隧道結構物和營運設備的正常使用和行車安全。

2 洞外排水

1)勘探用的坑洼、探坑等應回填黏土，并分層夯實。2)對于隧道頂面上的小溪，在左洞左側至右洞右側各不小于50 m的距離內，分別做漿砌片石水溝，溝底水泥砂漿抹面，以防止溪水下滲至隧道。3)在離洞口仰坡坡頂大于5 m處開挖截水溝并用漿砌片石砌筑，將地表水排到隧道穿過的地表外側，防止地表水的下滲和對洞口仰坡沖刷，并與路基邊溝順接成排水系統。

3 洞內排水

3.1 上臺階掘進排水

在隧道左、右洞套拱拱腳處各布設兩根導水管，將水引出洞外。導水管材料采用φ108無縫鋼管，每根導水管長度不小于60 m，導水管按15 cm間距半圓180°打孔，用土工布包裹，防止泥砂堵塞管口。當洞內滲水較大，局部存在承壓滲水噴出，使隧道成洞困難，則在掌子面前進方向外側底部增設1根超前導水管，將水引出山體。每根導水管長20 m，當洞內滲水地段較長時則每隔15 m增設1根，導水管與隧道軸線成10°～15°夾角，導水管材料用φ75 PVC管，按15 cm間距上半圓210°打孔，留1 m實管不打孔，導水管需用土工布包裹。

3.2 路面基層排水

為了防止路面地層地下水上升到路面影響行車安全，在路面平整層下每隔10 m布設1根7 m長的φ50 HDPE打孔波紋橫管，安放坡度與路面橫坡度相同為2%。靠近橫管底端，布設兩根φ160雙壁打孔(上半圓180°)波紋縱向排水管，外包土工布，縱向貫通，橫向管與縱向管用三通連接，橫向管的水流入縱向管，由縱向管排出洞外。

3.3 襯砌排水

1)環向排水盲管。在初期支護完成后，每隔5 m布設1根φ50 HDPE透水環向盲管，部分圍巖滲水較大時，每隔3 m布設1根。環向排水盲管的作用是在初期支護噴射混凝土與防水板之間提供過水通道，并使之下滲匯到縱向排水管。用管箍將環向排水管固定在初期支護層面上。2)縱向排水管。縱向排水管采用φ100 HDPE上圓(210°)打孔波紋管，整條隧道貫通。安裝時縱向排水管坡度與隧道路面坡度相同，并用管箍將縱向排水管固定在初期支護層面上，再用三通管與環向排水盲管相接。3)橫向排水管。橫向排水管位于襯砌基礎和路面的下部，布設方向與隧道軸線垂直，是連接縱向排水盲管與排水溝的水力通道。采用φ100 HDPE無孔波紋管，每隔5 m設1根，施工中先在縱向盲管留三通管接頭，當電纜溝和排水溝施工時將橫向管接通至排水溝，保證縱向排水盲管與排水溝水路暢通。

3.4 路面排水

路面通過2%單向橫坡將水排至污水溝，由污水溝排至洞外污水池中。排水溝將襯砌背后滲水排至洞外路基水溝中。污水溝和排水溝坡度與路面縱坡相同。

4 洞內防水

4.1 襯砌防水層

防水層采用1.2mm的PVC防水板與無紡土工布(350 g/m2)復合而成的防水板材料，復合防水板的作用是將地層滲水拒于二次襯砌之外。1)初期支護基面處理。復合防水板鋪設前必須對初期支護基面進行處理，要求噴射混凝土大致平整，無大的明顯的凹凸起伏。基面不得有鋼筋、凸出的管件等尖銳凸出物，否則要進行割除。防水板施工時不得有明水，如有明水應用不透水薄膜或塑料排水盒進行排水。2)復合防水板的施工。防水板應超前二次襯砌10 m～20 m施工，在兩側矮邊墻部位防水板應縱向鋪設，且繞縱向排水管向內卷曲高達0.5 m以上，其作用是使從上部流下之水全部流入縱向管內，同時矮邊墻混凝土施工時不致堵塞縱向管。在矮邊墻部位初期支護基面上，根據防水板的掛線間距，用小錘將水泥釘打進混凝土基面里，剩下1 cm時，將復合防水板與之相對應的懸掛點的繩子與水泥釘栓牢后，繼續敲水泥釘直到與初噴面相平，這樣就可將矮邊墻部位防水板掛好。隧道拱部和曲邊墻部位防水板應環向鋪設，鋪設前用簡易自制臺架先行試鋪，并加以調整。用紅彩筆在噴射混凝土拱頂正確標出隧道中心線，將防水板的中心線與之對齊，打水泥釘吊掛拱部防水板，水泥釘間距為拱部0.5 m，側墻1.0 m。拱部防水板掛好后，再沿環向兩側由上而下進行鋪設，邊鋪邊將防水板預留繩綁掛在水泥釘上，將水泥釘打平初噴面。鋪掛時留有足夠的富余量，保證足夠的松弛度，襯砌時才能使防水板與噴射混凝土密貼。鋪設防水板要調整好兩幅防水板之間的搭接寬度不小于10 cm，鋪掛兩幅后就可以用熱合機進行焊接，兩側焊縫寬應不小于2.5 cm。防水板下部插入矮邊墻防水板后面。

4.2 止水帶的施工

該隧道施工所用二襯模板臺車為10 m長，因而每10 m設置一條施工縫，在襯砌結構變化處及連續Ⅳ，Ⅴ級圍巖中每40 m設置沉降縫，兩側小矮墻部位設置兩條縱向水平施工縫。縱向水平施工縫用背貼式止水帶止水。環向施工縫和沉降縫用背貼式止水帶緊靠防水板用擋頭板固定，背貼式止水帶寬30 cm，一半在模內一半在模外，止水帶搭接長度為10 cm。在二次襯砌施工縫斷面中間設置遇水膨脹式止水條，在沉降縫斷面中間，設置遇水膨脹橡膠止水帶。在施工縫安裝止水條時，先在混凝土上按止水條形狀預留凹槽，澆筑后再安裝止水條，并涂刷界面劑。

在沉降縫安裝止水帶時(見圖1)，其安裝工藝如下:1)沿設計襯砌軸線每隔0.5 m鉆一φ12的鋼筋孔。2)將制成的鋼筋卡，由待灌混凝土一側穿入另一側，內側鋼筋卡卡緊止水帶之一半，另一半止水帶緊貼在擋頭板上。3)待混凝土凝固后拆除擋頭板，將原貼在擋頭板上的止水帶拉直后，彎曲鋼筋卡套卡緊另一半止水帶即可。

4.3 襯砌防水混凝土

隧道的混凝土襯砌，既是外力的承載結構，也是防水的最后一道防線。該隧道二次襯砌混凝土添加防水劑采用HEA抗裂型防水劑，摻量為水泥用量的8%。首先澆筑1模～2模矮邊墻混凝土，然后再用二襯臺車澆筑拱部及曲面墻混凝土。

防水混凝土施工時應注意以下幾點:1)混凝土拌和時要嚴格按配合比施工。2)灌注時兩邊側墻應分層平衡施工，每灌一層，應用振搗器搗固密實。3)為了拱圈封頂密實，在二襯臺車頂部預留3個作業窗口，用輸送泵直接給壓把混凝土壓入拱圈頂，當輸送泵的工作壓升到正常工作壓2倍時停止加壓，并把作業窗口封閉。然后再把混凝土輸送軟管接到下一個窗口，直到全部作業窗口混凝土都壓完畢。

5 結語

加強對每道工序的施工質量控制是隧道防排水達到設計預期效果的重要保障。該防排水施工技術無論是在施工中的防排水還是結構中的防排水均達到了良好的防排水效果，為以后施工類似工程積累了一定的經驗。

［1］ JTJ 042-94，公路隧道施工技術規范［S］.

［2］ 白愛明.公路隧道施工防排水施工控制要點［J］.山西建筑，2010，36(5):313-314.