浅谈双膜盲沟网在盘道岭隧洞洞身排水上的应用

(甘肃省引大入秦工程管理局，甘肃 兰州 730000)

1 工程概况

引大入秦工程是将大通河水跨流域调至秦王川地区的一项大型自流灌溉工程，盘道岭隧洞作为引大入秦工程的“咽喉”，其安全运行直接影响到引大入秦工程的供水保证率。盘道岭隧洞位于永登县境内，西起大沙沟双牛村，东至毛家沙沟许家场子，洞长15.723km。进口底板高程为2211.815m，出口底板高程为2196.092m。设计断面为圆拱直墙型(带仰拱式底板)，隧洞净宽4.2m，净高4.4m，设计流量为29m3/s，加大流量为34m3/s。施工采用复合式衬砌型式，一次衬砌为喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢拱架，二次衬砌为现浇混凝土和钢筋混凝土。2013年9月，对该隧洞桩号64+482.68～66+554.68、桩号71+740.68～71+923.68、桩号76+719.68～78+319.68三段共长3845m进行加固改造，主要解决洞身裂缝及渗水问题。加固改造后，隧洞衬砌内断面型式为马蹄形，断面尺寸为3.7m×3.9m(宽×高)，顶弧半径1.85m，侧墙圆弧半径5.55m，底板圆弧半径5.55m，最小衬砌厚度为0.25m。通水运行至今，洞内仍存在多处安全隐患：如多处侧墙和拱顶有新裂缝出现和原裂缝发展变化趋势；部分洞段有地下水渗出，并伴有白色析出物；洞底、侧墙及拱顶有混凝土腐蚀剥落现象等。根据引大管理局与甘肃省水利科学研究院对隧洞混凝土裂缝进行的调查结果，其主要病险段长2756.6m，一般病险段长642m，普查观测洞段长11378.4m，无裂缝洞段长946.154m。隧洞沿线含水地段总长度约为5.37km，地下水对普通混凝土具有不同程度的结晶硫酸盐型侵蚀。

2 除险加固方案选择

在除险加固改造方案中，要求在洞身设计水位以上随机布设φ50排水孔，排拒3.0m。但部分渗水点处于设计水位以下，在洞身混凝土浇筑过程中，地下水沿隧洞纵、横向裂缝及集中渗漏点侵入新浇筑的混凝土中，形成新的渗水通道，对隧洞混凝土的耐久性造成严重影响。为保证混凝土的质量，采取了以下三种排水方案。

方案A：施工初期，在隧洞洞身有集中渗流点(射流状、滴状等)的区域，在集中渗流点安装PVC排水管，利用排水管将渗水引出新浇筑混凝土，对洞身裂缝渗水不做处理。

方案B：在隧洞洞身有集中渗流点(射流状、滴状等)的区域，在集中渗流点安装PVC排水管，利用排水管将渗水引出新浇筑混凝土。对裂缝渗水，沿裂缝布设排水孔，安装PVC排水管，利用排水管将渗水引出新浇筑混凝土。

方案C：沿隧洞洞身裂缝布设双膜盲沟网，结合PVC排水管，利用塑料盲沟网和PVC排水管将地下渗水导出新浇筑混凝土。

在混凝土施工过程中，方案A、方案B可以有效排出集中渗水，但对于裂缝渗水排水效果不明显，裂隙渗水在渗透压力作用下，形成了新的渗水通道，降低了混凝土的质量和耐久性，最终弃用。而方案C利用双膜盲沟网进行隧洞洞身排水可以降低渗水压力，消除渗透破坏，效果最佳，因此，最终选择方案C进行隧洞洞身排水。

3 双膜盲沟网排水方案

3.1 材料选择

在排水方案中，选择的排水材料不仅要考虑排水，还要考虑隔水，以防排水通道阻塞。经过反复选材，最终选用双膜盲沟网。该材料由三层组成：渗水层、排水层和隔水层。渗水层为土工布，耐腐蚀，透水性好，能起到过滤、透水、隔离的作用；排水层为塑料盲沟片，能充分排出渗水；隔水层为土工膜，能起到防水阻隔的作用，材料构成详见图1。

图1 双膜盲沟网材料构成

3.2 施工工艺流程

3.2.1 基面清理

该工程基面为原有混凝土面，由于渗水多沿裂缝渗出，并伴有白色析出物，析出物经多次堆叠，形成凸起，导致双膜盲沟网在铺设中不能平展紧密地贴紧混凝土面，形成空包。为提高铺设及排水效果，先对混凝土基面附着物进行清理，清理范围为渗水裂缝两边各10cm。

3.2.2 准备工作

双膜盲沟网为宽2～3m的排水卷材，为防止材料浪费，减少工程投资，铺设前将双膜盲沟网裁剪成宽20cm的长条。同时，为保证铺设的牢固性，将1mm镀锌铁皮裁剪成2cm×2cm的块状，作为安装垫片备用。

3.2.3 双膜盲沟网铺设

双膜盲沟网主要沿着隧洞洞身纵向及横向裂缝进行铺设，透水层(土工布)紧贴混凝土面，可以利用土工布的透水、过滤、隔离作用，充分汇集裂缝渗水，同时可以防止细小颗粒进入塑料盲沟内形成堵塞；而外侧的隔水层(土工膜)，不仅可以防止地下渗水渗入到混凝土内部，还可以在混凝土浇筑时，防止水泥浆液及细小颗粒进入中间的塑料盲沟，凝结堵塞排水通道。双膜盲沟网利用射钉枪沿两侧按20cm×20cm间距固定于原混凝土面，纵向铺设的盲沟网深入横向盲沟网内部，以方便沿纵向裂缝的渗水汇入横向铺设的盲沟网。隧洞洞身横向铺设的双膜盲沟网从底板与洞身混凝土接缝引出混凝土，将汇集的地下水通过底部排出到混凝土外部，减少渗水对混凝土浇筑质量的影响，并减小隧洞洞身的侧向水压力。

3.2.4 检查与维护

由于双膜盲沟网与钢筋安装存在交叉作业，在钢筋安装时，容易使双膜盲沟网脱落，在钢筋安装完成，钢模台车就位前，需对已铺设的双膜盲沟网进行全面的检查，对已脱落的重新进行加固，对破损的进行更换。

3.3 排水效果

双膜盲沟网安装完成后，将隧洞裂缝渗水汇集到中间塑料盲沟网内，集中排出到新浇筑混凝土外侧，减小了渗水压力，降低了地下水对新浇筑混凝土的侵蚀破坏，减少了新的渗水通道的形成，确保了新浇筑混凝土的施工质量，实验效果良好。

4 铺设中的影响因素

4.1 混凝土基面清理的影响

盘道岭隧洞除险加固采用套衬混凝土，在铺设前需对原混凝土面的白色析出物进行清理，以利于双膜盲沟网的铺设。在实际施工中，对两侧边墙及顶拱析出物采用手持式气动凿毛锤进行清理。但此方法,不仅清理速度缓慢，严重影响工期，而且清理单价高达300元/m2。为解决存在的问题，加快施工进度、提高清理效果，通过多次改进施工设备，最终采用手持式切割机，利用切割片和钢丝刷结合的方式对基面进行清理，施工进度明显提高，为工程的顺利实施提供了保障。

4.2 钢筋安装的影响

双膜盲沟网的铺设和隧洞洞身钢筋安装存在交叉作业，先铺设双膜盲沟网后安装钢筋，容易造成脱落、破损，需进行二次加固或更换，将增加人工投入；而先安装钢筋后铺设双膜盲沟网，由于钢筋间距为20cm，并且是双层钢筋网，将增加铺设难度，延长施工时间。经过综合比较，最终采用先铺设双膜盲沟网后安装钢筋的施工方案。

4.3 集中渗水的影响

盘道岭隧洞洞身存在射流状集中渗漏点，且处于双膜盲沟网铺设条带中，若采用双膜盲沟网排水，地下渗水不能及时排出，容易从贴合面渗出，影响排水效果。在工程施工中，为及时排出地下水，在集中渗漏点安装PVC管，将PVC管穿透双膜盲沟网，沿双膜盲沟网外侧固定，利用PVC管和双膜盲沟网内塑料盲沟片一起将地下渗水排出新浇筑混凝土，确保集中渗水与裂缝渗水都能够及时排出。

5 施工保证措施

5.1 组织管理

按照组织机构划分，制定岗位职责，安排专人负责双膜盲沟网的铺设、检查与维护，通过多次的铺设，及时发现施工中存在的不足之处，提出更加有效的解决措施，提高铺设质量和铺设效率。

5.2 资源配置

由于盘道岭隧洞除险加固段沿线存在不同程度的渗水，双膜盲沟网铺设工程量较大，这就要求根据工程施工进度，保证足够的原材料和施工耗材储备量；同时要有一定的清理和安装备用设备，以满足正常的施工需求。

5.3 安全保障

在双膜盲沟网安装过程中，要利用射钉枪进行固定。射钉枪的安全保管与使用是不容忽视的隐患。在施工过程中，安排专人保管与使用射钉枪，并对领取、使用、回收的射钉弹进行清点，可有效降低安全风险，确保安全生产零事故目标。同时，由于部分作业面高于2m，需搭设施工脚手架，脚手架的搭设必须符合规范要求，施工作业人员要正确佩戴、使用安全防护用品，并配置安全管理人员进行现场监督管理，以有效消除高空作业安全隐患，确保施工人员人身安全。

6 结 语

混凝土的质量对盘道岭隧洞的正常安全运行起着至关重要的作用，而地下渗水的及时排出，为混凝土质量达到设计要求提供了保障。在盘道岭隧洞地下水排出过程中，通过不断改进排水措施，选用双膜盲沟网排出洞身渗水，有效降低了地下渗水压力，减少了地下渗水对新浇筑混凝土的侵蚀，提高了混凝土施工质量及耐久性，排水效果良好。利用双膜盲沟网排出裂隙渗水，既可以提高工程施工质量，又可以提高工程施工进度，值得推广使用。