論隧道防排水常用施工方法

陳利兵

(四川路航建設(shè)工程有限責(zé)任公司， 四川 成都 610000)

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通工程項(xiàng)目建設(shè)的數(shù)量越來(lái)越大，在隧道工程開挖作業(yè)過(guò)程中，技術(shù)人員應(yīng)掌握控制防排水規(guī)定要求，并加以科學(xué)應(yīng)用，才能才能有效率完成工程目標(biāo)。防排水工程是隧道工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)施工質(zhì)量的要求非常高，稍有不慎，就會(huì)影響防排水功能。因此，對(duì)于隧道防排水常用施工方法進(jìn)行研究和總結(jié)，對(duì)于提升防排水施工質(zhì)量，確保工程目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)具有重要意義。

1 防水系統(tǒng)

隧道防水系統(tǒng)通常包括地表及洞口段防水和洞內(nèi)防水。

1.1 地表及洞口段防水

（1）地表及洞口防水

天然溝谷或灌溉渠經(jīng)過(guò)隧道上部，若滲流影響突出，可選擇移位或鋪砌施工方法。對(duì)洞頂坑洼、洞穴積水地段，應(yīng)填平整理地表，避免積水下滲。隧道洞上部和周邊如有井、庫(kù)、田等位置，應(yīng)充分考慮因隧道而引起地表或地下水位下降、流失、井泉干枯，影響生活及灌溉的可能，應(yīng)采取適當(dāng)措施避免造成水土流失。隧道應(yīng)重點(diǎn)考慮避免地表水通過(guò)地面進(jìn)入土層，其施工方法是填充、鋪砌、勾補(bǔ)、抹面等。對(duì)洞坑穴、鉆孔等都應(yīng)選擇防水材料填充密實(shí)封閉，進(jìn)出口處適當(dāng)范圍地表選擇砼灌注的施工措施。在洞頂有溝谷經(jīng)過(guò)的過(guò)程中，如果地表水對(duì)隧道有非常大的影響時(shí)，可選擇鋪砌施工方法，鋪砌厚度應(yīng)超過(guò)30 cm。當(dāng)溝底巖石破碎及隧道埋深比較淺，應(yīng)結(jié)合隧道支護(hù)設(shè)計(jì)選擇砼灌注施工措施。

（2）明洞防水

明洞外緣防水要選擇全斷面鋪設(shè)有一定耐候能力的寬幅高分子柔性防水卷材。洞頂回填土石外側(cè)通常要鋪設(shè)粘土隔水層，并要與邊坡搭接優(yōu)良，避免地表水滲入。

1.2 洞內(nèi)防水

（1）防水層

如果工程需要選擇復(fù)合式襯砌，應(yīng)在首次支護(hù)和再次襯砌間設(shè)計(jì)防水板和無(wú)紡布，并設(shè)系統(tǒng)盲管（溝）。防水板及無(wú)紡布要沿著隧道全部邊墻基礎(chǔ)之以上全斷面鋪設(shè)；無(wú)紡布密度要超過(guò)300 g/m2；防水板要選擇寬幅容易焊接的、有一定耐候能力的高分子柔性防水卷材，厚度超過(guò)1.0 mm，接縫搭接長(zhǎng)度超過(guò)100 mm。

初期支護(hù)外側(cè)的各種突兀處和凹陷以及再次襯砌過(guò)程中預(yù)埋的各類構(gòu)件如果無(wú)法鑿穿防水層，應(yīng)選擇“無(wú)釘鋪設(shè)”工藝，而土工布的主要作用在于保護(hù)防水板的同時(shí)起毛細(xì)滲水作用。防水層應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)標(biāo)（ GB 12952-2003 ）要求。防水層鋪設(shè)固定工藝（見圖1）如下:

圖1 防水層鋪設(shè)固定工藝

（2）灌注防水

對(duì)在隧道施工可能造成水土流失，影響當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)生活的環(huán)境敏感地段，應(yīng)在查明地下水流性質(zhì)的基礎(chǔ)，采取針對(duì)性的灌注堵水設(shè)計(jì)，達(dá)到“以堵為主，限量排放”的目的，最大限度地保證當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)生活用水不受影響。在地下水豐富，且無(wú)排水條件或者排水造價(jià)太高，以及不允許排水時(shí)，可通過(guò)灌注堵水施工方法。當(dāng)隧道埋深在50 m以內(nèi)時(shí)，可通過(guò)地表預(yù)灌注；當(dāng)隧道埋深超過(guò)50 m 以上時(shí)，應(yīng)選擇開挖掌子面預(yù)灌注。當(dāng)隧道施工遇到有高壓涌水危及施工安全時(shí)，應(yīng)選擇排水方法盡量降低地下水的壓力，然后選擇高壓灌注進(jìn)行封堵。有侵蝕性地下水時(shí)，應(yīng)仔細(xì)考慮侵蝕類型，選擇抗侵蝕砼，壓灌注抗侵蝕漿液。在圍巖破碎、涌水且容易塌陷的地方，宜向圍巖內(nèi)部預(yù)灌注。向襯砌后側(cè)壓漿過(guò)程中，應(yīng)避免由于壓漿而堵塞襯砌后側(cè)的排水通道。圍巖破碎處、斷層破碎處、裂隙較大、容易引發(fā)涌水且塌陷的地方，可壓注水泥砂漿從而避免滲漏。

（3）防水砼

公路隧道工程砼結(jié)構(gòu)應(yīng)符合《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB 50108-2008 ）中防水砼的有關(guān)規(guī)定。砼的抗?jié)B等級(jí)，寒冷地區(qū)有凍害地區(qū)和最冷月份平均氣溫在-15 ℃以下的地帶高于S8，其余地區(qū)高于S6。

（4）接縫防水

隧道二次襯砌的各種施工裂縫，都可以通過(guò)可靠的防水措施來(lái)防護(hù)。對(duì)于地下水豐富、水壓較大地段，隧道襯砌結(jié)構(gòu)施工縫宜選用背貼式止水帶與中埋式緩膨脹性橡膠止水條組合型式防水構(gòu)造，沉降縫宜選用背貼式止水帶與中埋式橡膠止水帶組合型式防水構(gòu)造。對(duì)于地下水量小、水壓不大地段，隧道襯砌結(jié)構(gòu)施工縫可選用中埋式緩膨脹性橡膠止水條型式防水構(gòu)造，沉降縫宜選用中埋式橡膠止水帶型式防水構(gòu)造。

2 排水系統(tǒng)

2.1 洞口段排水系統(tǒng)

（1）洞口地表排水

隧道洞口應(yīng)結(jié)合地形、地質(zhì)、氣象等情況，綜合文明施工要求，科學(xué)布置，綜合治理，合理地布設(shè)疏水、截水、引水設(shè)施。土質(zhì)位置水溝縱坡或石質(zhì)位置水溝縱坡分別超過(guò)20%或40% 時(shí)，要布設(shè)抗滑基座，保障縱向穩(wěn)固。洞上部天溝斷面要綜合考察流入截水溝的匯水區(qū)流量來(lái)判斷。水溝深度應(yīng)高般底寬及深度都要超過(guò)60 cm。水溝一般選擇漿砌片石鋪砌，厚度不小于出計(jì)算水位20cm，30 cm，斷面型式以梯形為主，石質(zhì)地段可選擇矩形。流量超預(yù)計(jì)時(shí)，建議不將水引入路基排水邊溝排泄。

（2）明洞排水

明洞開挖、邊、仰坡防護(hù)前應(yīng)明洞應(yīng)設(shè)置天溝。拱形明洞的“對(duì)稱”和“偏壓”型要在洞上部鋪設(shè)縱向排水溝。其溝底坡度和路線相同并且超過(guò)5%，條件符合的情況下，可在山坡較低一側(cè)拉槽排水。洞頂排水溝同城選擇梯形斷面，漿砌片石厚度超過(guò)30 cm，避免沖刷。明洞防水層外側(cè)應(yīng)間隔2-3 m 環(huán)向設(shè)置千砌片石排水育溝，盲溝用土工布包裹，直接將水引入墻腳外側(cè)設(shè)置的縱向排水花管中。

2.2 洞內(nèi)排水系統(tǒng)

當(dāng)隧道左右洞涌水量差異較大時(shí)，左右洞的排水設(shè)施宜統(tǒng)一進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)圍巖裂隙水選擇盲溝引排，排水盲溝有波紋塑料半圓管、軟式透水管、各種新型排水管等，可因地制宜選用。一般3-5 m 設(shè)一道，應(yīng)該按照“有水治水，無(wú)水預(yù)防”的靈活施工目標(biāo)。隧道內(nèi)宜根據(jù)公路等級(jí)在行車道邊緣設(shè)置雙側(cè)或單側(cè)排水邊溝，用于排放清洗和消防用水，同時(shí)設(shè)置中心排水溝，用于排放地下水。邊溝一般選擇鋼筋砼結(jié)構(gòu)，中心排水溝通常選擇上半斷面打孔PVC雙壁波紋或鋼筋砼管，水溝側(cè)面位置應(yīng)保留必要和充足的泄水孔。

隧道內(nèi)路面基層可選擇15-20 cm 厚水泥處置碎石，以減少路面冒水和排泄地下水，其配合比按相應(yīng)《公路水泥砼路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D40-2011）辦理；也可選擇12-20 cm 厚素砼，并在基層頂部或底部設(shè)置橫向排水盲管。

為促進(jìn)排水管定期選擇管道疏通機(jī)并及時(shí)進(jìn)行疏通，施工上在二次襯砌墻腳縱向間隔50-100m均勻設(shè)計(jì)檢修孔。排水管派出的水經(jīng)測(cè)試孔由橫向PVC 排水管和中心排水溝管接通并排出洞外。隧道內(nèi)主要交通道邊緣的排水溝每隔50 m 安裝一處鐵篦子泄水測(cè)試孔，中心排水溝每220m左右設(shè)一沉沙測(cè)試井，并鋪設(shè)鋼筋砼蓋板。這樣排水系統(tǒng)就構(gòu)造打通成為一個(gè)便于維修、疏通、檢查且“始終通暢無(wú)阻”的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，確保隧道正常運(yùn)營(yíng)。排水系統(tǒng)布設(shè)示例可參見圖2和圖3。前者為典型的排水管鋪設(shè)圖，后者為隧道內(nèi)縱向排水系統(tǒng)的示意圖。

圖2 Ω形排水管鋪設(shè)圖（cm）

圖3 隧道內(nèi)縱橫向排水系統(tǒng)

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于我國(guó)隧道工程來(lái)說(shuō)，防排水是一項(xiàng)非常重要的施工內(nèi)容，應(yīng)在在充分勘察與調(diào)研基礎(chǔ)上，提高對(duì)防排水施工技術(shù)的認(rèn)知和應(yīng)用，并不斷通過(guò)選擇新工藝、新技術(shù)、新方法，提高施工質(zhì)量，使防排水各項(xiàng)施工參數(shù)合理優(yōu)化，同時(shí)做好安全防護(hù)措施，避免造成人員傷亡。

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