仰拱及调平层渗漏水处理及隧道路基排水设计优化思考

2014-01-12郭军鹏

山西交通科技 2014年4期

郭军鹏

（山西省公路局晋城分局，山西晋城 048026）

1 问题的提出

沁东线郝家隧道全长2 194 m，隧址区处中山地貌单元，地层岩性主要为二迭系下石盒子组砂岩、泥岩互层及石炭系太原组灰岩。该区地表及地下水发育，地下水属基岩裂隙水，贮藏于灰岩裂隙带中，水位不连续，主要受大气降水入渗补给。

在隧道施工过程中，开挖后的岩面多有滴水现象，完成锚喷支护的地段有渗水现象，局部有滴水。仰拱开挖完成后，基坑有积水，需机械抽排。仰拱充填完成后，局部施工缝有渗漏水现象。不设仰拱地段，调平层实施前道路泥泞，通行困难，调平层施工后，在调平层施工缝处出现渗漏水现象。具体情况如图1所示。

图1 郝家隧道仰拱渗水现场图

1.1 危害及原因分析

众所周知，隧道路基的地下水，是整个隧道水压最高的部位，排水不畅，将造成路面接缝冒水、路面翻浆冒泥、路面断裂破坏等轻重不等的路面病害。

近年来，随着大家对隧道漏水这一公路通病的重视，在遵循防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理原则的基础上，随着防水板、止水带、止水条等的规范施工和排水系统的科学完善设置，路面以上的防水效果有了质的提升，渗漏现象得到了有效治理。本条隧道出现图1所示问题，需要对其出现的原因进行认真分析。

1.2 设计方面

本条隧道的防、排水设计如图2所示。

图2 郝家隧道防、排水设计图

因边墙以上部位未出现渗漏现象，故对边墙以上防水不做评述。边墙以下，本隧道采用双侧路侧排水沟排除地下水，用10 m间距布设的横向引水管将沿隧道两侧全长布设的纵向排水管将防水板后聚集水引至路侧排水沟集中排放。考虑到环保，路面及消防水由路侧开口式边沟排除。

结合出现渗漏情况的图1所示，可分析设计存在如下缺漏：a）因设计采用路侧排水，不能有效降低路基地下水位，对高压力的地下水渗漏出仰拱以上创造了可能；b）未对仰拱施工缝的防水进行专门设计，对照与仰拱施工缝类似的二衬施工缝，在设计的过程中，就在有满布式防水板的基础上，加强布设了背贴式止水带，在二衬中间加设了遇水膨胀止水条共计3层防护。仰拱部位施工缝设计的薄弱，造成有压力的地下水顺施工缝流出仰拱。

对于无仰拱段落，虽设计路侧水沟低于路面调平层，但施工过程中，因路面泥泞，对调平层进行了加厚处理，处理深度以路测水沟底标高控制，故也出现了与有仰拱路段类似情形。

1.3 施工方面

仰拱属于隐蔽工程，其施工缝更是临时且不外露的部位，在施工过程中，往往采用简易模板对其端头进行封堵，造成其端头密实程度差、表面的平整差。下一模仰拱施工时，又极少按照规范要求的接缝标准对其表面进行凿毛处理。模板支护的粗糙与接缝工艺的粗糙相互叠加，造成设计上本应是整体的仰拱成为实际上每段独立的段落，施工缝成为地下水轻易能够通过的通道。

设计和施工共同的薄弱点在仰拱的施工缝处共同叠加，造成如图1所示的现象的出现，进一步造成隧道路面的早期破损。

2 改善的方法及问题的处理措施

2.1 规范的推荐方法

在《公路隧道设计规范》（JTG D70—2004）中，对隧道防水与排水中提到：路面结构下宜设纵向中心排水沟，集中引排地下水[1]。具体推荐方案如图3所示。

图3 隧道设计规范推荐排水方案[1]

在规范的表述中，使用了“宜”字，虽不是强制性要求，但通过标准图可见，中心排水沟的使用，有效地降低了地下水的水位，保证了地下水不可能顺施工缝渗漏出路面结构层的范围，彻底地避免了路面的水损害可能。可见，在有地下水的隧道中，应该在设计阶段优先采用规范推荐排水方案。

2.2 优化设计，加强施工缝防排水措施的方法

因双侧路侧排水沟的设计方案并非规范禁止的方法，且其在施工组织上比中央排水沟容易组织、费用节省，故还有设计采用这种方案。在沁东线的工程实施过程中，我们在发现前期施工中存在的仰拱施工缝渗漏水的问题后，在后续施工过程中，在维持双侧排水设计的前提下，结合规范要求，参照二衬施工缝的施工方法，对仰拱施工缝进行了加强堵、排的措施，取得了较好效果，解决了仰拱施工缝渗漏水。具体方法为:a）增设横向导水管。按《设计规范》要求，当不设隧底中心水沟时，横向导水管的纵向间距不宜小于10 m[1]，可见规范的基础要求是加强排水，按照这一中心思想，我们在每道仰拱施工缝处，加设了横向引水管，引水管长度为两侧边沟间的仰拱全长，布设高度为排水沟底标高提高5 cm，引水管材质为透水弹簧管，施工时以透水土工布包裹后，固定于已完成的仰拱上，作为施工缝渗水的引流通道。b）增设堵水措施。参照二衬止水带的布设方法，在引水管上方布设止水带，布设方法与二衬中的中置式止水带布设方法相同。为简化施工工艺，采用遇水膨胀止水条也可以达到相同效果。以上两方法的配合使用，达到了预期的效果。

2.3 以引流方法对已出现渗漏路段的处理措施

该隧道在路面基层上设有热沥青+两布一膜的防水隔离层，但该层明显距路面过浅，难以有效解决冻胀及行车荷载对水的影响，故必须在仰拱上对渗水问题进行处理。该隧道路面结构层总厚46 cm，按本地区最大冻深54 cm考虑，要保证在仰拱面以下10 cm处理渗水问题。处理的总体原则采用引渗漏水入排水沟的办法，顾及最大冻深，我们在渗漏的施工缝处开凿宽10 cm，深15 cm的槽进行引流。实施过程中，我们先后在引流槽中埋设了透水弹簧软管、碎石盲沟。但都因施工车辆的反复作用失效。最终采用以PVC半管覆盖透水弹簧软管，半管外其他槽内空隙以水泥砂浆参配速凝剂迅速填满的方法进行了成功处理。处理后再无地下水渗漏。