隧道仰拱及二襯拱腳滲水的處置技術

（甘肅省公路交通建設集團有限公司，甘肅 蘭州 730070）

甘肅敦煌至當金山口高速公路是國家高速公路（G3011）甘肅柳園至青海格爾木建設項目的重要組成部分，也是連接甘肅和青海兩省的重要通道，路線全長196.355km。其中，作為項目控制性工程之一的當金山特長隧道左洞長4441m，右洞長4418m，最大埋深460m。隧址區(qū)位于中高山區(qū)，屬高寒半干旱氣候區(qū)，季節(jié)性溫差較大，區(qū)域內(nèi)山勢陡峻，分布有4條斷層，海拔高度3000m～3540m，屬高寒干旱地區(qū)石質(zhì)特長隧道。

一、防排水設計方案

（一）防水系統(tǒng)

除仰拱外，初期支護與二次襯砌之間均滿鋪防水卷材，采用350g/m2無紡布+1.5mm厚EVA防水板，搭接寬度≥10cm。

施工縫、變形縫均在防水層內(nèi)側(cè)設置帶半圓孔的背貼式橡膠止水帶，在防水的同時排水，以減小水壓，背貼式橡膠止水帶在兩側(cè)拱腳處與縱向排水盲管連接。

在主洞洞身拱腳兩側(cè)二襯混凝土中間設鋼邊止水帶，加強防水。二次襯砌混凝土抗?jié)B等級不低于P8。

（二）排水系統(tǒng)

縱向排水。隧道兩側(cè)拱腳沿縱向設置內(nèi)徑Φ100HDPE雙壁波紋管，并在波紋管上半斷面打孔。隧道沿縱向在仰拱上方緊貼仰拱處設置中心排水溝，為滿足中心水溝防凍保溫需求，在隧道進、出口約1000m范圍將中心水溝設置在仰拱下方，水溝縱坡與路線同坡。為防止中心水溝堵塞，沿隧道縱向（路線中心處）每隔100m設一處中心水溝檢查井，以便定期疏導、檢查中心水溝。

環(huán)向排水。環(huán)向排水管采用Φ100mm軟式半圓排水管，沿初期支護表面環(huán)向設置，在兩側(cè)拱腳采用三通與縱向管連接。

橫向排水。隧道均設置內(nèi)徑Φ100HDPE橫向排水管，橫向排水管不打孔，通過三通連接縱向排水管與中心水溝。

二、滲水病害特征及原因

2020年3月，在日常質(zhì)量巡查過程中發(fā)現(xiàn)，當金山隧道成洞段仰拱、二襯拱腳部分施工縫處存在混凝土表面潮濕及滲水現(xiàn)象，個別部位伴有白色結(jié)晶體。隨后，建設單位委托第三方檢測機構化驗水質(zhì)及白色結(jié)晶體，結(jié)果表明硫酸根離子含量達1442mg/L，其次為氯離子，含量為15.95mg/L。

圖1 拱腳部位二襯混凝土表面潮濕

圖2 仰拱施工縫處滲水

圖3 塑料排水盲管處置方案

圖4 打孔方案

根據(jù)滲水部位分析，原因總結(jié)為設置在仰拱填充層內(nèi)的中心水溝局部段落出現(xiàn)堵塞，造成排水不暢，導致堵塞段落形成外水壓力。由于縱向排水系統(tǒng)尚未全隧貫通，在堵塞段落局部外水壓作用下，沿縱向、橫向施工縫防水薄弱處滲漏。此外，仰拱及填充層屬于隱蔽工程，在施工時一般采用簡易模板封堵端頭，導致端頭混凝土密實度和表面平整度較差。在下一模仰拱及填充層施工時，未嚴格按照規(guī)范要求，對混凝土表面進行鑿毛處理，導致仰拱整體性較差，致使施工縫成為地下水流通通道。

三、處置方案

（一）未施工段落處置方案

為有效排除仰拱及填充層橫向施工縫處產(chǎn)生的滲漏水，沿中心水溝方向每6m在井壁及井底布設TMF10.5×3.5塑料排水盲管一道。在施工下一板仰拱及填充層前，直接采用鋼筋或鋼釘將TMF10.5×3.5塑料排水盲管（外套透水土工布）固定在已施工完畢的中心水溝井壁上，即可開展下一板混凝土澆筑。

澆筑完成后形成了相應的透水環(huán)，可使仰拱返水通過TMF塑料排水盲管后進入中心水溝排出，避免通過施工縫反射到填充層頂面。

（二）已施工段落處置方案

通過專用清理設備徹底疏通中心水溝。清理沖洗滲水部位的淤泥及雜物，確保排水通暢。

開槽處理滲水部位，找到明確的出水點或滲水位置，引流處理已出現(xiàn)滲漏的路段，以便將滲水點的水引排至通暢段中心水溝或檢查井排出。

在隧道二襯拱腳和仰拱施工縫滲水位置，開鑿深25cm、寬15cm的排水槽，排水槽與中心水溝貫通，在槽底反扣一半的Φ100HDPE塑料排水管，管壁打Φ6mm小圓孔，間距10cm，雙排梅花狀布置，半圓管用雙層無紡布包裹覆蓋。

圖5 引流方案

在中心水溝縱向方向每5m鉆孔一道，孔徑5cm，中心水溝在仰拱以上時鉆孔深度至仰拱以下10cm，中心水溝在仰拱以下時，鉆孔深度至中心水溝底面以下20cm。

在滲水處沿中心水溝縱向仰拱填充頂面鑿槽深25cm、寬15cm排水槽，通過鉆孔與中心水溝貫通，在槽底反扣一半的Φ100HDPE塑料排水管，管壁打Φ6mm小圓孔，間距10cm，雙排梅花狀布置，半圓管用雙層無紡布包裹覆蓋。

在塑料排水管上鋪設10cm碎石反濾層（粒徑3cm至5cm），再鋪設一層防水板隔離碎石反濾層，上方澆筑10cm厚C30混凝土封閉。

四、結(jié)語

經(jīng)過處理后，所有滲水點均未出現(xiàn)二次滲水現(xiàn)象，滲水處置效果較為顯著。

通過在仰拱施工縫處布設TMF10.5×3.5塑料排水盲管，有效阻斷了因仰拱分段施工而產(chǎn)生的滲水通道，避免仰拱施工縫處產(chǎn)生新的滲水點。

實踐表明，該處置方案是可行、有效的，同時，也對高寒干旱地區(qū)石質(zhì)隧道仰拱及二襯拱腳滲水處置提供了新的方法，具有較高的參考價值。