青藏高原地區(qū)高寒、高海拔隧道防排水施工技術(shù)

李凌云

摘要：本文以青海省省道312線珍秦至稱多公路拉庚拉隧道工程為例，介紹了青藏高原地區(qū)高寒隧道防排水施工技術(shù)，分別闡述了洞內(nèi)外防排水、中心深埋水溝、環(huán)縱向盲溝等分部工序施工要點(diǎn)，對(duì)青藏高原高寒、高海拔地區(qū)隧道防排水施工具有借鑒作用。

關(guān)鍵詞：青藏高原；高寒；高海拔；隧道；防排水；施工技術(shù)

1、工程概況及隧道防排水設(shè)計(jì)原則

拉庚拉隧道位于青海省稱多縣境內(nèi)，隧道長(zhǎng)度2735米，設(shè)計(jì)為單洞兩車(chē)道隧道，隧道建筑限界凈寬10m，凈高5.Om，設(shè)計(jì)縱坡-2.65%。最大埋深454m。

該隧道屬高寒、高海拔地區(qū)。在設(shè)計(jì)時(shí)，為防止凍脹對(duì)隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生危害，隧道防排水采用“以防、排為主，以截、堵為輔，綜合治理”的原則。

該隧道防排水系統(tǒng)由環(huán)向、縱向設(shè)置透水盲溝、初期支護(hù)表面掛設(shè)一布一膜+防水板、仰拱底部設(shè)置中心深埋水溝、襯砌內(nèi)側(cè)設(shè)置雙向側(cè)溝、施工縫、變形縫采用帶注漿管止水條、中埋式止水帶等防排水措施構(gòu)成。

2、防排水施工

2.1 洞外防排水措施

拉庚拉隧道進(jìn)口段圍巖極差，為全風(fēng)化頁(yè)巖，圍巖以粉質(zhì)粘土為主，土質(zhì)不均勻，含5%的碎石，易滲水、坍塌。在邊仰坡施工前，先完成洞頂截水天溝，防止地表水沖刷邊仰坡或滲入構(gòu)筑物背后產(chǎn)生凍脹，破壞結(jié)構(gòu)。

明洞段襯砌采用外貼防水層防水，洞頂回填并設(shè)置粘土隔水層，洞頂刷坡線5m以外設(shè)截水溝，以防止雨水對(duì)坡面及洞口的危害，并與路基排水系統(tǒng)形成完整有效的排水系統(tǒng)。為避免大量雨水及冰雪融水流入隧道內(nèi)，在洞外設(shè)置橫向攔水溝，洞外路基邊溝適當(dāng)加深，以確保水流的暢通。

2.2 中心深埋水溝、檢查井、橫向排水管施工

基坑開(kāi)挖：因深埋水溝開(kāi)挖較深，應(yīng)根據(jù)圍巖情況分次開(kāi)挖到位：同時(shí)應(yīng)注意放坡，施工人員在下方施工時(shí)，應(yīng)清除坡頂邊緣的棄碴，起到減壓作用，防止深基坑坍塌：在圍巖較好的地段，盡可能的縮小開(kāi)挖槽口的寬度，減少對(duì)邊墻底腳的擾動(dòng)，確保拱墻的整體性和穩(wěn)定性。

施作混凝土墊層：按深埋水溝的標(biāo)高，沿縱向坡度施作混凝土墊層，混凝土墊層的施作質(zhì)量，決定了水溝的排水坡度與分節(jié)接口的平順質(zhì)量。

安設(shè)管道：采用砂漿保護(hù)層，對(duì)管道接頭進(jìn)行包裹密封，確保接頭質(zhì)量，達(dá)到封閉效果。

回填3～5mm碎石及片石砼回填：回填前，首先檢查深埋水管的滲水孔有無(wú)淤泥堵塞、深埋水管與橫向排水管連接是否牢固、對(duì)位：回填時(shí)，應(yīng)兩側(cè)對(duì)應(yīng)分層夯實(shí)，如回填不好，易造成仰拱底部出現(xiàn)空洞、不密實(shí)，引起仰拱下沉等情況：碎石回填完后采用C15片石砼回填基坑至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

檢查井施工：每250m施作一處檢查井，井內(nèi)的上下爬梯與橫縱向排水管的聯(lián)接質(zhì)量是檢查井施作的重點(diǎn)，為防止凍結(jié)，檢查井設(shè)雙層蓋板，兩層蓋板之間填塞保溫材料。

施工注意事項(xiàng)：a.要控制好埋設(shè)的坡度.b.對(duì)每節(jié)管聯(lián)接要銜接好.c.對(duì)端頭處水管要采用加蓋處理，防止雜物進(jìn)入堵塞；對(duì)露出的管頭部分注意采用級(jí)配碎石保護(hù)，尤其是管口，有利于下環(huán)銜接：d.中心深埋水溝開(kāi)挖應(yīng)較開(kāi)挖的仰拱距離只長(zhǎng)出1節(jié)管，有助于及時(shí)封閉成環(huán)仰拱初支，確保穩(wěn)定.e.施工過(guò)程中應(yīng)在仰拱前方至少不小于2m處設(shè)集水坑，采用水泵抽入最近的集水井中，不允許有積水浸泡，這樣既可以增加埋設(shè)的水管接頭凝固時(shí)間，又可防止水帶淤泥流入管內(nèi)，堵塞水管。

2.3 環(huán)向、縱向盲溝施工

由于拉庚拉隧道地處三江源頭，俗稱“水塔”，圍巖含水量很大，地下水出露條件不一，受青藏高原高寒地區(qū)影響，隧道縱、橫向盲管外均纏繞無(wú)紡布，以防止水泥或泥土堵塞管道，確保排水暢通，使隧道初支及襯砌內(nèi)外形成通暢的排水系統(tǒng)，才能有效地防止隧道凍害。

環(huán)向盲溝：環(huán)向盲溝設(shè)置于防水板背后，每4m～10m一道，視具體情況而定，適當(dāng)加密環(huán)向盲管，環(huán)向盲溝施工完后，通過(guò)三通連接將水引排至縱向排水盲管，再將水排到中心深埋水溝。

縱向盲溝：為確保初期支護(hù)剩余滲水的引排，在初支表面施作縱向盲溝，縱向盲管采用qbl60排水管，圍巖水經(jīng)由環(huán)向排水管引到縱向排水管再經(jīng)由橫向引水管將水排到中心排水溝。

2.4 無(wú)紡布、防水板施工

初支表面處理：首先保證防水板背后初支表面的平順，并且割去外露的鋼筋頭、錨桿頭等，然后用砂漿抹平，避免刺破防水板。環(huán)縱向盲溝設(shè)置：掛設(shè)無(wú)紡布前應(yīng)先設(shè)置好環(huán)向透水盲溝和縱向透水盲溝。盲溝接頭采用三通聯(lián)接，且縱向透水盲管要預(yù)留向襯砌外引排的PVC管，低洞口處環(huán)、縱向均與中心深埋水溝通過(guò)橫向排水管聯(lián)接，聯(lián)接良好后方能掛設(shè)土工布。環(huán)向無(wú)紡布、防水板掛設(shè)：環(huán)向無(wú)紡布掛釘間距，拱部3～4點(diǎn)/m²，邊墻2～3點(diǎn)/m²，梅花形布置，掛點(diǎn)要盡量規(guī)則，以便于下步防水板掛設(shè)。環(huán)向防水板要自拱部向邊墻順序，依次與熱熔墊圈熱合。無(wú)紡布、防水板掛設(shè)注意事項(xiàng)：其搭接寬度均不得小于10cm。采用調(diào)溫、調(diào)速熱楔自動(dòng)爬行式熱合機(jī)熱熔焊接，焊縫采用雙條焊縫，焊好后進(jìn)行充氣試驗(yàn)。防水板在掛設(shè)過(guò)程中不得有任何刺破，如不小心刺穿防水板時(shí)，要采用熱風(fēng)槍補(bǔ)焊，補(bǔ)焊片直徑不小于30cm。

2.5 止水帶的安設(shè)

中埋式止水帶：所有中埋止水帶必須埋入一半外露一半，環(huán)向止水帶要圓順，且必須置于施工混凝土的中部。安設(shè)前要做到先計(jì)算好止水帶的長(zhǎng)度或采用直觀的纏繞于臺(tái)車(chē)上的方法來(lái)計(jì)算出長(zhǎng)度后再割去多余部分，堅(jiān)決杜絕止水帶不夠長(zhǎng)、未伸到底腳處，盡量減少止水帶接頭數(shù)量。中埋式止水帶埋設(shè)方法很多，其中采用鋼筋卡具固定效果較好，其安裝示意圖如圖所示。

采用這種方法，解決了襯砌環(huán)向中埋式止水帶埋設(shè)困難的問(wèn)題，在安設(shè)過(guò)程中，嚴(yán)禁鐵絲穿透止水帶，每50cm布設(shè)—個(gè)卡具為宜。

止水帶安設(shè)注意事項(xiàng)：接頭聯(lián)接，采用熱熔擠壓或?qū)Ｓ梅浪z粘結(jié)，確保粘結(jié)質(zhì)量。為更好的固定其位置，確保接頭粘結(jié)牢固，粘結(jié)完成后，再采用三個(gè)鋼筋卡夾緊，接頭搭接長(zhǎng)度不小于25cm，襯砌環(huán)向止水帶避免在拱部及拱腰部位搭接。

3、結(jié)語(yǔ)

地下水滲漏是隧道在運(yùn)營(yíng)中主要的病害之一，尤其是在青藏高原高寒區(qū)，極易發(fā)生凍害，因此在施工中應(yīng)采取防、排、截、堵相結(jié)合的原則，嚴(yán)把工序質(zhì)量關(guān)，加強(qiáng)過(guò)程控制，避免對(duì)隧道以后的運(yùn)營(yíng)帶來(lái)較大安全隱患。

青藏高原高寒地區(qū)隧道防排水施工效果，重點(diǎn)體現(xiàn)在防排水系統(tǒng)處理與保溫措施的落實(shí)程度上，防排水各項(xiàng)措施結(jié)合互補(bǔ)，缺一不可，施工過(guò)程中應(yīng)逐項(xiàng)精細(xì)施作到位，否則襯砌后出現(xiàn)滲漏，補(bǔ)救困難。

中心深埋水溝由于施工難度大，一般只適用于高寒區(qū)隧道，但在地下水豐富的隧道施工中，中心深埋水溝對(duì)于降低地下水位，減少襯砌背后水的壓力，防止?jié)B漏效果明顯。

深埋水溝其技術(shù)控制指標(biāo)非常重要，比如管口的銜接、縱向坡度的平順、管內(nèi)定期清淤等。

深埋水溝具有利弊雙面性，優(yōu)點(diǎn)較明顯，但也有如易堵管、相鄰管口錯(cuò)臺(tái)較大造成排水截面減小等缺點(diǎn)，施作不好，易對(duì)后續(xù)工程造成較大影響，對(duì)日后運(yùn)營(yíng)及維修產(chǎn)生極大困難。