防排水技术在浅埋隧道中的应用

(中交第二公路工程局有限公司 710065)

防排水技术在浅埋隧道中的应用

高 飞

(中交第二公路工程局有限公司 710065)

隧道防排水结构是决定隧道运营安全和寿命的重要结构；本文结合岩山隧道的防排水结构，阐述该隧道防排水结构优点及防排水施工关键是施工工艺，以便为后续浅埋隧道防排水设计施工提供参考。

隧道;防排水;应用

岩山隧道位于福建省惠安县沿海地区，隧道最大埋深42m,属于典型浅埋大断面隧道，隧道均为Ⅴ、Ⅳ级围岩,岩体破碎，渗水性强，且隧道所属地域较低，属周边汇水集水区域，隧道洞顶左侧有一常年冲沟，隧道洞室位于地下水位以下，水量较大。隧道所属区域常年雨水充沛、台风天气较多，多年平均年降雨量为1241.8mm，属亚热带海洋季风气候。

1、综合防排水设计

隧道的防排水遵循“防、排、截、堵相结合,因地制宜,综合治理”的原则,该隧道永久防水结构如图1所示。

⑴、洞外排水

隧道洞口位于山凹区域，为避免雨水汇流冲刷洞口，在洞口开挖线5m外顺地势布设洞顶截水沟，将地面径流通过天沟引入边沟排走。洞口路基设置反坡防止水流入隧道。隧道洞顶左侧冲沟进行反压夯填，填土上设置防水层及铺砌浆砌片石，修筑引流排水沟，将山坡汇水引流至路基边沟。

⑵、洞内防排水

隧道洞内排水采用在初期支护和二次衬砌间敷设土工布及防水板,防水板敷设范围为隧道拱顶至边墙拱脚布设土工布+防水板结合纵、环向排水管形成的联合衬砌后防排系统;衬砌工缝防水采用带注浆管橡胶膨胀止水条，变形缝采用中埋式橡胶止水带。

在初期支护中根据地下水量大小设置Ф100mm环向排水半管,将水引入两侧墙脚设置的纵向排水管;沿隧道路面下两侧设置侧向排水沟,将纵向排水管水通过横向连接管引入侧向排水沟内。

洞内水的排流，该隧道未采用传统路面下中央排水沟的设计，而采用隧道两侧路面下设置矩形排水沟，其中较高一侧为暗沟，较低一侧为明沟。在路面基层下部每10米设置一横向排水管联通两侧排水沟。一方面防止较高侧排水沟堵淤，防止积水无法排除，另一方面防止下部渗水渗入路面。排水明沟采用盖板式明沟，该种设计可与电缆沟相结合作为人行通道，又方便隧道排水清淤。

2、防排水的施工

2.1、洞外排水工程

隧道边仰坡开挖前，沿开挖线5m外开挖梯形截水沟，截水沟采用M7.5浆砌片石，浆砌片石下部设置土工布+10cm砂浆防水层，防止截水沟水渗入地下。洞顶左侧冲沟在进洞前采用黏土夯填，填土范围内采用PE防水卷才铺设防水层，上部采用M7.5浆砌片石满砌铺筑，并修建汇水排水沟。

2.2、环向排水管施工

本隧道环向排水沟采用埋置式半圆φ100PE波纹排水管，PE波纹排水管的安装在隧道开挖初喷后安装。根据设计半径开挖隧道后，由于裂隙作用，隧道洞身周边围岩内水均会流出，立即初喷第一层喷射混凝土；待混凝土凝固后观察表面渗漏情况，在渗漏水处设置排水半管，漏水量大的设计双排排水管，漏水量小的设置单排排水管。排水管外部包裹无纺土工布，然后喷第二层混凝土进行封闭。随后进行观察监控，若仍有漏水、渗水现象，在渗漏处钻孔加设引水管引流。如遇大面积渗水无法引流，在初支上切割开凿引流槽，埋设大直径盲管。施工中要确保每根排管均引入墙角纵向排水管，确保渗漏水排除洞外，达到排水通畅、表面干燥的效果。随后根据监控量测情况，待围岩稳定后再铺设防水层。防水层铺设前，每隔4-6米预设置环向排水半管，以用于排除运营期衬砌后因水压变化出现的渗漏水。

2.3、防水层施工

防水层应在初期支护变形基本稳定后, 二次衬砌灌注前施作。本隧道防水层采用350g/m2无纺土工布+1.5mm厚ECB高分子自粘防水板组成。

⑴、土工布施工

土工布作为防水层的主要组成部分，在防水层中的主要作用是：①反虑隔尘作用，防止杂质填塞堵淤防水层；②保护防水板，防止突出物破坏防水板；③减压排水，排除防水板后渗水，减小作用与防水板的水压。因此土工布的原材选用及施工必须满足设计要求，原材选用必须满足物理及力学性能，具备足够的排水性、抗挤压强度和伸缩性。同时施工中要防止其破坏，已保证其在防水层中的作用。

土工布铺设前首先要分析监控量测资料，确认变形已稳定或达到预计变形总量的90%以上；其次要认真检查喷射混凝土面，将外露钢筋头、锚杆、尖锐岩石等不利物质清除，并用砂浆抹平；最后要检查喷射混凝土表面有无突起和凹陷等不平处，对突起和不平出进行处理，达到表面平顺圆滑；采用断面仪检查隧道净空，确保二衬厚度和建筑界限；完成后在初支上安装土工布，土工布挂钉采用预埋式，平均拱顶每米3～4点,边墙每米2～3点，挂钉先与初支中钢筋网焊接预设，安设中预留足够外露长度，这样可确保防水层安装的稳定，不会脱落。随后安装土工布与热熔衬砌垫。

⑵、防水板施工

防水板作为防水层的主体结构，要求其必须有良好的防水性同时，其物理力学性能也要满足要求，要能承受二次衬砌混凝土浇筑使产生的冲击和荷载，同时要有足够的抗裂、抗折、抗老化、抗腐蚀和相应的伸长率等性能。防水板的热熔粘结性必须满足要求，以确保两块防水板的粘结整体性。

防水板铺设采用热熔粘结铺挂工艺。在土工布铺同时采用热熔器熔接在衬砌垫上，粘结剥离强度不小于防水板抗拉强度。防水板之间粘结宽度不小于100mm,且粘接剥离强度不得小于母体拉伸强度的 80%；防水板之间粘接结合部位采用真空加压检测，在0.25Mpa压力作用下5分钟后压力下降不得大于10%。防水板铺设时，要考虑二次衬砌混凝土浇筑时的挤压作用，防水板必须有一定的松弛度，要松紧适度，不紧绷和过度松弛，紧绷会造成施工中防水板挤压破裂，过度松弛，会造成鼓包，导致二次衬砌与初期支护之间形成较大间隙，影响二次衬砌厚度。施工中要注意保护防水板，防止损伤防水板，如发现防水层上有破坏之处,必须立即修复不好，补后采用真空法检测，确保防水层的防水效果。

3、结语

水害是隧道病害的通病，良好完善的防排水系统是保障隧道运营安全和使用寿命的重要保障。隧道的防排水结构要遵循“防、排、截、堵相结合,因地制宜,综合治理”的原则，其次要结合隧道所处地域环境、作用等实际情况，采用最合理、先进的防排水方案。同时施工中要注意材料、机械的选择，注意工艺的控制，注意病害薄弱点的质量控制。确保隧道建成后在运营期中防排水系统能有效的防止隧道水害，保证隧道运营安全。

References)

[1]陈瑾.浅谈隧道防排水施工的要点[J].路桥建设.2016,13（07）：226-227

[2]彭小庆.山岭隧道防排水技术研究[J].山西建筑.2016,42（06）：117-118

[3] JTG F60-2009.公路隧道施工技术规范[S]

U455

B

1007-6344（2017）04-0025-01

高飞：（1983-），男，陕西高陵人，本科，工程师，主要从事公路、桥梁、隧道施工管理工作。