浅析隧道防排水施工

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[摘 要]隧道建成投入运营后，地下水常从混凝土衬砌的施工缝、变形缝、裂缝甚至混凝土孔隙等通道，渗漏进隧道中。为确保行车速度，行车安全及洞内电器设备的正常使用必须保证隧道内部各部位不渗漏水。因此，隧道施工防排水尤其重要，本文结合头道沟一号隧道的施工实践主要介绍了隧道施工中防排水的施工方法。

[关键词] 隧道防排水施工

1 工程概况

1.1工程简介

头道沟1#隧道左洞长度为1052.6米（其中明洞50米、暗洞1002.6米），右洞长度为1045米（其中明洞10米、暗洞1035米），隧道采用复合式衬砌，衬砌断面采用三心圆内轮廓。内轮廓面积126.74（含仰拱），净空周长41.62m。隧道明洞按明挖法施工，暗洞均按新奥法原理进行施工。

1.2水文地质

本区主要含水组为基岩裂隙带。基岩裂隙带主要为侏罗系中统髫髻山组砾岩主要分布在洞身，基岩节理、裂隙为地下水提供了较好的储水及径流通道，其含水性受裂隙发育程度控制，呈各向异性，透水性及富水性变化大，地下水水源补给主要为大气降水。隧道出口为第四系松散水组，但分布范围较小。场区地下水位埋深较深，地下水位标高约273.5～280.8m。

2 隧道防排水施工基本原则

为避免和减少对隧道工程的危害，采用“截、堵、排相结合，综合治理”的基本原则，并以模筑混凝土衬砌作为防水（排水）的基本措施。

3 进洞前防排水处理 首先,在隧道进洞前对隧道轴线范围内的地表水进行了解,分析地表水的补给方式、来源情况,做好地表防排水工作。在隧道洞口上方按设计要求做好天沟,并用浆砌片石砌筑,将地表水排到隧道穿过的地表外侧,防止地表水的下渗和对洞口仰坡冲刷,并与路基边沟顺接成排水系统;洞顶开挖的仰坡、边坡坡面可用锚喷网联合支护方式将其封闭;若在洞顶设置高压水池时,应做好防渗防溢设施,且水池宜设在远离隧道轴线处等。

4 洞内防排水设计

根据隧道的实际情况和设计要求采用防、排相结合的综合防排水处理方案。排水设计为：在二衬砌砼与初期支护间每10米设一道Φ50环向透水盲管，集中涌水处设三道Φ50环向透水盲管，并沿隧道纵向在隧道两侧各设一道Φ100纵向透水盲管，坡度平行排水沟坡度，环向Φ50透水盲管与纵向Φ100透水盲管采用塑料三通管连接。防水方案为：洞内全长在二衬砌砼与初期支护间铺设EVA复合型防水板，二次衬砌采用防水等级为S8的混凝土,施工缝设置中埋带注浆管橡胶膨胀止水条,沉降缝、变形缝处设置中埋止水带。

5 防排水施工技术

5.1复合防水板施工方法

图1 复合防水板施工工艺图

5.1.1施工准备

防水板安装台车就位后，将初期支护表面外露的锚杆头、钢筋头齐根切除，并抹砂浆将其覆盖。将初期支护表面凹凸不平的部位进行修凿抹平。对爬焊机、焊塑枪接电检查，试验其能否正常工作。

5.1.2防水板的铺设与固定

①用冲击钻沿隧道轮廓从上向下钻孔，间距拱部0.5-0.7m，边墙1.0-1.2m。

②在孔内钉木楔，在木楔上钉钉子。

③在钉子上安装环向铁丝，在铁丝上系防水板。

④开启FS-B1自动爬焊机，调试好温度及爬行速度，待温度达到后进行试焊，当试焊可行后，进行正式焊接，将防水板接缝压入爬焊机热楔，开动爬焊机，手扶控制方向，防水板的搭接宽度≥10cm。

⑤进行质量检验，检查接缝是否有漏焊现象，焊点有无虚焊及焊穿现象，针对情况采用焊塑枪进行补焊。

⑥当质量检验合格后，工作平台移到下一作业面。

5.1.3防水板施工技术要点

①固定防水板时，应视初期支护平整度将防水板预留一定的富余量，以防过紧而被砼挤破。

②为使防水板接头焊接良好，防水板每环铺设长度应比衬砌长度长0.5～1m，以利接头焊接施工。

③防水板接缝和衬砌施工缝应错开0.5～1.0m。

④防水板铺设好后，尽快灌注砼。

⑤衬砌中钢筋安装、各种预埋件设置、挡头模板安装，以及泵送砼等工序作业时要防止破坏防水板。

⑥使用爬焊机焊接时要控制好温度及热熔时间，以免造成焊穿及假焊现象。

5.2透水盲管安装施工方法

根据设计要求，隧道二次衬砌与初期支护间两边墙底部贯通设置纵向盲沟，采用Φ100mm透水盲管，每10m设环向盲沟，采用Φ50mm透水管。纵向盲管与环向盲管用塑料三通连接，纵向盲管采用Φ100mm透水盲管通至排水沟，安装方法为：

5.2.1首先用冲击钻在初期支护表面钻孔，环向间距60～70cm，孔径2.0cm。

5.2.2在孔内钉木楔，在木楔上钉钉子。

5.2.3在钉子上安装环向铁丝。

5.2.4将透水盲管用系带绑扎在铁丝上。

图2透水盲管安装布置

5.2.5透水盲管施工技术要点: ①铺设前,先测量长度,修整基面。若砼喷面不光滑或有凸出的铁线、钢拱架,应进行整修处理。 ②安装时应保证环向排水管顺直且与岩面密贴、固定牢固 ③拱部施工时将排水盲管预留至边墙下,端部用无纺布包裹,防止进水泥浆,便于边墙施工时接长。

5.3橡胶止水带安装施工方法

衬砌砼中施工缝、沉降缝是隧道防水的薄弱环节，若处理不当，则会成为渗漏水的主要通道，本隧道施工缝设置中埋带注浆管橡胶膨胀止水条,沉降缝、变形缝处设置中埋止水带。由于止水条、止水带有遇水膨胀的特点，故能起到紧固、密封接头缝的作用。

5.3.1橡胶止水带的安装

橡胶止水带安装采用预埋式，它具有构造简单、施工简便及质量可靠等有点。详情见图3，施工方法为：

①沿设计衬砌轴线每隔不大于50cm钻一Φ12mm的钢筋孔。

②将制成的钢筋卡由待灌混凝土一侧穿入另一侧，内侧钢筋卡卡紧止水带一半，另一半止水带紧贴在挡头板上。

③止水带接头处搭接长度不小于10cm，采用胶粘剂进行粘合。

5.3.2橡胶止水条、止水带施工技术要点: ①止水条的敷设应牢固、严密饱满有序:横平竖直、弧线圆顺、表面平齐、无扭曲。 ②橡胶止水带不得被钉子、钢筋及石子等刺破。发现破损应及时修补或更换。 ③在固定止水带和灌注混凝土过程中应防止止水带偏移。 ④加强混凝土的震捣,排除止水带两侧气泡和空隙,使止水带和混凝土紧密结合。 ⑤根据每一环止水带长度,向厂商定制适宜的长度,尽量减少接头。如需搭接,其搭接长度≥10cm。

图3 止水带安装图

5.4防水混凝土 防水混凝土等级C25S8，二次衬砌采用整体衬砌台车施工,长度为12m,边墙混凝土的坍落度12~16cm,拱部混凝土的坍落度16~19cm,越到拱部其坍落度越大。混凝土的震捣采用内外震捣,保证混凝土的模内流动,对混凝土的密实有利。 5.4.1防水混凝土施工技术要点: ①混凝土灌注过程中要注意混凝土的下落高度,若是下落高度太高,将造成灌注窗口部位的下方混凝土粗骨料的配合比发生变化,满足不了防水混凝土的抗渗要求。故要求混凝土的下落高度控制在2m以下。 ②混凝土的震捣采用内外震捣,在台车每隔2m高度开设一排震捣窗,加强混凝土的震捣,保证混凝土的密实度。 ③在砼中掺外加剂以提高砼的抗渗性、和易性、密实性,以补偿砼的收缩性能。 5.5二次衬砌渗漏处理与控制 5.5.1引流堵漏。对于滴水及裂纹渗漏处,可采用凿槽引流堵漏施工方法。如在渗漏部位顺裂缝走向将衬砌混凝土凿出一定宽度和深度(如宽20mm,深30mm)的沟槽,埋设直径略大于沟槽宽度或与沟槽宽度相当的半圆胶管将水引入边墙排水沟内,再用无纺布覆盖半圆胶管或防水堵漏剂封堵,然后用颜色相当的防水混凝土封堵或抹面。 5.5.2注浆堵漏。对于渗漏严重部位,可采用注浆堵漏施工方法。如在渗漏部位凿出一定宽度和深度(如直径80mm,深40mm)的凹坑,清理混凝土渣,并检查表面混凝土密实性,从渗漏部位向衬砌钻孔,其深度建议控制在衬砌厚度范围内,埋管注浆,其注浆浆液通过设计确定。

6 总结

初期支护表面找平、透水盲管安装、防水板铺设焊接、止水条止水带安装、防水混凝土浇筑的施工质量都对隧道防排水效果产生很大的影响,施工中的每一点疏忽都可能造成渗漏水隐患。因此,应认真做好隧道防排水系统施工，加强对每道工序的施工质量控制,严格按规范施工确保施工达到设计效果,才能保证隧道在施工及运营期间不受水害影响。

参考文献

[1]《现代隧道工程理论与隧道施工》，西安交通大学出版社，2006.11

[2]《承德至秦皇岛高速公路承德段两阶段施工图设计第一分册》，中交第二公路勘察设计研究院有限公司，2010.3

[3]《公路隧道工程施工》.人民交通出版社, 2008

[4]《公路隧道施工技术规范》: 人民交通出版社, JTC F60―2009

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。