高寒地區(qū)隧道保溫防排水技術(shù)與應(yīng)用

陳彥君

(龍建路橋股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150009)

隧道工程

高寒地區(qū)隧道保溫防排水技術(shù)與應(yīng)用

陳彥君

(龍建路橋股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150009)

介紹聚氨酯保溫層現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡噴涂技術(shù)和隧道凍害預(yù)防、防排水、保溫相結(jié)合的綜合防排水技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)技術(shù)研究并推廣應(yīng)用，有效地保證高寒地區(qū)隧道的排水順暢和凍害預(yù)防，解決困擾多年的高寒地區(qū)隧道施工的技術(shù)難題。

高寒地區(qū)；隧道；保溫；防排水

1 聚氨酯隔熱保溫層技術(shù)

1.1 隧道聚氨酯保溫板的現(xiàn)場(chǎng)制作

隧道聚氨酯保溫板技術(shù)已經(jīng)獲批國(guó)家實(shí)用型專(zhuān)利，其施工技術(shù)是將多種液體原材料在施工現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)聚氨酯厚度和強(qiáng)度要求選擇適當(dāng)配合比，通過(guò)專(zhuān)用設(shè)備在隧道洞體內(nèi)壁上直接噴涂發(fā)泡成型。所生成的聚氨酯層是沿著洞體內(nèi)壁的均勻、整體結(jié)構(gòu)形體，連續(xù)沒(méi)有接縫，利用原材料的液體粘合性與洞體無(wú)縫隙粘結(jié)，形成保溫隔熱層。

1.2 技術(shù)要求

聚氨酯保溫隔熱層為厚度50 mm的整體結(jié)構(gòu)，緊密粘合在隧道內(nèi)壁墻上，避免了常規(guī)保溫板接縫和空隙問(wèn)題。密度要求在35～40 kg/m3。

1.3 施工工藝

(1)隧道二次襯砌內(nèi)壁清洗、除塵、干燥；

(2)噴涂粘合劑；

(3)安裝厚度標(biāo)尺(預(yù)埋)；

(4)發(fā)泡噴涂聚氨酯(專(zhuān)利技術(shù))；

(5)按照厚度標(biāo)尺銑削加工，保證表面平滑，弧線圓滑；

(6)修整、補(bǔ)噴、再加工；

(7)安裝鋼絲網(wǎng)、涂抹防火層。

2 綜合防排水技術(shù)

2.1 洞身開(kāi)挖后的滲水處理

洞身開(kāi)挖后，遵循“動(dòng)態(tài)防排水理念”，根據(jù)隧道圍巖裂隙水滲漏的不同情況，采取不同的防排水措施。

(1)初期支護(hù)噴射抗?jié)B混凝土

一般的噴射混凝土密實(shí)度較差，強(qiáng)度低，在圍巖變形過(guò)程中易產(chǎn)生裂縫，抗?jié)B性較差，霧松嶺隧道在建設(shè)中，采用濕噴混凝土，同時(shí)對(duì)圍巖表面有滲水的部位，嘗試在噴射混凝土中添加抗?jié)B劑，以提高噴射混凝土的抗?jié)B能力。

(2)高壓注漿堵水

注漿是將注漿材料按一定配比制成的漿液，通過(guò)注漿泵壓入隧道圍巖或襯砌壁后的空隙中，經(jīng)凝結(jié)、硬化后起到堵水和加固圍巖作用的一種施工方法，它是深入地層內(nèi)部直接阻止地下水流向隧道的一種防水措施。

2.2 安裝深埋排水溝檢查井

在開(kāi)挖到隧道仰拱底面后，繼續(xù)開(kāi)挖深埋排水溝，檢查驗(yàn)收合格后，安設(shè)排水管檢查井，沿隧道縱向每50 m，設(shè)置隧道排水檢查井，以便進(jìn)行排水管清理，檢查隧道的排水情況，保證隧道排水的暢通。施工期間要定期對(duì)檢查井進(jìn)行清理，防止雜物將檢查井淤死。

2.3 安裝深埋排水管

在開(kāi)挖到隧道仰拱底面后，繼續(xù)開(kāi)挖深埋排水溝，檢查驗(yàn)收合格后，安設(shè)深埋排水管。用透水性良好的土工布進(jìn)行包裹，安裝到深埋排水溝底部，安裝完畢并檢查合格后，采用碎石填充排水溝至仰拱底面。深埋排水管將所有襯砌背面的巖石裂隙水引入隧道排水保溫的目的是出口，并排出隧道體外，達(dá)到防排水的效果。

2.4 預(yù)埋橫向排水管

在開(kāi)挖到隧道仰拱底面后，在隧道邊墻以下，延隧道縱向每10 m安設(shè)直徑Φ100 mm的PVC環(huán)向盲管和直徑Φ200 mm預(yù)制混凝土盲管，并確保兩管接口連接緊密不漏水。PVC環(huán)向盲管上口設(shè)置PVC三通管與縱向排水管相連接，下口伸入到預(yù)制混凝土盲管，預(yù)制混凝土盲管下口伸入到深埋排水溝。

2.5 預(yù)埋縱向排水管

在初期支護(hù)邊墻底部，沿隧道縱向布設(shè)PVC透水管，并采用透水性良好的土工布進(jìn)行包裹，起到滲水的作用，將防水板阻止的巖石裂隙水引入透水管內(nèi)，通過(guò)該縱向透水管將水引入隧道深埋排水管。

該系統(tǒng)的設(shè)置將把防水板收集到的巖體裂隙水通過(guò)縱向排水管引入到環(huán)向盲管，排入隧道深埋排水溝。

2.6 施作保溫出口

遠(yuǎn)離洞口30～50 m外的凍深線以下，布設(shè)隧道排水保溫出口，將隧道內(nèi)的裂隙水通過(guò)排水系統(tǒng)排出隧道以外，達(dá)到隧道排水的目的。在出水口外側(cè)要欲留一定的積水面積，防止出水口位置在冬季由于逐層凍結(jié)，將出水口凍死。保溫出水口凍脹線以下采用漿砌片石砌筑，凍脹線以上回填隧道棄渣，在地表附近鋪設(shè)腐殖土或鋪設(shè)塔頭草。

保溫排水口整體高程要低于洞內(nèi)深埋排水管高程，路緣外側(cè)溝渠附近。

2.7 隧道防水板系統(tǒng)施工

霧松嶺隧道保溫防水結(jié)構(gòu)采用新型低溫柔性好的隧道專(zhuān)用防水卷材(防水板背后自帶凸凹溝槽)，配合400 g/m2土工布作為背后濾水層，充分發(fā)揮防水板縱向和環(huán)向排水的功能。

(1)初期支護(hù)混凝土表面處理

初期支護(hù)噴射混凝土表面，一般較為粗糙，凸凹不平，對(duì)鋪設(shè)防水層質(zhì)量有很大影響，為此對(duì)防水層基面必須按照相關(guān)要求處理，并達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

鋪掛防水層前應(yīng)對(duì)鋪掛基面的進(jìn)行檢查，主要檢查初期支護(hù)噴射混凝土是否表面平整，有無(wú)明顯凸凹現(xiàn)象，基面有無(wú)鋼筋、錨桿、小導(dǎo)管等尖銳突出物，基面有無(wú)明顯裂縫和滲漏水現(xiàn)象。

(2)防水板鋪掛

防水板層的設(shè)置，是利用防水板自帶的溝槽，將滲過(guò)初期支護(hù)的巖石裂隙水引到縱向排水管中，發(fā)揮防水板排水的功能，利用防水板的防水功能，防止裂隙水滲漏侵蝕二次襯砌。

(3)防水板拼接

霧松嶺隧道采用無(wú)釘熱合拼幅法進(jìn)行防水卷材的搭接，施工時(shí)將兩幅卷材平行放好，壓茬寬度為10 cm，然后用專(zhuān)門(mén)的熱合焊縫機(jī)將兩幅卷材邊緣壓合于一起。拼幅接縫為雙縫焊縫焊接，中間留出空腔以便充氣檢查，焊縫寬度不小于10 mm，且均勻連續(xù)，無(wú)假焊、漏焊、焊焦和焊穿等現(xiàn)象，焊接緊密，搭接長(zhǎng)，寬度合理。

(4)防水板破損的檢查與修補(bǔ)

防水板鋪掛完畢后立即進(jìn)行整體檢查，檢查出防水層上有破壞之處后，應(yīng)立即做出明顯標(biāo)記，以便把破損處修補(bǔ)好。補(bǔ)后用真空檢查法檢驗(yàn)修補(bǔ)質(zhì)量。

(5)防水板的保護(hù)

防水層施工完成后，必須嚴(yán)加保護(hù)，否則極易損壞，導(dǎo)致防水質(zhì)量下降乃至完全失效。

2.8 二次襯砌防水混凝土施工

采用整體襯砌臺(tái)車(chē)、大模板、泵送混凝土施工，拱墻混凝土整體灌注，立模時(shí)邊墻和拱部控制線位置準(zhǔn)確無(wú)誤，水平、斷面尺寸和凈空符合設(shè)計(jì)要求，模板做到板縫直順通暢。混凝土采用集中拌制，電子計(jì)量拌合站攪拌，混凝土車(chē)運(yùn)輸，泵送混凝土灌注，插入式振搗器振搗，同時(shí)襯砌臺(tái)車(chē)上有附著式振搗器。

3 結(jié)束語(yǔ)

高寒地區(qū)隧道工程中的保溫防排水施工技術(shù)的全面應(yīng)用，彌補(bǔ)了原來(lái)國(guó)內(nèi)在這個(gè)領(lǐng)域不夠深入、全面，相關(guān)的規(guī)范條文覆蓋面不完善，沒(méi)有系統(tǒng)性研究的空白，對(duì)高寒地區(qū)隧道保溫防排水工程的施工具有指導(dǎo)意義。從而使得工程施工從依靠經(jīng)驗(yàn)處理，缺乏適當(dāng)?shù)睦碚撘罁?jù)階段發(fā)展到理論與實(shí)踐依據(jù)充分的科學(xué)施工階段，可以更好地指導(dǎo)保溫防排水施工、確保工程質(zhì)量、降低工程造價(jià)。

Adissertationonheatpreservationwaterproofanddrainagetechnologyoftunnelanditsapplicationinextremecoldarea

CHEN Yan-jun

(Longjian Road and Bridge Co., Ltd., Harbin, Heilongjiang 150009, China)

This paper introduces the foaming and spraying technology of the polyurethane foam insulation layer, and frost damage prevention, and the comprehensive application of waterproof and drainage and heat preservation technology in tunnel, through technology research and application, effectively guarantee tunnel drainage unobstructed and frost damage prevention, and solve the technical difficulty of tunnel construction for many years in extreme cold area.

extreme cold area; tunnel; heat preservation; waterproof and drainage

U41

C

1008-3383(2017)08-0172-02

2016-12-13

陳彥君(1966-)，男，研究員級(jí)，高級(jí)工程師，研究方向：寒地隧道施工。