紫溪隧道施工防排水技術(shù)

何文峰　何振華

(江西省上饒市鉛山縣公路分局　鉛山　334500)

紫溪隧道施工防排水技術(shù)

何文峰何振華

(江西省上饒市鉛山縣公路分局鉛山334500)

摘要對隧道洞口、洞內(nèi)掘進、洞內(nèi)路面鋪設(shè)等項排水技術(shù)和洞內(nèi)注漿、防水層、止水帶防水技術(shù)進行了介紹和分析，指出了復(fù)合襯砌中的防水層是隧道防排水技術(shù)的核心，需要采用防、排、截、堵相結(jié)合的方法以達到良好的防排水效果。

關(guān)鍵詞隧道防排水技術(shù)措施

1工程概況

上武高速公路起點于贛閩省界分水關(guān)，終點于上饒經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)董團鄉(xiāng)，與滬昆高速相連接。紫溪隧道是上武高速公路上的隧道，位于江西省上饒市鉛山縣紫溪鄉(xiāng)境內(nèi)。它是一座上下行分離的4車道高速公路隧道，起訖樁號為左洞ZK317+740~ZK319+415，長1 675 m，右洞YK317+815~YK319+430，長1 615 m，建筑限界凈寬10.25 m。

隧道沿線氣侯溫濕，雨量充沛，植被發(fā)育，地形起伏。隧道沿線圍巖分為全風化、強風化、弱風化、微風化花崗巖，部分巖體破碎，發(fā)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。

隧道施工中主要的水源是地表水下滲和地下水溢出，隧道開挖后地表水下滲將影響農(nóng)田灌溉和人民生活用水。地下水溢出有可能涌水淹沒洞室，危及人員、設(shè)備和環(huán)境安全，影響施工質(zhì)量和工程進度。因此對地表水、地下水妥善處理，形成一個完整通暢的防排水系統(tǒng)，是非常重要的一環(huán)。隧道防排水應(yīng)采用防、排、截、堵相結(jié)合的方法，以達到治水效果[1]。

2洞內(nèi)排水

2.1　洞口掘進排水

為了排除地下水，確保山體滲水盡可能不聚集在洞內(nèi)，在套拱施工完成后，在隧道洞套拱拱腳處鉆孔布設(shè)2根導(dǎo)水管，導(dǎo)水管采用直徑108 mm無縫鋼管，每根導(dǎo)水管不小于60 m長，導(dǎo)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。這樣布設(shè)后，山體滲水將由導(dǎo)水管引出洞外。

(4) 初襯與二襯間注漿。該方法主要適用于隧道一、二層襯砌之間混凝土結(jié)合不密實造成的大量積水空洞，以及大面積的滲漏水情況。該施工工藝的重點在于注漿前通過無損檢測襯砌缺陷位置和裂縫的分布狀況，從而確定注漿的位置。

(5) 二襯內(nèi)部注漿。二襯內(nèi)部注漿適用于本身存在質(zhì)量缺陷，密實度不夠的混凝土，這種情況主要針對混凝土本身的缺陷來進行治理。

4結(jié)語

隧道滲漏水病害的防治是一個綜合性的問題。目前由于隧道滲漏水病害監(jiān)控體系還不夠完善，治理技術(shù)處于比較初級的階段，若要有效解決隧道滲漏水問題，必須從防、堵、排3個方面著手，三管齊下。本文僅是簡單地介紹了隧道病害的危害與成因，以及目前比較常用的病害治理方法，希望對隧道養(yǎng)護及今后的研究有所借鑒。

參考文獻

[1]賈驥峰.論公路隧道滲漏的成因及防治對策[J].中國產(chǎn)業(yè)，2012(9)：3.

[2]胡強強.高速公路隧道滲漏問題及防治措施研究[J].中外企業(yè)家，2014(10)：170-174.

[3]魏紅.公路隧道滲漏水的成因及處治方法[J].四川建材，2010(1)：124-126.

[4]虞文錦，陳武威.高速公路隧道病害的成因與治理[J].低溫建筑技術(shù)，2013(4)：120-122.

[5]關(guān)寶樹.隧道工程維修管理要點集[M].北京：人民交通出版社，2004.

2.2　洞身掘進排水

在掌子面前進方向外側(cè)底部鉆孔增設(shè)1根超前導(dǎo)水管，將水引出山體。每根導(dǎo)水管長20 m，當洞內(nèi)滲水地段較長時則每隔15 m增設(shè)1根，導(dǎo)水管與隧道軸線成10°~15°夾角，導(dǎo)水管采用直徑75 mmPVC管，按15 cm間距上半圓210°打孔，留1 m實管不打孔，導(dǎo)水管需用土工布包裹。采用導(dǎo)管將地下水導(dǎo)出掌子面。在右出洞口端進洞順坡施工中，在上臺階縱向兩側(cè)拱腳處挖槽埋設(shè)直徑110 mmPVC管將水排出洞外或至二襯完成后地段。在右進洞口端反坡施工中，在上臺階施工離掌子面50 m以外，在不影響出渣車運行的側(cè)邊，挖一個4 m×4 m×2 m的集水坑，用裝載機裝掌子面積水至集水坑，用泥漿泵抽水至裝水車運出洞外。這樣布設(shè)解決了洞內(nèi)滲水較大、局部存在承壓滲水使隧道成洞困難的難題。同時也利于隧道內(nèi)運渣車輛行駛。

2.3　洞內(nèi)路面基層排水

為了防止隧道路面地層地下水上升造成路面損壞，影響行車安全，在路面平整層下每隔10 m布設(shè)1根7 m長、直徑50 mmHDPE打孔波紋橫管，安放坡度與路面橫坡度相同，為2%。靠近橫管低端，布設(shè)2根直徑160 mm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。

2.4　洞內(nèi)路面排水

路面一側(cè)單向橫坡低端設(shè)置污水溝和排水溝，通過2%單向橫坡將路面水排至污水溝，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[2]。

2.5　洞內(nèi)襯砌排水

(1) 環(huán)向排水盲管。在初期支護完成后，沿洞身每隔5 m布設(shè)1根直徑50HDPE透水環(huán)向盲管，圍巖滲水較大地段，每隔3 m布設(shè)1根。環(huán)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，并使之下滲匯集到縱向排水管。安裝時用管箍將環(huán)向排水管固定在初期支護層面上。

(2) 縱向排水管。縱向排水管是沿隧道縱向設(shè)置在襯砌底部外側(cè)的透水盲管，其作用是將環(huán)向排水盲管和防水板排下的水匯集并通過橫向排水管排到排水溝。縱向排水管采用直徑100 mm HDPE上圓(210°)打孔波紋管，整條隧道貫通。縱向排水管坡度與隧道路面坡度相同，安裝時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(huán)向排水盲管相接。

(3) 橫向排水管。橫向排水管位于襯砌基礎(chǔ)和路面的下部，布設(shè)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。采用直徑100 mmHDPE無孔波紋管，每隔5 m設(shè)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。

3洞內(nèi)防水、堵水

洞內(nèi)排水主要是施工期間便于成洞、便于出渣，保證施工安全，順利將洞內(nèi)水排出洞外，而洞內(nèi)防水、堵水也是保證施工期間人員和設(shè)備安全，運營期間二襯混凝土不滲水，保證營運設(shè)備的正賞使用和行車安全。因此排水和防水是一個不可分的有機整體。

3.1　超前預(yù)注漿堵水

該隧道裂隙水較豐富，圍巖含水量大且地段較長，在右進洞口反坡施工中，為了防止高壓涌水的危害，保證掌子面和初支施工人員及設(shè)備在洞內(nèi)的安全，采用了超前預(yù)注漿堵水。采用直徑×壁厚為42 mm×5 mm鋼導(dǎo)管，長5 m，管壁四周鉆直徑6 mm壓漿孔，尾部0.5 m不設(shè)壓漿孔。沿掌子面拱頂成上3°角、間距0.6 m布設(shè)，注漿材料為水泥漿，采用快凝、早強水泥，注漿終壓為1～2 MPa。

3.2　注漿防水

該隧道初期支護完成后，發(fā)現(xiàn)拱頂和墻身有多處滲水，因而采用注漿進行止水。對于拱頂上面滲水，沿滲水位置環(huán)向采用注漿防水，注漿管環(huán)向間距0.5 m，采用直徑×壁厚為42 mm×5 mm鋼導(dǎo)管，長3.5 m，管壁四周鉆直徑6 mm壓漿孔，尾部0.5 m不設(shè)壓漿孔。對于墻身滲水，在出水點上游鉆孔注漿截斷水源，并在出水點周圍布設(shè)導(dǎo)管注漿加固圍巖，布設(shè)間距0.5 m，采用直徑×壁厚為32 mm×3 mm鋼導(dǎo)管，長3.0 m。

3.3　防水層防水

初期支護基本穩(wěn)定后，就可安排防水層的施工。山嶺隧道復(fù)合襯砌中的防水層是隧道防排水技術(shù)的核心，防水板是隧道防水的重要屏障[2]。該隧道防水層材料采用1.2 mm的PVC防水板與無紡?fù)凉げ?350 g/m2)復(fù)合而成，復(fù)合防水板的作用是將地層滲水拒于二次襯砌之外。

(1) 施工前的基面處理。復(fù)合防水板鋪設(shè)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。對支護表面外露的尖硬物和局部滲漏水應(yīng)進行處理，表面不平處用噴射混凝土或砂漿找平。

(2) 復(fù)合防水板的鋪設(shè)。防水板鋪設(shè)應(yīng)超前二次襯砌施工1～2個襯砌段，在兩側(cè)矮邊墻部位的防水板應(yīng)縱向鋪設(shè)，且繞縱向排水管向內(nèi)卷曲高達0.5 m以上，其作用是使上部流下來的水全部流入縱向管內(nèi)，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(jù)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(fù)合防水板與相對應(yīng)的懸掛點的繩子與水泥釘栓牢后，繼續(xù)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(yīng)環(huán)向鋪設(shè)，鋪設(shè)前用簡易自制臺架先行試鋪,并加以調(diào)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?shù)鯍旃安糠浪澹噌旈g距為拱部0.5 m，側(cè)墻1.0 m。拱部防水板掛好后，再沿環(huán)向兩側(cè)由上而下進行鋪設(shè)，邊鋪邊將防水板預(yù)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(shè)防水板要調(diào)整好2幅防水板之間的搭接寬度，使之不小于10 cm ，鋪掛2幅防水板后就可以用熱合機進行焊接，兩側(cè)焊縫寬度應(yīng)不小于2.5 cm。防水板下部插入矮邊墻防水板后面。

3.4　止水帶防水

隧道施工縫、沉降縫是隧道防水的薄弱環(huán)節(jié)，若處理不當會成為滲漏水的主要通道，因此應(yīng)予以高度重視。該隧道施工所用二襯模板臺車為10 m長，因而每10 m設(shè)置1條施工縫，在襯砌結(jié)構(gòu)變化處及連續(xù)IV、V級圍巖中每40 m設(shè)置沉降縫，兩側(cè)小矮墻部位設(shè)置2條縱向水平施工縫，用背貼式止水帶止水。環(huán)向施工縫和沉降縫也采用背貼式止水帶止水，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(nèi)，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(shè)置遇水膨脹式止水條，在沉降縫斷面中間，設(shè)置遇水膨脹橡膠止水帶。在施工縫安裝止水條時，先在澆筑混凝土時按止水條形狀預(yù)留凹槽，澆筑后再安裝止水條，并涂刷界面劑。

3.5　二次襯砌混凝土防水

隧道的混凝土襯砌，既是外力的承載結(jié)構(gòu)，也是防水的最后一道防線。采用防水混凝土主要是為了增加混凝土的密實性和抗?jié)B性。該隧道二次襯砌混凝土防水劑采用HEA抗裂型防水劑，摻量為水泥用量的8%。施工時首先澆筑1~2模矮邊墻混凝土，灌注時兩邊應(yīng)分層平衡施工，每灌一層，應(yīng)用振搗器搗固密實。然后再用二襯臺車澆筑拱部及曲面墻混凝土。

4洞外排水、截水

(1) 隧道右出洞口端在洞外做漿砌片石排水溝，與路基排水溝相連接，排出洞內(nèi)水。同時在洞外做沉淀池，以沉淀洞內(nèi)污水，經(jīng)過沉淀的水排至排水溝。

(2) 右進洞口端路塹、路基邊溝做成反坡，向路塹外排水。

(3) 勘探用的坑洼、探坑等應(yīng)回填粘土，并分層夯實，以防地表水下滲。

(4) 對于隧道頂面上的小溪，在左洞左側(cè)至右洞右側(cè)各不小于50 m的距離內(nèi)，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。

(5) 在離洞口仰坡坡頂和邊坡坡頂大于5 m處，開挖截水溝并用漿砌片石砌筑。截水溝應(yīng)結(jié)合排水系統(tǒng)在洞口開挖前修建，其出水口應(yīng)防止水順坡面漫流，洞頂截水溝應(yīng)與路基邊溝順接成排水系統(tǒng)。

5結(jié)語

隧道防排水技術(shù)的實施，在于加強對洞內(nèi)和洞外防排水每道工序的質(zhì)量控制，以達到設(shè)計預(yù)期的防排水效果。該防排水技術(shù)通過運營證明，無論是施工中的防排水還是結(jié)構(gòu)中的防排水均達到了良好的防排水效果，為以后類似工程提供了一定的經(jīng)驗。

[1]JTG/T F60-2009公路隧道施工技術(shù)細則[S].北京：人民交通出版社，2009.

[2]高建英.分水關(guān)隧道防排水施工技術(shù)[J].山西建筑，2011，37(17)：105-106.