公路黄土隧道防排水施工技术探究

韩松

中铁十一局集团第四工程有限公司 湖北武汉 430074

黄土隧道具有特殊的工程性质，在施工过程中隧道灾害比较频繁，黄土隧道洞口附近填挖的地方较大主要是路线走向原因导致的，存在高边与仰坡现象；与此同时，土层表面长期经过风吹日晒风化严重，地基自稳能力极差，滑坡现象经常发生，导致隧道危险重重；且在施工中浅埋以及偏压段的隧道洞口特别爱发生塌方，地下水通过孔隙、垂直节理等途径遇到老黄土，其本身富水性极差，容易发生塌方及变形。

1 工程概况

安兴隧道位于甘肃省东部庆阳市正宁县，陕甘宁三省的交汇处，习称“陇东”，地理位置介于北纬35°17’-7°08’，东经106°46’-108°14’，银百高速重难点工程TYSY5标段。洞内主要岩层为（Q2）富水黏质性强的黄土夹杂圆砾土，老的黄土呈硬塑状并属于Ⅴ级黄土加强阶段，正洞最大开挖宽度15.58m，最大开挖高度11.46m，最大开挖面积达到147.69m，施工过程中存在较大的难度及危险。

2 排水措施

在洞口及洞沿必须考虑要保护环境及外观，是表面看起来平整光滑，沟槽是采用天然或合成的型槽，避免表面有碎片产生，必须采用C20混凝土切割沟槽，此方法比较坚固。砌排水沟，隧道拱顶至边墙下部引水管的地方需做先进的防水出理，避免造成塌方;在沟槽、隧道与墙体之间建造沟槽，以及科学方法防水，避免发生防水事故所产生的故障[1]。墙体、缝口，主要取决于粘+再埋式止水带、止水带和纵向接缝施工，密封胶带、环向施工缝，还需要使用止水带，每30米，砌洞口100-200米范围内，衬砌每隔20米的间距设置20毫米变宽形缝，每一个衬砌处必须修一道25毫米的沉降缝。在隧道使用前，必须考虑施工单位及通车的便利，把排水沟及井盖的盖板做到路面以下，这样外观才美观。

3 隧道防排水系统施工要点

（1）隧道施工防排水工作思路。该隧道处于地下标准水位以上及黏质黄土以下，只靠“防”或“排”的预防方法不可能的，必须根据现行铁路规章制度综合治理的办法，并考虑用“防、排、截、堵”的治理原则和排水工作思想。在施工期间，先强调用“堵”的方法，就是在开挖后及时做初喷混凝土封闭开挖的面积，避免开挖面松动。急需阻止黄土中的水在开挖后由静压力作用形成通路；而想永久的保护设施必须强调用“排”的方法，即在隧道二次衬砌完成后，及时把水排出降低水压，整个隧道工程体现“无压排水”的设计方案和施工思路。

（2）隧道防水施工的几个要点。①衬砌防排水。目前以国内隧道衬砌结构还是存在严重渗漏水的情况。隧道拱形顶漏水及路面涌水等现象目前体现在公路隧道较多。黄土隧道排水系统经过多年的通车逐渐就会失效，黄土隧道的周围的岩口随着时间并快速风化，影响安全性能。黄土隧道渗漏水以地质水文和人为因素两类造成的灾害，地质水文条包括黄土的土质的黏性及工程结构构造特征以及地下水位条件等，人为因素主要是因为对隧道走廊地段各种地质条件认识欠缺，未及时采取排水措施而造成的渗漏水。②复合式防水层。设于初期支护和二次模筑需用（防水板+无防布）复合式防水层，其表面光滑并可减少混凝土与二次模筑混凝土之间约束应力，可防止二次衬砌混凝土时产生墙壁裂缝，也能阻混凝土表面渗出的水分渗透到衬砌混凝土表面上。施工过程为：初喷混凝土表面必须平整牢靠并无尖锐凸出物，在处理过的部位及周边按照施工规范要求用水泥沙浆仔细做覆盖处理。初喷混凝土平整完表面后将无防布用塑料圆垫片贴上，再用水泥钢钉锚固塑料垫片，避免无纺布脱落。③仰拱开挖面冒水处理。在隧道仰拱开挖过程中需靠近掌子面一侧设小型积水池，便于仰拱抽水。多次循环开挖仰拱的同时，总结出了挖积水池的实用尺寸：长1.6米*宽1.2米*高0.05米。仰拱开挖完成后，如果能看到基底有大量的浸水以及部分表面出现了像泉眼一样不停地冒水，及时采用仰拱初喷的方法处理表层，厚度约在15-20厘米之间。仰拱初喷体现的作用有及时封闭开挖面、防止地基软化和水流形成通路，同时快速提高地基承载力；在壳体结构作业中形成硬质的表面，快速的闭合有利于初支钢拱架的施工。

（3）防水层的施工工艺。为了预防隧道中心排水管在冬季零摄氏度以下结冰，必须使用保温性能好的保温层来预防结冰，在隧道进口及出口规定的范围内必须使用中心排水管，在每个隧道的检查孔的地方每隔50米设计一个。各横洞与主洞交叉断开的部位需安装纵向排水管，以便排水并设置堵头，只要是横洞两边的排水管都需用三通连接主洞两侧的纵向排水管道，每10米设计一处横向排水管，利于纵向排水管内的水快速流入中心排水沟内，这样才能防止隧道有积水现象。横向排水管之间的距离可根据流水量大小进行调整，在隧道进出口规定的范围内只要是有水管的地方均采用保温材料包裹。环向排水盲管采用100mm半圆排水管，每隔4米以纵向装一道管道，针对渗水的地方必须增加排水管的密度。在隧道运行前必须做防水层的质量检查，必须经过具有检测资质的机构进行全面指标的检验，并达到设计的要求，提高了防水工艺[2]。

4 结语

黄土隧道的变形在初期不能被支护系统有效的控制，对于隧道的初期支护必须承担着主要荷载能力。隧道建设必须遵循隧道排水系统的规章制度，因地制宜及综合治理的原则，结合影响隧道防排水工程的各种因素，经过实践后总结出一套有效的隧道防排水制度，该方法果断地解决了大断面富水段黄土隧道施工中存在诸多技术的疑难杂症，并使隧道排水工艺达到不留任何后患的目的。