排水式快速安裝止水槽在隧道防排水中的應(yīng)用

徐 亮，李 欣

1.中交第三航務(wù)工程局有限公司南京分公司，江蘇 南京 210009

2.中交二公局第二工程有限公司，陜西 西安 710075

滲漏水是隧道最常見的病害，威脅隧道的安全運營，增加隧道的維護費用，影響隧道的整體形象。隧道的滲漏水主要發(fā)生在襯砌段間的施工縫（包括變形縫）上。目前，國內(nèi)用于二襯施工縫、伸縮縫的防排水普遍采用傳統(tǒng)中埋式止水帶，有鋼板膩子止水帶、一字形橡膠止水帶+背貼式止水帶等。

止水帶雖能夠很好地將裂隙水止于二襯混凝土后，但仍存在以下不足：（1）對漏水只堵不排，止水壓力大，止水困難。（2）造型不佳，安裝不便。目前通常采用簡易鋪掛臺架和小型機具手工作業(yè)，機械化程度低，防排水設(shè)施的施工質(zhì)量直接與施工人員的素質(zhì)相關(guān)，同時質(zhì)量檢驗大多靠充氣檢驗和肉眼觀察的方式進行，檢驗的可靠性低。（3）二襯混凝土澆筑過程中，安裝好的止水帶易受外力影響發(fā)生變形、錯位等問題。（4）端頭二襯止水帶裸露在外，掌子面爆破過程中飛石、突發(fā)氣浪會不同程度地破壞止水帶。

因此，技術(shù)上的缺陷會造成各種施工困難，使看似完善的設(shè)計思想無法得到真正落實。排水式快速安裝止水槽的出現(xiàn)則彌補了止水帶的不足，優(yōu)化了施工工藝，更方便了現(xiàn)場的施工。相較于老式止水帶，排水式快速安裝止水槽更符合施工現(xiàn)場的技術(shù)需求，具有安裝方便、堵排結(jié)合、集中引流、排水緩壓等特點，能更進一步提高隧道排水能力。

1 工程概況

云南省華坪至麗江高速公路石格拉2#隧道為一座分岔隧道（Ⅱ型連拱隧道-小凈距隧道），左線隧道長4832m，右線隧道長4890m。隧址區(qū)地下水類型為第四系松散層孔隙水及基巖裂隙水，分別賦存于坡殘積層、基巖巖層中，水位埋深隨季節(jié)變化，水量受基巖裂隙發(fā)育程度影響，局部可能富集。地下水以大氣降水補給為主，以蒸發(fā)、側(cè)向徑流為主要排泄方式。

隧道圍巖以中風(fēng)化玄武巖為主，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體較破碎，多呈碎石狀碎裂結(jié)構(gòu)或塊狀鑲嵌結(jié)構(gòu)。巖土體富水性較弱，開挖時可能存在淋雨狀或涌流狀出水、滲水等現(xiàn)象，雨季流量可能有所增大。

2 排水式快速安裝止水槽概述

云南省華坪至麗江高速公路石格拉2#隧道采用排水式快速安裝止水槽，排水式快速安裝止水槽（又稱H形止水槽）是一種具有新型結(jié)構(gòu)的隧道施工縫用止水材料，可以將流至施工縫迎水面的地下水先排后堵，減小或者基本消除止水槽迎水面的水壓，使止水槽在低壓或無壓的狀態(tài)下止水。

排水式快速安裝止水槽材料具有良好的彈性、耐磨性、耐老化性和抗撕裂性能，適應(yīng)變形能力強，防水性能好。該止水槽材質(zhì)為橡膠，利用橡膠的高彈性，在各種荷載下產(chǎn)生彈性變形，從而能堅固密封，有效地防止建筑構(gòu)造漏水、滲水并起到減震緩沖的作用。

止水槽由H形框架、位于左右兩側(cè)的止水翼（其上有若干止水棱）以及頂部的止?jié){濾水條構(gòu)成。H形的上凹口與頂部的止?jié){濾水條形成排水通道，H形的下凹口供端頭模板插入，使止水槽準(zhǔn)確就位。止水棱的作用是增加止水帶兩側(cè)的抗?jié)B阻力，同時增加止水翼的抗拔力，以免施工時止水槽意外脫落。排水通道和縱向排水管連接，即將波紋管的一端插入止水槽的排水通道，另一端穿過防水層插入縱向排水管，接縫處可填充密封膠。止?jié){濾水條在襯砌混凝土澆筑時阻止水泥漿進入排水通道，而在隧道服務(wù)期間，襯砌壁后的滲水經(jīng)過濾水條的過濾可通過排水通道下排。排水式快速安裝止水槽橫斷面結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 排水式快速安裝止水槽橫斷面結(jié)構(gòu)圖

排水式快速安裝止水槽的合理造型使其安裝使用十分方便，安裝時只需用襯砌混凝土臺車的端頭模板插入H形的下凹槽并直接頂壓即可，安裝方便，可以提高施工質(zhì)量，從而完全實現(xiàn)設(shè)計思想。排水式快速安裝止水槽的性能指標(biāo)如表1所示。

表1 排水式快速安裝止水槽的性能指標(biāo)

3 施工工藝

（1）將止水槽長翼一側(cè)朝向襯砌段的先澆側(cè)。為了使止水槽結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，排水式快速安裝止水槽的兩側(cè)不對稱，安裝時需注意其方向性。在止水槽長翼與短翼兩側(cè)50mm處可取消縱向鋼筋，以免影響止水槽的安裝效果。妥善連接排水通道和縱向排水管，將一段波紋管的一端插入止水槽的排水通道，另一端穿過防水層置于縱向排水管之上，接縫處可填充密封膠，整條止水槽的下端都如此處理。排水式快速安裝止水槽的安裝如圖 2 所示。

圖2 排水式快速安裝止水槽安裝示意圖

（2）按“米”字形沿隧道環(huán)向臨時固定止水槽，即在幾何特征位置插入端頭模板。止水槽都是定長生產(chǎn)，而隧道的外輪廓則不盡相同，通過先臨時固定止水槽，可以調(diào)整止水槽沿四周的松緊程度，再利用橡膠材料的彈性，便能使止水槽適應(yīng)隧道輪廓的種種變化。

（3）連接排水通道和縱向排水管。止水槽的長度留有余量，在止水槽的實際用長確定后，截除止水槽下端的多余部分，然后將一段φ20mm的排水管的一端插入止水帶下端的排水通道，引入側(cè)水溝，埋設(shè)時保證預(yù)埋引水管的排水坡度。整條止水槽的兩下端都如此處理。

（4）自下而上逐塊插入端頭模板并可靠固定，止水槽安裝即完成。

（5）襯砌澆筑。襯砌混凝土澆筑時，應(yīng)注意止水槽止水翼兩側(cè)的振搗。橡膠材料能夠恢復(fù)自身原有形狀，即使?jié)仓蛘駬v初期使止水翼產(chǎn)生些許移位變形，止水翼也會很快復(fù)位。

4 經(jīng)濟效益

為了從根本上減少因隧道滲水造成的病害，項目部對施工現(xiàn)場進行了多方面的數(shù)據(jù)采集調(diào)研，并廣泛聽取專家、一線工人的意見。經(jīng)分析對比，決定將該隧道二襯環(huán)向施工縫原設(shè)計鋼板膩子止水帶替換為排水式快速安裝止水槽。使用排水式快速安裝止水槽具有良好的經(jīng)濟效益，具體如下。

（1）材料成本。以隧道中每12m設(shè)置一環(huán)二襯施工縫計算，該隧道共有施工縫82道；以每道施工縫使用止水帶或排水式快速安裝止水槽30m計算，共需止水帶或排水式快速安裝止水槽2460m。傳統(tǒng)止水帶是100元/m，排水式快速安裝止水槽是200元/m，因而使用排水式快速安裝止水槽會增加造價246000元。

（2）安裝成本。每一環(huán)二襯施工縫，若使用傳統(tǒng)止水帶，需4個工人5h完成安裝，全隧道施工共需1640h；若使用排水式快速安裝止水槽，需2個工人2h完成安裝，全隧道施工共需328h。故使用排水式快速安裝止水槽可節(jié)約1312h，以每人每日工作8h支付200元計，使用排水式快速安裝止水槽共節(jié)約造價32800元。

（3）養(yǎng)護成本。排水式快速安裝止水槽能有效解決隧道施工縫滲水漏水等嚴(yán)重問題，有效預(yù)防病害，節(jié)約養(yǎng)護費用約200000元/年。

綜上，使用排水式快速安裝止水槽，雖然在材料成本上的投入較高，但能顯著降低安裝成本和養(yǎng)護成本。以10年為周期計算，使用排水式快速安裝止水槽可節(jié)省費用約180萬元。

5 結(jié)束語

文章介紹了云南省華坪至麗江高速公路石格拉2#隧道采用排水式快速安裝止水槽的性能指標(biāo)和施工工藝，并通過其在隧道防排水中的應(yīng)用實例進行了效益分析，對類似工程有一定的參考意義。