紫溪隧道施工防排水技术

何文峰　何振华

(江西省上饶市铅山县公路分局　铅山　334500)

紫溪隧道施工防排水技术

何文峰何振华

(江西省上饶市铅山县公路分局铅山334500)

摘要对隧道洞口、洞内掘进、洞内路面铺设等项排水技术和洞内注浆、防水层、止水带防水技术进行了介绍和分析，指出了复合衬砌中的防水层是隧道防排水技术的核心，需要采用防、排、截、堵相结合的方法以达到良好的防排水效果。

关键词隧道防排水技术措施

1工程概况

上武高速公路起点于赣闽省界分水关，终点于上饶经济技术开发区董团乡，与沪昆高速相连接。紫溪隧道是上武高速公路上的隧道，位于江西省上饶市铅山县紫溪乡境内。它是一座上下行分离的4车道高速公路隧道，起讫桩号为左洞ZK317+740~ZK319+415，长1 675 m，右洞YK317+815~YK319+430，长1 615 m，建筑限界净宽10.25 m。

隧道沿线气侯温湿，雨量充沛，植被发育，地形起伏。隧道沿线围岩分为全风化、强风化、弱风化、微风化花岗岩，部分岩体破碎，发育深度大，裂隙水较丰富。地下水主要接受大气降水和溪水补给。

隧道施工中主要的水源是地表水下渗和地下水溢出，隧道开挖后地表水下渗将影响农田灌溉和人民生活用水。地下水溢出有可能涌水淹没洞室，危及人员、设备和环境安全，影响施工质量和工程进度。因此对地表水、地下水妥善处理，形成一个完整通畅的防排水系统，是非常重要的一环。隧道防排水应采用防、排、截、堵相结合的方法，以达到治水效果[1]。

2洞内排水

2.1　洞口掘进排水

为了排除地下水，确保山体渗水尽可能不聚集在洞内，在套拱施工完成后，在隧道洞套拱拱脚处钻孔布设2根导水管，导水管采用直径108 mm无缝钢管，每根导水管不小于60 m长，导水管按15 cm间距半圆180°打孔，用土工布包裹，防止泥砂堵塞管口。这样布设后，山体渗水将由导水管引出洞外。

(4) 初衬与二衬间注浆。该方法主要适用于隧道一、二层衬砌之间混凝土结合不密实造成的大量积水空洞，以及大面积的渗漏水情况。该施工工艺的重点在于注浆前通过无损检测衬砌缺陷位置和裂缝的分布状况，从而确定注浆的位置。

(5) 二衬内部注浆。二衬内部注浆适用于本身存在质量缺陷，密实度不够的混凝土，这种情况主要针对混凝土本身的缺陷来进行治理。

4结语

隧道渗漏水病害的防治是一个综合性的问题。目前由于隧道渗漏水病害监控体系还不够完善，治理技术处于比较初级的阶段，若要有效解决隧道渗漏水问题，必须从防、堵、排3个方面着手，三管齐下。本文仅是简单地介绍了隧道病害的危害与成因，以及目前比较常用的病害治理方法，希望对隧道养护及今后的研究有所借鉴。

参考文献

[1]贾骥峰.论公路隧道渗漏的成因及防治对策[J].中国产业，2012(9)：3.

[2]胡强强.高速公路隧道渗漏问题及防治措施研究[J].中外企业家，2014(10)：170-174.

[3]魏红.公路隧道渗漏水的成因及处治方法[J].四川建材，2010(1)：124-126.

[4]虞文锦，陈武威.高速公路隧道病害的成因与治理[J].低温建筑技术，2013(4)：120-122.

[5]关宝树.隧道工程维修管理要点集[M].北京：人民交通出版社，2004.

2.2　洞身掘进排水

在掌子面前进方向外侧底部钻孔增设1根超前导水管，将水引出山体。每根导水管长20 m，当洞内渗水地段较长时则每隔15 m增设1根，导水管与隧道轴线成10°~15°夹角，导水管采用直径75 mmPVC管，按15 cm间距上半圆210°打孔，留1 m实管不打孔，导水管需用土工布包裹。采用导管将地下水导出掌子面。在右出洞口端进洞顺坡施工中，在上台阶纵向两侧拱脚处挖槽埋设直径110 mmPVC管将水排出洞外或至二衬完成后地段。在右进洞口端反坡施工中，在上台阶施工离掌子面50 m以外，在不影响出渣车运行的侧边，挖一个4 m×4 m×2 m的集水坑，用装载机装掌子面积水至集水坑，用泥浆泵抽水至装水车运出洞外。这样布设解决了洞内渗水较大、局部存在承压渗水使隧道成洞困难的难题。同时也利于隧道内运渣车辆行驶。

2.3　洞内路面基层排水

为了防止隧道路面地层地下水上升造成路面损坏，影响行车安全，在路面平整层下每隔10 m布设1根7 m长、直径50 mmHDPE打孔波纹横管，安放坡度与路面横坡度相同，为2%。靠近横管低端，布设2根直径160 mm双壁打孔(上半圆180°)波纹纵向排水管，外包土工布，纵向贯通，横向管与纵向管用三通连接，横向管的水流入纵向管，由纵向管排出洞外。

2.4　洞内路面排水

路面一侧单向横坡低端设置污水沟和排水沟，通过2%单向横坡将路面水排至污水沟，由污水沟排至洞外污水池中。排水沟将衬砌背后渗水排至洞外路基水沟中。污水沟和排水沟坡度与路面纵坡相同[2]。

2.5　洞内衬砌排水

(1) 环向排水盲管。在初期支护完成后，沿洞身每隔5 m布设1根直径50HDPE透水环向盲管，围岩渗水较大地段，每隔3 m布设1根。环向排水盲管的作用是在初期支护喷射混凝土与防水板之间提供过水通道，并使之下渗汇集到纵向排水管。安装时用管箍将环向排水管固定在初期支护层面上。

(2) 纵向排水管。纵向排水管是沿隧道纵向设置在衬砌底部外侧的透水盲管，其作用是将环向排水盲管和防水板排下的水汇集并通过横向排水管排到排水沟。纵向排水管采用直径100 mm HDPE上圆(210°)打孔波纹管，整条隧道贯通。纵向排水管坡度与隧道路面坡度相同，安装时用管箍将纵向排水管固定在初期支护层面上，再用三通管与环向排水盲管相接。

(3) 横向排水管。横向排水管位于衬砌基础和路面的下部，布设方向与隧道轴线垂直，是连接纵向排水盲管与排水沟的水力通道。采用直径100 mmHDPE无孔波纹管，每隔5 m设1根，施工中先在纵向盲管留三通管接头，当电缆沟和排水沟施工时将横向管接通至排水沟，保证纵向排水盲管与排水沟水路畅通。

3洞内防水、堵水

洞内排水主要是施工期间便于成洞、便于出渣，保证施工安全，顺利将洞内水排出洞外，而洞内防水、堵水也是保证施工期间人员和设备安全，运营期间二衬混凝土不渗水，保证营运设备的正赏使用和行车安全。因此排水和防水是一个不可分的有机整体。

3.1　超前预注浆堵水

该隧道裂隙水较丰富，围岩含水量大且地段较长，在右进洞口反坡施工中，为了防止高压涌水的危害，保证掌子面和初支施工人员及设备在洞内的安全，采用了超前预注浆堵水。采用直径×壁厚为42 mm×5 mm钢导管，长5 m，管壁四周钻直径6 mm压浆孔，尾部0.5 m不设压浆孔。沿掌子面拱顶成上3°角、间距0.6 m布设，注浆材料为水泥浆，采用快凝、早强水泥，注浆终压为1～2 MPa。

3.2　注浆防水

该隧道初期支护完成后，发现拱顶和墙身有多处渗水，因而采用注浆进行止水。对于拱顶上面渗水，沿渗水位置环向采用注浆防水，注浆管环向间距0.5 m，采用直径×壁厚为42 mm×5 mm钢导管，长3.5 m，管壁四周钻直径6 mm压浆孔，尾部0.5 m不设压浆孔。对于墙身渗水，在出水点上游钻孔注浆截断水源，并在出水点周围布设导管注浆加固围岩，布设间距0.5 m，采用直径×壁厚为32 mm×3 mm钢导管，长3.0 m。

3.3　防水层防水

初期支护基本稳定后，就可安排防水层的施工。山岭隧道复合衬砌中的防水层是隧道防排水技术的核心，防水板是隧道防水的重要屏障[2]。该隧道防水层材料采用1.2 mm的PVC防水板与无纺土工布(350 g/m2)复合而成，复合防水板的作用是将地层渗水拒于二次衬砌之外。

(1) 施工前的基面处理。复合防水板铺设前必须对初期支护基面进行处理，要求喷射混凝土大致平整，无大的明显的凹凸起伏。对支护表面外露的尖硬物和局部渗漏水应进行处理，表面不平处用喷射混凝土或砂浆找平。

(2) 复合防水板的铺设。防水板铺设应超前二次衬砌施工1～2个衬砌段，在两侧矮边墙部位的防水板应纵向铺设，且绕纵向排水管向内卷曲高达0.5 m以上，其作用是使上部流下来的水全部流入纵向管内，同时矮边墙混凝土施工时不致堵塞纵向管。在矮边墙部位初期支护基面上，根据防水板的挂线间距，用小锤将水泥钉打进混凝土基面里，剩下1 cm时，将复合防水板与相对应的悬挂点的绳子与水泥钉栓牢后，继续敲水泥钉直到与初喷面相平。这样就可将矮边墙部位防水板挂好。

隧道拱部和曲边墙部位防水板应环向铺设，铺设前用简易自制台架先行试铺,并加以调整。用红彩笔在喷射混凝土拱顶正确标出隧道中心线，将防水板的中心线与之对齐，打水泥钉吊挂拱部防水板，水泥钉间距为拱部0.5 m，侧墙1.0 m。拱部防水板挂好后，再沿环向两侧由上而下进行铺设，边铺边将防水板预留绳绑挂在水泥钉上，将水泥钉打平初喷面。铺挂时留有足够的富余量，保证足够的松弛度，衬砌时才能使防水板与喷射混凝土密贴。铺设防水板要调整好2幅防水板之间的搭接宽度，使之不小于10 cm ，铺挂2幅防水板后就可以用热合机进行焊接，两侧焊缝宽度应不小于2.5 cm。防水板下部插入矮边墙防水板后面。

3.4　止水带防水

隧道施工缝、沉降缝是隧道防水的薄弱环节，若处理不当会成为渗漏水的主要通道，因此应予以高度重视。该隧道施工所用二衬模板台车为10 m长，因而每10 m设置1条施工缝，在衬砌结构变化处及连续IV、V级围岩中每40 m设置沉降缝，两侧小矮墙部位设置2条纵向水平施工缝，用背贴式止水带止水。环向施工缝和沉降缝也采用背贴式止水带止水，紧靠防水板用挡头板固定，背贴式止水带宽30 cm，一半在模内，一半在模外，止水带搭接长度为10 cm。在二次衬砌施工缝断面中间设置遇水膨胀式止水条，在沉降缝断面中间，设置遇水膨胀橡胶止水带。在施工缝安装止水条时，先在浇筑混凝土时按止水条形状预留凹槽，浇筑后再安装止水条，并涂刷界面剂。

3.5　二次衬砌混凝土防水

隧道的混凝土衬砌，既是外力的承载结构，也是防水的最后一道防线。采用防水混凝土主要是为了增加混凝土的密实性和抗渗性。该隧道二次衬砌混凝土防水剂采用HEA抗裂型防水剂，掺量为水泥用量的8%。施工时首先浇筑1~2模矮边墙混凝土，灌注时两边应分层平衡施工，每灌一层，应用振捣器捣固密实。然后再用二衬台车浇筑拱部及曲面墙混凝土。

4洞外排水、截水

(1) 隧道右出洞口端在洞外做浆砌片石排水沟，与路基排水沟相连接，排出洞内水。同时在洞外做沉淀池，以沉淀洞内污水，经过沉淀的水排至排水沟。

(2) 右进洞口端路堑、路基边沟做成反坡，向路堑外排水。

(3) 勘探用的坑洼、探坑等应回填粘土，并分层夯实，以防地表水下渗。

(4) 对于隧道顶面上的小溪，在左洞左侧至右洞右侧各不小于50 m的距离内，分别做浆砌片石水沟，沟底水泥砂浆抹面，以防止溪水下渗至隧道。

(5) 在离洞口仰坡坡顶和边坡坡顶大于5 m处，开挖截水沟并用浆砌片石砌筑。截水沟应结合排水系统在洞口开挖前修建，其出水口应防止水顺坡面漫流，洞顶截水沟应与路基边沟顺接成排水系统。

5结语

隧道防排水技术的实施，在于加强对洞内和洞外防排水每道工序的质量控制，以达到设计预期的防排水效果。该防排水技术通过运营证明，无论是施工中的防排水还是结构中的防排水均达到了良好的防排水效果，为以后类似工程提供了一定的经验。

[1]JTG/T F60-2009公路隧道施工技术细则[S].北京：人民交通出版社，2009.

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