防排水技術(shù)在淺埋隧道中的應(yīng)用

(中交第二公路工程局有限公司 710065)

防排水技術(shù)在淺埋隧道中的應(yīng)用

高 飛

(中交第二公路工程局有限公司 710065)

隧道防排水結(jié)構(gòu)是決定隧道運(yùn)營(yíng)安全和壽命的重要結(jié)構(gòu)；本文結(jié)合巖山隧道的防排水結(jié)構(gòu)，闡述該隧道防排水結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)及防排水施工關(guān)鍵是施工工藝，以便為后續(xù)淺埋隧道防排水設(shè)計(jì)施工提供參考。

隧道;防排水;應(yīng)用

巖山隧道位于福建省惠安縣沿海地區(qū)，隧道最大埋深42m,屬于典型淺埋大斷面隧道，隧道均為Ⅴ、Ⅳ級(jí)圍巖,巖體破碎，滲水性強(qiáng)，且隧道所屬地域較低，屬周邊匯水集水區(qū)域，隧道洞頂左側(cè)有一常年沖溝，隧道洞室位于地下水位以下，水量較大。隧道所屬區(qū)域常年雨水充沛、臺(tái)風(fēng)天氣較多，多年平均年降雨量為1241.8mm，屬亞熱帶海洋季風(fēng)氣候。

1、綜合防排水設(shè)計(jì)

隧道的防排水遵循“防、排、截、堵相結(jié)合,因地制宜,綜合治理”的原則,該隧道永久防水結(jié)構(gòu)如圖1所示。

⑴、洞外排水

隧道洞口位于山凹區(qū)域，為避免雨水匯流沖刷洞口，在洞口開挖線5m外順地勢(shì)布設(shè)洞頂截水溝，將地面徑流通過天溝引入邊溝排走。洞口路基設(shè)置反坡防止水流入隧道。隧道洞頂左側(cè)沖溝進(jìn)行反壓夯填，填土上設(shè)置防水層及鋪砌漿砌片石，修筑引流排水溝，將山坡匯水引流至路基邊溝。

⑵、洞內(nèi)防排水

隧道洞內(nèi)排水采用在初期支護(hù)和二次襯砌間敷設(shè)土工布及防水板,防水板敷設(shè)范圍為隧道拱頂至邊墻拱腳布設(shè)土工布+防水板結(jié)合縱、環(huán)向排水管形成的聯(lián)合襯砌后防排系統(tǒng);襯砌工縫防水采用帶注漿管橡膠膨脹止水條，變形縫采用中埋式橡膠止水帶。

在初期支護(hù)中根據(jù)地下水量大小設(shè)置Ф100mm環(huán)向排水半管,將水引入兩側(cè)墻腳設(shè)置的縱向排水管;沿隧道路面下兩側(cè)設(shè)置側(cè)向排水溝,將縱向排水管水通過橫向連接管引入側(cè)向排水溝內(nèi)。

洞內(nèi)水的排流，該隧道未采用傳統(tǒng)路面下中央排水溝的設(shè)計(jì)，而采用隧道兩側(cè)路面下設(shè)置矩形排水溝，其中較高一側(cè)為暗溝，較低一側(cè)為明溝。在路面基層下部每10米設(shè)置一橫向排水管聯(lián)通兩側(cè)排水溝。一方面防止較高側(cè)排水溝堵淤，防止積水無法排除，另一方面防止下部滲水滲入路面。排水明溝采用蓋板式明溝，該種設(shè)計(jì)可與電纜溝相結(jié)合作為人行通道，又方便隧道排水清淤。

2、防排水的施工

2.1、洞外排水工程

隧道邊仰坡開挖前，沿開挖線5m外開挖梯形截水溝，截水溝采用M7.5漿砌片石，漿砌片石下部設(shè)置土工布+10cm砂漿防水層，防止截水溝水滲入地下。洞頂左側(cè)沖溝在進(jìn)洞前采用黏土夯填，填土范圍內(nèi)采用PE防水卷才鋪設(shè)防水層，上部采用M7.5漿砌片石滿砌鋪筑，并修建匯水排水溝。

2.2、環(huán)向排水管施工

本隧道環(huán)向排水溝采用埋置式半圓φ100PE波紋排水管，PE波紋排水管的安裝在隧道開挖初噴后安裝。根據(jù)設(shè)計(jì)半徑開挖隧道后，由于裂隙作用，隧道洞身周邊圍巖內(nèi)水均會(huì)流出，立即初噴第一層噴射混凝土；待混凝土凝固后觀察表面滲漏情況，在滲漏水處設(shè)置排水半管，漏水量大的設(shè)計(jì)雙排排水管，漏水量小的設(shè)置單排排水管。排水管外部包裹無紡?fù)凉げ?，然后噴第二層混凝土進(jìn)行封閉。隨后進(jìn)行觀察監(jiān)控，若仍有漏水、滲水現(xiàn)象，在滲漏處鉆孔加設(shè)引水管引流。如遇大面積滲水無法引流，在初支上切割開鑿引流槽，埋設(shè)大直徑盲管。施工中要確保每根排管均引入墻角縱向排水管，確保滲漏水排除洞外，達(dá)到排水通暢、表面干燥的效果。隨后根據(jù)監(jiān)控量測(cè)情況，待圍巖穩(wěn)定后再鋪設(shè)防水層。防水層鋪設(shè)前，每隔4-6米預(yù)設(shè)置環(huán)向排水半管，以用于排除運(yùn)營(yíng)期襯砌后因水壓變化出現(xiàn)的滲漏水。

2.3、防水層施工

防水層應(yīng)在初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定后, 二次襯砌灌注前施作。本隧道防水層采用350g/m2無紡?fù)凉げ?1.5mm厚ECB高分子自粘防水板組成。

⑴、土工布施工

土工布作為防水層的主要組成部分，在防水層中的主要作用是：①反慮隔塵作用，防止雜質(zhì)填塞堵淤防水層；②保護(hù)防水板，防止突出物破壞防水板；③減壓排水，排除防水板后滲水，減小作用與防水板的水壓。因此土工布的原材選用及施工必須滿足設(shè)計(jì)要求，原材選用必須滿足物理及力學(xué)性能，具備足夠的排水性、抗擠壓強(qiáng)度和伸縮性。同時(shí)施工中要防止其破壞，已保證其在防水層中的作用。

土工布鋪設(shè)前首先要分析監(jiān)控量測(cè)資料，確認(rèn)變形已穩(wěn)定或達(dá)到預(yù)計(jì)變形總量的90%以上；其次要認(rèn)真檢查噴射混凝土面，將外露鋼筋頭、錨桿、尖銳巖石等不利物質(zhì)清除，并用砂漿抹平；最后要檢查噴射混凝土表面有無突起和凹陷等不平處，對(duì)突起和不平出進(jìn)行處理，達(dá)到表面平順圓滑；采用斷面儀檢查隧道凈空，確保二襯厚度和建筑界限；完成后在初支上安裝土工布，土工布掛釘采用預(yù)埋式，平均拱頂每米3～4點(diǎn),邊墻每米2～3點(diǎn)，掛釘先與初支中鋼筋網(wǎng)焊接預(yù)設(shè)，安設(shè)中預(yù)留足夠外露長(zhǎng)度，這樣可確保防水層安裝的穩(wěn)定，不會(huì)脫落。隨后安裝土工布與熱熔襯砌墊。

⑵、防水板施工

防水板作為防水層的主體結(jié)構(gòu)，要求其必須有良好的防水性同時(shí)，其物理力學(xué)性能也要滿足要求，要能承受二次襯砌混凝土澆筑使產(chǎn)生的沖擊和荷載，同時(shí)要有足夠的抗裂、抗折、抗老化、抗腐蝕和相應(yīng)的伸長(zhǎng)率等性能。防水板的熱熔粘結(jié)性必須滿足要求，以確保兩塊防水板的粘結(jié)整體性。

防水板鋪設(shè)采用熱熔粘結(jié)鋪掛工藝。在土工布鋪同時(shí)采用熱熔器熔接在襯砌墊上，粘結(jié)剝離強(qiáng)度不小于防水板抗拉強(qiáng)度。防水板之間粘結(jié)寬度不小于100mm,且粘接剝離強(qiáng)度不得小于母體拉伸強(qiáng)度的 80%；防水板之間粘接結(jié)合部位采用真空加壓檢測(cè)，在0.25Mpa壓力作用下5分鐘后壓力下降不得大于10%。防水板鋪設(shè)時(shí)，要考慮二次襯砌混凝土澆筑時(shí)的擠壓作用，防水板必須有一定的松弛度，要松緊適度，不緊繃和過度松弛，緊繃會(huì)造成施工中防水板擠壓破裂，過度松弛，會(huì)造成鼓包，導(dǎo)致二次襯砌與初期支護(hù)之間形成較大間隙，影響二次襯砌厚度。施工中要注意保護(hù)防水板，防止損傷防水板，如發(fā)現(xiàn)防水層上有破壞之處,必須立即修復(fù)不好，補(bǔ)后采用真空法檢測(cè)，確保防水層的防水效果。

3、結(jié)語

水害是隧道病害的通病，良好完善的防排水系統(tǒng)是保障隧道運(yùn)營(yíng)安全和使用壽命的重要保障。隧道的防排水結(jié)構(gòu)要遵循“防、排、截、堵相結(jié)合,因地制宜,綜合治理”的原則，其次要結(jié)合隧道所處地域環(huán)境、作用等實(shí)際情況，采用最合理、先進(jìn)的防排水方案。同時(shí)施工中要注意材料、機(jī)械的選擇，注意工藝的控制，注意病害薄弱點(diǎn)的質(zhì)量控制。確保隧道建成后在運(yùn)營(yíng)期中防排水系統(tǒng)能有效的防止隧道水害，保證隧道運(yùn)營(yíng)安全。

References)

[1]陳瑾.淺談隧道防排水施工的要點(diǎn)[J].路橋建設(shè).2016,13（07）：226-227

[2]彭小慶.山嶺隧道防排水技術(shù)研究[J].山西建筑.2016,42（06）：117-118

[3] JTG F60-2009.公路隧道施工技術(shù)規(guī)范[S]

U455

B

1007-6344（2017）04-0025-01

高飛：（1983-），男，陜西高陵人，本科，工程師，主要從事公路、橋梁、隧道施工管理工作。