黃土隧道防排水施工質量控制淺析

劉政全 李桂花

摘要：本文詳細介紹了黃土隧道施工過程中，防水與排水工程的質量控制要點，以期對黃土隧道施工有實際指導意義。眾所周知，隧道在施工中，往往處于被地下水包圍的狀態，受到水壓的影響，威脅了隧道內部施工結構的穩定，特別是以黃土為主體材料的隧道因黃土遇水軟化、膨脹等特點，極易造成施工過程對結構的破壞和運營中結構滲水，因此，做好黃土隧道的防排水施工質量控制是隧道建設能否成功的關鍵。筆者根據參加施工監理的延志吳高速公路東山特長隧道的工程的施工實踐經驗，探討了黃土隧道防排水施工質量控制的措施，以期對黃土隧道施工具有實際指導意義。

【關鍵詞】黃土隧道；防水；排水；質量控制

1.工程概況

延安安塞經志丹至吳起高速公路（延志吳高速公路）是陜西省“2637”高速公路規劃網中7條東西橫向線之一的延水關至吳起高速公路（延吳線）的關鍵組成部分。隧道安排兩個標段相對掘進，交界樁號為K48+840，其中進口段為LJ-9標，采用三臺階開挖法，出口段為LJ-10標，多數采用兩臺階法開挖。地質勘探表明，隧址區地下水類型為第四系黃土孔隙水和碎屑巖裂隙水。從開挖情況看，LJ-9標為順坡，土質為老黃土和三趾馬紅土，無地下水，但土體含水量較大，土體呈硬塑性，土質均勻，結構緊密，層間夾多層古土壤及相伴的鈣質結核，為塊狀整體結構，成洞性能較好。LJ-10標為反坡，土質均為三趾馬紅土，含較多鈣質結核，局部夾粉砂薄層，富含地下水，土體含水量大，局部呈飽和狀態。在初期支護砼面上、預留洞室處有滲水、滴水現象，特別是下導坑拱腳、仰拱開挖面有大量的積水。開挖過程中利用中心排水溝間隔集水，每次抽排完后，井內水位上升很快。這表明該座隧道防排水施工質量控制的嚴峻性。

2.黃土隧道出現滲漏水的原因

2.1自然環境導致滲漏水

東山隧道地層為中更新統離石黃土（老黃土）和第三系粘性土（三趾馬紅土），由于垂直節理發育，因而裂隙也較發育，天然孔隙比為0.557～0.868，孔隙發育，透水性較強。

2.2人為因素導致滲漏水

2.2.1對隧道出水以及排水問題分析不足。隧道設計中，對隧道位于地下水位線以下的信息重視不夠，結構優化措施不足，導致集聚地下水情況發生，破壞圍巖軟化結構。加之地質勘探不準確，忽略對水文地質條件的仔細分析，在兩種圍巖交界處土體含水量的不同可能造成的病害未做描述，結果開挖后出現涌泥、用水，處理花費大量時間。另外，不能夠充分意識到隧道防排水設施的重要性。在設計中對隧道拱、墻部位的防水、排水考慮較多，采取的措施較為嚴密，但對地下水的上浮壓力考慮欠缺，未采取井點降水、減壓等措施，造成仰拱隆起，襯砌結構沉降，二襯拉裂。

2.2.2襯砌類型、隧道結構與防排水的要求不符。設計黃土公路隧道設計時，起拱線以上采取同心圓，起拱線以下采取直墻，仰拱里面鋼拱架未成環，沒有采用閉合環穩定結構，初期支護受力后極易開裂。

2.2.3施工未嚴格執行施工工藝要則。其一，防排水材料選擇不當；其二，施工操作相關人員缺乏責任，檢驗程序流于表面；其三，施工技術不夠先進，無法與機具相配套。

3.隧道防排水施工工藝

3.1洞外排水施工。

主要包括兩部分，一是隧址區地表處理，二是洞口排水系統施工。隧道覆蓋層地表積水應先處理。地表的凹坑、鉆探孔等應以不透水材料或粘土堵塞，并分層夯實。黃土地區地表往往存在一些不規則的落水洞，洞深、洞內水流向不明確，也難以探明，并且易形成水囊，不提前處理可能造成圍巖含水量突然增大，導致塌方、涌泥等病害。洞頂附近有井、泉、沖溝、水塘等也應妥善處理。

3.2襯砌排水施工。

襯砌排水設施應提前布設，主要包括排水半管、縱橫向排水管等。排水半管應設在噴射混凝土表面產生裂縫漏水位置，避免初期支護裂縫滲漏水問題發生。縱向排水管采用HDPEФ160打孔雙壁波紋管，眼孔直徑6～8mm。全隧道兩側埋設，縱向坡度與隧道縱坡相同。縱向排水管安裝要精細量測畫線，線型應順直，嚴禁忽高忽低，保證排水暢通，不積水。

3.3襯砌防水施工。

襯砌防水主要是通過工程措施防止水進入二次襯砌內，保持隧道內基本干燥。

3.3.1明洞段防水施工：按施工順序，一是在施工完明洞襯砌后，清理表面的鋼筋頭、鼓包等尖銳物，不平整部位用高標號砂漿抹平，施作土工布及防水板，或三油兩氈防水層，或其它類型的符合最新技術要求的防水層；二是在洞頂回填最大粒徑小于2cm的帶有一定級配的透水性材料并夯實，其上回填50cm厚粘土隔水層，回填時嚴禁損壞防水層；三是施作洞頂截水溝，嚴格做好溝底防滲處理，并與路基邊溝形成順暢的排水系統。

3.3.2暗洞段防水施工：包括土工布、防水板等分項的施工。（1）防水層施工前準備，隧道防水層施工應檢測初支厚度、初支背后空洞、凈空斷面、初支厚度、強度等符合施工要求。（2）鋪設防水板，首先為了防止水泥漿進入土工布，先鋪土工布后鋪防水板。其次為了減少防水板的搭接，兩側邊墻采用10m×2m規格，墻拱采用23.5m×3m規格廠家定制，環向上只有2個接頭，且接頭在檢修道頂處，即便有滲水對墻拱基本不影響。（3）防水板施工質量控制，第一步將防水板表面平順，無皺褶、無氣泡、無破損等現象。第二步，防水板搭接用熱焊器進行焊接，接縫為雙焊縫，焊接溫度應控制在200～270℃為宜，并保持適當的速度，即控制在0.1～0.15m/min范圍內。太快焊縫不牢固，太慢焊縫易焊穿、烤焦。

3.4完善排水系統

在施作路面排水基層前，應先清理中心水溝、仰拱填充面、完善排水管保溫措施。

3.4.1處理控制滲水。清理中心排水溝后，應排查滲水點，包括二襯邊墻、電纜溝槽內、檢查井以及路面排水邊溝等位置，對滲水點實施橫向開槽方案。

3.4.2仰拱填充高程控制。為保證排水基層厚度，仰拱填充面高程按0，-50mm控制。凡是高于設計高程的，將高出部分鑿掉，凡是低于設計高程50mm的，將填充面鑿毛采用C25混凝土補平。

3.4.3排水管保溫措施。隧道進出口200m范圍內及洞外排水管均應包裹保溫材料，保證隧道內匯集水順利排出。隧道外排水管的埋置深度按1.5m設置。包裹泡沫石棉時，按每50cm的間距進行綁扎固定，兩接茬處搭接長度不小于20cm。

3.5路面基層排水

由于初期支護和二次襯砌是分開施工的，環向止水帶不可能伸入初期支護和仰拱中，兩者之間有一道水平施工縫，當環向施工縫出現滲水時，滲水沿止水帶到水平施工縫，從路面下的排水基層或仰拱面排至中心水溝，這樣水泥處置碎石基層可排出水。

3.5.1洞內排水邊溝，連接應平順，邊溝砌縫須以C10水泥砂漿填縫；

3.5.2洞內排水邊溝每50m設置一道沉砂池，在隧道洞口處，洞內排水邊溝與路基邊溝銜接處設置沉砂池。

3.5.3進出口高洞口端設置橫向截水溝，兩側與路基邊溝相接，以免隧道外路面水進入隧道。

3.5.4盡量避免在冬季進行路面等清洗，以保證洞內排水邊溝干燥無水。

4.結束語

黃土有水隧道施工中最關鍵的部分就是防排水，而防排水最重要的工序在于安裝排水管路和柔性防水層。施工中要抓好各個工序的細節，確保整個隧道的防排水質量，從而形成完整的排水系統。同時對可能出現的因水引起的各種問題提前防范，盡量采用主動的控制措施，這樣才能保證運營后的隧道不滲、不漏。

【參考文獻】

[1]康軍.黃土公路隧道設計與施工技術研究[D].長安大學，2006.

[2]王選斌.陜北地區黃土隧道防排水施工質量控制要點[J].科技創業家，2014（07）：43-44.