高寒地區隧道保溫防排水技術與應用

陳彥君

(龍建路橋股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150009)

隧道工程

高寒地區隧道保溫防排水技術與應用

陳彥君

(龍建路橋股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150009)

介紹聚氨酯保溫層現場發泡噴涂技術和隧道凍害預防、防排水、保溫相結合的綜合防排水技術的應用，通過技術研究并推廣應用，有效地保證高寒地區隧道的排水順暢和凍害預防，解決困擾多年的高寒地區隧道施工的技術難題。

高寒地區；隧道；保溫；防排水

1 聚氨酯隔熱保溫層技術

1.1 隧道聚氨酯保溫板的現場制作

隧道聚氨酯保溫板技術已經獲批國家實用型專利，其施工技術是將多種液體原材料在施工現場，根據聚氨酯厚度和強度要求選擇適當配合比，通過專用設備在隧道洞體內壁上直接噴涂發泡成型。所生成的聚氨酯層是沿著洞體內壁的均勻、整體結構形體，連續沒有接縫，利用原材料的液體粘合性與洞體無縫隙粘結，形成保溫隔熱層。

1.2 技術要求

聚氨酯保溫隔熱層為厚度50 mm的整體結構，緊密粘合在隧道內壁墻上，避免了常規保溫板接縫和空隙問題。密度要求在35～40 kg/m3。

1.3 施工工藝

(1)隧道二次襯砌內壁清洗、除塵、干燥；

(2)噴涂粘合劑；

(3)安裝厚度標尺(預埋)；

(4)發泡噴涂聚氨酯(專利技術)；

(5)按照厚度標尺銑削加工，保證表面平滑，弧線圓滑；

(6)修整、補噴、再加工；

(7)安裝鋼絲網、涂抹防火層。

2 綜合防排水技術

2.1 洞身開挖后的滲水處理

洞身開挖后，遵循“動態防排水理念”，根據隧道圍巖裂隙水滲漏的不同情況，采取不同的防排水措施。

(1)初期支護噴射抗滲混凝土

一般的噴射混凝土密實度較差，強度低，在圍巖變形過程中易產生裂縫，抗滲性較差，霧松嶺隧道在建設中，采用濕噴混凝土，同時對圍巖表面有滲水的部位，嘗試在噴射混凝土中添加抗滲劑，以提高噴射混凝土的抗滲能力。

(2)高壓注漿堵水

注漿是將注漿材料按一定配比制成的漿液，通過注漿泵壓入隧道圍巖或襯砌壁后的空隙中，經凝結、硬化后起到堵水和加固圍巖作用的一種施工方法，它是深入地層內部直接阻止地下水流向隧道的一種防水措施。

2.2 安裝深埋排水溝檢查井

在開挖到隧道仰拱底面后，繼續開挖深埋排水溝，檢查驗收合格后，安設排水管檢查井，沿隧道縱向每50 m，設置隧道排水檢查井，以便進行排水管清理，檢查隧道的排水情況，保證隧道排水的暢通。施工期間要定期對檢查井進行清理，防止雜物將檢查井淤死。

2.3 安裝深埋排水管

在開挖到隧道仰拱底面后，繼續開挖深埋排水溝，檢查驗收合格后，安設深埋排水管。用透水性良好的土工布進行包裹，安裝到深埋排水溝底部，安裝完畢并檢查合格后，采用碎石填充排水溝至仰拱底面。深埋排水管將所有襯砌背面的巖石裂隙水引入隧道排水保溫的目的是出口，并排出隧道體外，達到防排水的效果。

2.4 預埋橫向排水管

在開挖到隧道仰拱底面后，在隧道邊墻以下，延隧道縱向每10 m安設直徑Φ100 mm的PVC環向盲管和直徑Φ200 mm預制混凝土盲管，并確保兩管接口連接緊密不漏水。PVC環向盲管上口設置PVC三通管與縱向排水管相連接，下口伸入到預制混凝土盲管，預制混凝土盲管下口伸入到深埋排水溝。

2.5 預埋縱向排水管

在初期支護邊墻底部，沿隧道縱向布設PVC透水管，并采用透水性良好的土工布進行包裹，起到滲水的作用，將防水板阻止的巖石裂隙水引入透水管內，通過該縱向透水管將水引入隧道深埋排水管。

該系統的設置將把防水板收集到的巖體裂隙水通過縱向排水管引入到環向盲管，排入隧道深埋排水溝。

2.6 施作保溫出口

遠離洞口30～50 m外的凍深線以下，布設隧道排水保溫出口，將隧道內的裂隙水通過排水系統排出隧道以外，達到隧道排水的目的。在出水口外側要欲留一定的積水面積，防止出水口位置在冬季由于逐層凍結，將出水口凍死。保溫出水口凍脹線以下采用漿砌片石砌筑，凍脹線以上回填隧道棄渣，在地表附近鋪設腐殖土或鋪設塔頭草。

保溫排水口整體高程要低于洞內深埋排水管高程，路緣外側溝渠附近。

2.7 隧道防水板系統施工

霧松嶺隧道保溫防水結構采用新型低溫柔性好的隧道專用防水卷材(防水板背后自帶凸凹溝槽)，配合400 g/m2土工布作為背后濾水層，充分發揮防水板縱向和環向排水的功能。

(1)初期支護混凝土表面處理

初期支護噴射混凝土表面，一般較為粗糙，凸凹不平，對鋪設防水層質量有很大影響，為此對防水層基面必須按照相關要求處理，并達到標準。

鋪掛防水層前應對鋪掛基面的進行檢查，主要檢查初期支護噴射混凝土是否表面平整，有無明顯凸凹現象，基面有無鋼筋、錨桿、小導管等尖銳突出物，基面有無明顯裂縫和滲漏水現象。

(2)防水板鋪掛

防水板層的設置，是利用防水板自帶的溝槽，將滲過初期支護的巖石裂隙水引到縱向排水管中，發揮防水板排水的功能，利用防水板的防水功能，防止裂隙水滲漏侵蝕二次襯砌。

(3)防水板拼接

霧松嶺隧道采用無釘熱合拼幅法進行防水卷材的搭接，施工時將兩幅卷材平行放好，壓茬寬度為10 cm，然后用專門的熱合焊縫機將兩幅卷材邊緣壓合于一起。拼幅接縫為雙縫焊縫焊接，中間留出空腔以便充氣檢查，焊縫寬度不小于10 mm，且均勻連續，無假焊、漏焊、焊焦和焊穿等現象，焊接緊密，搭接長，寬度合理。

(4)防水板破損的檢查與修補

防水板鋪掛完畢后立即進行整體檢查，檢查出防水層上有破壞之處后，應立即做出明顯標記，以便把破損處修補好。補后用真空檢查法檢驗修補質量。

(5)防水板的保護

防水層施工完成后，必須嚴加保護，否則極易損壞，導致防水質量下降乃至完全失效。

2.8 二次襯砌防水混凝土施工

采用整體襯砌臺車、大模板、泵送混凝土施工，拱墻混凝土整體灌注，立模時邊墻和拱部控制線位置準確無誤，水平、斷面尺寸和凈空符合設計要求，模板做到板縫直順通暢。混凝土采用集中拌制，電子計量拌合站攪拌，混凝土車運輸，泵送混凝土灌注，插入式振搗器振搗，同時襯砌臺車上有附著式振搗器。

3 結束語

高寒地區隧道工程中的保溫防排水施工技術的全面應用，彌補了原來國內在這個領域不夠深入、全面，相關的規范條文覆蓋面不完善，沒有系統性研究的空白，對高寒地區隧道保溫防排水工程的施工具有指導意義。從而使得工程施工從依靠經驗處理，缺乏適當的理論依據階段發展到理論與實踐依據充分的科學施工階段，可以更好地指導保溫防排水施工、確保工程質量、降低工程造價。

Adissertationonheatpreservationwaterproofanddrainagetechnologyoftunnelanditsapplicationinextremecoldarea

CHEN Yan-jun

(Longjian Road and Bridge Co., Ltd., Harbin, Heilongjiang 150009, China)

This paper introduces the foaming and spraying technology of the polyurethane foam insulation layer, and frost damage prevention, and the comprehensive application of waterproof and drainage and heat preservation technology in tunnel, through technology research and application, effectively guarantee tunnel drainage unobstructed and frost damage prevention, and solve the technical difficulty of tunnel construction for many years in extreme cold area.

extreme cold area; tunnel; heat preservation; waterproof and drainage

U41

C

1008-3383(2017)08-0172-02

2016-12-13

陳彥君(1966-)，男，研究員級，高級工程師，研究方向：寒地隧道施工。