高速公路隧道工程防水施工技術(shù)要點(diǎn)研究

翟歡樂(lè)

(甘肅萬(wàn)泰建設(shè)工程有限公司，甘肅 蘭州 730000)

引言

大量工程實(shí)踐表明，隧道襯砌結(jié)構(gòu)防水設(shè)計(jì)施工情況，直接影響著隧道結(jié)構(gòu)功能發(fā)揮及實(shí)際使用效果，優(yōu)化實(shí)際施工質(zhì)量有助于提升結(jié)構(gòu)安全性，防控地下水滲漏病害，進(jìn)而延長(zhǎng)隧道項(xiàng)目的使用壽命，進(jìn)而創(chuàng)造出良好的工程效益。但是近些年中有很多調(diào)查研究表明，很多公路隧道工程運(yùn)營(yíng)過(guò)程中會(huì)發(fā)生不同程度的滲漏問(wèn)題。盡管公路隧道參建方已經(jīng)格外重視隧道工程的滲漏水情況，但是具體施工實(shí)踐中，受主客觀多種因素的影響，隧道防水施工效果并不十分理想。筆者結(jié)合具體工程案例，較為詳細(xì)的探究公路隧道防水施工工藝。

1 高速公路隧道施工特點(diǎn)分析

隧道工程作為我國(guó)高速公路的重要組成部分，其施工質(zhì)量與公路安全交通和路面使用壽命有著十分密切的關(guān)系。但是在隧道工程施工作業(yè)期間，其具有施工難度大、復(fù)雜性高等特征，這些特點(diǎn)的存在很容易造成安全事故的發(fā)生。其具體特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下5個(gè)方面。

1.1 施工難度和風(fēng)險(xiǎn)較高

在當(dāng)?shù)厥┕さ刭|(zhì)條件影響下，整個(gè)隧道工程施工期間由于對(duì)于其地質(zhì)變化的情況難以實(shí)施準(zhǔn)確的分析和預(yù)測(cè)，導(dǎo)致在實(shí)際施工過(guò)程中很容易造成較大的風(fēng)險(xiǎn)[1]。在大量新聞報(bào)道中可以看出，隧道施工塌方事故經(jīng)常發(fā)生，并且塌方的實(shí)際情況也難以預(yù)測(cè)，在施工期間安全隱患也在逐漸提升，為施工質(zhì)量和進(jìn)度的完成造成較大阻礙。

1.2 不可預(yù)見(jiàn)的不安全因素較多

在隧道工程施工作業(yè)期間，當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件和環(huán)境是施工中所能夠遇到的重要不可預(yù)見(jiàn)的不安全因素。其中地質(zhì)條件是施工期間需要重點(diǎn)關(guān)注的要點(diǎn)，并且地下水也是施工可能遇到的問(wèn)題，也包含施工區(qū)域的泥石流變動(dòng)和巖石結(jié)構(gòu)變動(dòng)等情況，最為嚴(yán)重的就是隧道中瓦斯層和溶洞的影響。如果不能有效處理這些實(shí)際存在的問(wèn)題，很容易產(chǎn)生一些不良因素，也為工程的施工安全造成極大的隱患。一般情況下這些潛在的施工影響因素都需要在施工開(kāi)始前做好勘察和檢測(cè)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的不良地質(zhì)狀況，多方位的檢查，防止安全事故的發(fā)生。

1.3 隱蔽性工程的處理

在目前高速公路隧道施工中，隱蔽性工程是提升施工困難的最主要因素。在整體上分析，隧道工程其屬于地下工程的一部分，本身時(shí)效性相對(duì)較強(qiáng)，并且這些隱蔽工程也同樣有著較高的復(fù)雜性，需要在施工期間環(huán)環(huán)相扣，只有前一節(jié)工程完畢后才可實(shí)施下一道工序。這樣如果某一道工序產(chǎn)生問(wèn)題或者發(fā)生安全事故，一定會(huì)影響其他工序的施工效果[2]。另外，如果出現(xiàn)一些隱蔽工程，在實(shí)際檢驗(yàn)操作中也很難被發(fā)現(xiàn)，難以采取相對(duì)應(yīng)的措施來(lái)加以補(bǔ)救，最終造成整體工程的質(zhì)量受到不良影響。

1.4 時(shí)效性較高

一般隧道施工期間其周?chē)鷰r石層變動(dòng)相對(duì)較大，并且在水文和地質(zhì)條件影響下，開(kāi)挖過(guò)程需要采取相對(duì)應(yīng)的措施處理，因此需要注意該工程的時(shí)效性特點(diǎn)，進(jìn)而為整個(gè)工程的施工進(jìn)度做出保障。

1.5 環(huán)境惡劣、工序繁多、技術(shù)交叉施工

在目前高速公路隧道工程施工作業(yè)過(guò)程中，所存在的施工環(huán)境相對(duì)惡劣，空間狹小，并且很多工序中實(shí)施的開(kāi)挖、支護(hù)和防排水技術(shù)的應(yīng)用也會(huì)出現(xiàn)交叉施工的情況，會(huì)極大的增加施工難度。并且在一般的隧道施工中其也會(huì)出現(xiàn)巖石條件較差的地段，難以滿(mǎn)足施工質(zhì)量的要求。同時(shí)在隧道工程開(kāi)挖作業(yè)中，由于環(huán)境屬于半封閉式狀態(tài)，內(nèi)部污染也會(huì)比較嚴(yán)重。

2 高速公路隧道防水施工技術(shù)要點(diǎn)

某隧道左幅起訖樁號(hào)ZK2+ 740～ZK5+030，全長(zhǎng)2 290m，右幅起訖樁號(hào)YK2+737～YK5+055，長(zhǎng)2 318m。各級(jí)圍巖長(zhǎng)度分布情況見(jiàn)表1。

本隧道工程圍巖級(jí)別范圍III～V級(jí)，巖溶呈強(qiáng)發(fā)育，隧道開(kāi)挖施工過(guò)程中工人要認(rèn)真做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，以防揭溶洞引起涌水、突泥等現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)事故。

水文地質(zhì)條件：隧道區(qū)中均沒(méi)有地表河流，地下水都呈是基巖裂隙水、孔隙水，地下水承受降雨滲透補(bǔ)給作用。

表1 圍巖長(zhǎng)度分布情況

2.1 開(kāi)挖施工

在開(kāi)始進(jìn)行隧道開(kāi)挖作業(yè)之前，需要細(xì)致的分析當(dāng)?shù)氐氖┕きh(huán)境，并且基于現(xiàn)代化施工技術(shù)來(lái)進(jìn)行開(kāi)挖作業(yè)。在施工期間，需要采取山體加固技術(shù)對(duì)當(dāng)?shù)厣襟w進(jìn)行加固，避免發(fā)生山體滑坡等危險(xiǎn)事故。隨后對(duì)部分山體進(jìn)行定點(diǎn)爆破，將山體滑坡等危險(xiǎn)隱患清除，保障開(kāi)挖施工順利進(jìn)行[3]。目前在實(shí)際隧道施工作業(yè)中，新奧法是目前使用最為廣泛的施工方法。在施工步驟上，新奧法是山體開(kāi)挖施工所使用的重要方法，其是綜合混凝土噴射和錨桿支護(hù)相結(jié)合的重要施工方式，進(jìn)而來(lái)打通隧道主體結(jié)構(gòu)，便于后續(xù)施工作業(yè)。然后使圍巖自身承擔(dān)主要的支護(hù)作用，利用襯砌來(lái)加固圍巖，使其成為一個(gè)整體。在此基礎(chǔ)上讓施工人員進(jìn)入到隧道內(nèi)部施工，修整和加固開(kāi)挖的隧道。在此開(kāi)挖施工完成后，利用混凝土加固隧道的內(nèi)壁，隨后再次平整加固后的隧道。

另外，在開(kāi)挖洞身之前需要做好勘察工作和開(kāi)挖方法的選擇，并且需要注意嚴(yán)格勘察邊坡和周邊的穩(wěn)定性，及時(shí)排除和采取預(yù)防措施來(lái)避免可能存在的安全隱患。然后錨桿施工和管棚施工需要在隧道開(kāi)挖的輪廓線120°范圍內(nèi)進(jìn)行，提升整體施工質(zhì)量。所選用的輔助施工措施也是保障隧道施工安全性的重要措施，如超前小導(dǎo)管和超前錨桿的使用等。

2.2 鉆孔爆破施工

在目前高速公路隧道防水施工作業(yè)中，鉆孔爆破施工技術(shù)可以被分為兩種技術(shù)形式，分別為鉆孔和爆破施工。其中鉆孔施工技術(shù)使用過(guò)程，一般會(huì)采取大中型鉆孔或者是多級(jí)楔形掏槽減震炮孔施工方案等。以此來(lái)全面提升整體施工質(zhì)量；另外還需保障爆破器材符合工程標(biāo)準(zhǔn)和施工需求，并選擇爆破力適合且穩(wěn)定性較強(qiáng)的炸藥，如乳化炸藥在目前十分常用[4]。在實(shí)施爆破作業(yè)前需要組織專(zhuān)業(yè)爆破隊(duì)伍，精準(zhǔn)控制炸藥數(shù)量，保障其在爆炸之后不會(huì)影響到周邊的施工環(huán)境與條件，且滿(mǎn)足施工質(zhì)量要求。在此期間需要注意的是，在爆破過(guò)程中需要做好人身防護(hù)，為爆破人員的安全做好保障，進(jìn)而提升爆破的效果和質(zhì)量。如果圍巖相對(duì)較為軟弱，則需要對(duì)其松弛性進(jìn)行合理控制，如果圍巖較為堅(jiān)硬，那么就需要將爆破殘余圍巖的損傷降到最低。

2.3 錨桿施工

在目前的高速公路隧道施工作業(yè)中，錨桿施工作業(yè)是其一項(xiàng)重要的工作內(nèi)容，在具體施工作業(yè)中該項(xiàng)工作是施工單位必須重點(diǎn)關(guān)注的工作內(nèi)容。在錨桿施工作業(yè)期間，其可以分為以下四個(gè)步驟內(nèi)容。

(1)鉆孔施工。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確找到鉆孔位置，隨后利用巖鑿機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)。(2)巖石碎屑清理施工。結(jié)合適當(dāng)?shù)那謇磙k法將孔內(nèi)和其周邊的巖石碎屑清理干凈，為后續(xù)施工創(chuàng)造良好的條件[5]。(3)桿體放于孔內(nèi)。將桿體直接垂直插入到鉆孔內(nèi)部，保障其與鋼筋網(wǎng)形成一體式狀態(tài)。(4)抽樣檢測(cè)。在抽樣檢測(cè)期間需要保障錨桿的抗拔力滿(mǎn)足實(shí)際需求，保障錨桿施工質(zhì)量。

2.4 安裝縱向排水管

本工程選用了φ100mmHDPE打孔波紋管，在將其組裝在防水板安裝前之前，工人一定要固定好其所處方位，不僅能確保二次襯砌混凝土澆筑施工時(shí)其位置不發(fā)生，還能規(guī)避部分混凝土進(jìn)到管中引起阻塞而降低實(shí)際引水效果。

施工現(xiàn)場(chǎng)采用的防水治水方法如下。因?yàn)楸舅淼缼r層上分布著孔隙水及基巖裂縫水，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)結(jié)合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)了永久防排水設(shè)施、應(yīng)用適宜的“防、堵、截、排”措施進(jìn)行治水。爆破開(kāi)挖環(huán)節(jié)中，應(yīng)用的是光面爆破與微爆工法，以防不慎震裂開(kāi)挖輪廓線之外的巖石二生成新的裂縫。針對(duì)巖體中微量滲水情況，應(yīng)結(jié)合混凝土現(xiàn)場(chǎng)噴射情況進(jìn)行封堵。但是如果面對(duì)滲水量較大或有涌水的位置，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在工程現(xiàn)場(chǎng)將其截引到邊溝，最后匯集到集水井。配合應(yīng)用抽水機(jī)快速把聚集的水抽吸至前期修筑好的邊溝或洞外。

2.5 混凝土噴射施工

對(duì)于目前所進(jìn)行的高速公路隧道施工作業(yè)而言，噴射混凝土施工技術(shù)可以分為濕噴和潮噴兩種形式。目前比較常用的是濕噴技術(shù)，可以保障錨支護(hù)效果和性能的發(fā)揮與提升，進(jìn)而提升整體高噴錨支護(hù)的附著力和性能，降低回彈量，充分發(fā)揮圍巖自身的承載能力具體數(shù)據(jù)如表2所示。另外在實(shí)際施工作業(yè)中需要明確的是，一定要嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)質(zhì)量和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來(lái)完成強(qiáng)度、密度和粘附度等相關(guān)指標(biāo)要求，保障混凝土噴射施工的實(shí)際技術(shù)應(yīng)用效果提升。

表2 濕噴與潮噴機(jī)回彈量比較(單位：%)

3 高速公路隧道防水施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

目前在高速公路隧道施工作業(yè)期間，需要注意是施工技術(shù)要點(diǎn)的應(yīng)用，并且在此基礎(chǔ)上采取科學(xué)的應(yīng)對(duì)措施來(lái)保障施工質(zhì)量全面提升。具體可以由以下幾點(diǎn)來(lái)加以完善。

為了全面提升高速公路施工水平，需要加強(qiáng)完善現(xiàn)有的施工工藝。

(1)需要施工企業(yè)在施工前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)勘察，并基于勘察結(jié)論和數(shù)據(jù)分析來(lái)進(jìn)一步論證和完善施工工藝內(nèi)容，以此來(lái)提升整體施工的質(zhì)量與效率。

(2)在完善施工工藝期間，需要施工單位加強(qiáng)對(duì)工作人員的系統(tǒng)培訓(xùn)，其中包含施工基礎(chǔ)理論知識(shí)和操作知識(shí)，以及各種設(shè)備規(guī)范使用的標(biāo)準(zhǔn)，只有保障科學(xué)的培訓(xùn)機(jī)制，方可提升整體企業(yè)的施工工藝水平。并且在使用新奧法進(jìn)行施工期間，需要對(duì)隧道開(kāi)挖和混凝土噴射步驟進(jìn)行事先規(guī)劃與設(shè)計(jì)。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，在目前我國(guó)高速公路隧道施工期間，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，需要施工企業(yè)對(duì)這些施工技術(shù)進(jìn)行完善和升級(jí)。同時(shí)還需結(jié)合實(shí)際施工作業(yè)進(jìn)展來(lái)完善施工工藝、加強(qiáng)施工的安全管理以及工程監(jiān)理工作的全面落實(shí)，由此來(lái)強(qiáng)化施工技術(shù)要點(diǎn)的管理工作，由此來(lái)促進(jìn)高速公路隧道施工質(zhì)量和施工水平的全面提升。