隧道防排水施工質(zhì)量控制對策探析

郝衛(wèi)波

【摘要】目前，國內(nèi)許多隧道由于受到工程地質(zhì)以及水文地質(zhì)條件等因素影響，出現(xiàn)不同程度的滲漏水問題，降低了周圍軟圍巖強度，威脅著隧道結(jié)構(gòu)的安全性。隧道滲漏水增加了隧道內(nèi)空氣濕度，導致通訊、照明及其他設備受損，同時加快了襯砌混凝土碳化速度，尤其是具有腐蝕性的地下水，破壞了隧道混凝土結(jié)構(gòu)與強度，嚴重影響隧道行車安全性。本文研究分析了隧道防排水施工基本原則及隧道滲漏水危害的嚴重性，同時以某工程為例，從進洞前防排水處理施工以及二次襯砌中防排水處理施工質(zhì)量方面討論如何控制防排水施工質(zhì)量，為我國隧道防排水施工質(zhì)量提供保障。

【關鍵詞】隧道施工;防排水;控制措施

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.05.051

1、 引言

隧道工程在施工過程中及竣工投入使用后，均易受到地下水侵蝕，尤其是竣工后投入使用的隧道，已處于地下水包圍之中。地下水滲透性強，在水壓較大且工程防排水施工質(zhì)量不佳的環(huán)境下，地下水會滲透至隧道內(nèi)部，不僅會對襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴重負面影響，同時也威脅了行車安全。為確保結(jié)構(gòu)不會遭到進一步損壞，同時避免地下水出現(xiàn)大量滲透現(xiàn)象，部分工程不得不提前大修，導致投入大量成本。因此隧道防排水施工質(zhì)量至關重要。

2、 工程實例

2.1工程概況

某工程處于惠州市惠東縣境內(nèi)，隧道進口位于惠東縣藍屋村，隧道出口位于惠東縣長灘村，線路為東西走向。隧道全長為7230.5m。隧道進出口里程分別為DK179+206，DK186+436.5。本次隧道屬于單洞雙線隧道。根據(jù)設計方案，本次隧道設立1處輔助坑道。新屋斜井地處線路前進方向右側(cè)。同線路交匯在DK181+220處，總長775m，和線路大里程方向之間平面交角為125°，綜合坡度為9.56%，運用無軌運輸單車道+錯車道斷面。

2.2工程氣象特征

當?shù)靥幱谖覈箨憱|南部沿海地區(qū)，為南亞熱帶季風氣候，海洋性氣候十分顯著，其主要特點表現(xiàn)為：氣候溫暖、雨量豐富、雨熱同期。夏季易出現(xiàn)洪澇與風災，危害明顯。年平均溫度處于22℃以內(nèi)，最高氣溫40℃，最低氣溫-3℃。雨季一般在3月下旬開始，10月中旬基本結(jié)束;多年年平均降雨量在1900mm-2500mm之間，年降雨量高達3728mm。降雨特點為春夏主要為鋒面雨，7月-9月以臺風雨為主。

2.3工程水文地質(zhì)

地下水種類以風化裂隙水及構(gòu)造裂隙水為主。其中，風化裂隙水主要存留于基層風化裂隙之中，巖體因受到風化作用而逐漸破碎，所以具有較強透水性，含水情況均勻統(tǒng)一。構(gòu)造裂隙水由于受到構(gòu)造的影響，多存在于構(gòu)造、斷層破碎帶及構(gòu)造裂隙內(nèi)，普遍分布于該隧道節(jié)理密集帶及低波速帶周圍。

地下水未受到硫酸鹽、二氧化碳或酸性物質(zhì)侵蝕，也未受到鹽類結(jié)晶損壞，無氯鹽侵蝕性。該隧道環(huán)境作用等級評估為T2，隧道中富水量最大值達到17143m?/d。隧道外露的地層有第四系，侏羅系上中統(tǒng)高基坪組第四亞群（J2﹢3gjd）。洞身地層主要為流紋斑巖。能夠?qū)λ淼拦こ淌┕ぎa(chǎn)生影響的裂隙總計3條，本隧道工程穿越的斷層總計6條。

3、 隧道防排水施工基本原則

針對隧道施工來說，防排水工作應運用“綜合治理、因地制宜，重視防、排、堵、截”基礎原則，施工期間所有運營設備，必須確保處于正?？捎脿顟B(tài)，隧道防水等級應滿足GB50108-2008《地下工程防水技術規(guī)范》中相應的一級防水設計標準，以保證行車安全性。

隧道防排水施工基礎原則中，“防”指經(jīng)過添加防水層、澆筑防水混凝土及其他方法以加強隧道的防滲漏性能，以免地下水滲透于隧道中。“排”則是利用機械抽吸或自流排水的方法將隧道之中的積水完全排除，以減少隧道承擔的滲水壓力，避免產(chǎn)生凍害與積水等狀況。“堵”指的是借助注漿及其他方式填補圍巖裂縫或隧道本身存在的滲漏水渠道?！敖亍眲t表示設立截水溝，以便將可能流入隧道區(qū)域的水流截斷。

施工單位需結(jié)合工程施工實際需要、性質(zhì)以及施工方式強化排水控制，隧道防排水需嚴格遵照以排水為主，截堵為輔助的基本原則。若隧道常年處于地下水位之下，施工單位還需為其設立相應的防水方案，以建立更為高效且密閉的防水層。同時，施工單位應基于永久性防水措施進行隧道施工活動。

4、 隧道滲漏水病害的危害及其產(chǎn)生原因

隧道滲漏水病害屬于常見性危害。我國隧道施工中存在“十隧九漏”的評價，可見隧道滲漏水現(xiàn)象屬于較為常見，對隧道實際應用及結(jié)構(gòu)安全均會產(chǎn)生嚴重影響。伴隨時代的快速發(fā)展，交通建設規(guī)模不斷擴展，基于工程建設規(guī)劃節(jié)省施工占地，注重生態(tài)環(huán)境保護原則，隧道工程建設任務比例不斷增多，而如何防治隧道滲漏水問題成為隧道工程需要解決的重要難題。

導致隧道滲漏水出現(xiàn)的因素包括以下幾個方面：

1）雨水的影響。該區(qū)域降水充沛，雨季持續(xù)時長較長，導致地下水含量增加，該隧區(qū)圍巖內(nèi)泥沙含量也隨之增加。

2）受到地下水的包圍。施工人員開挖隧道過程中，因施工改變了原本的地下水環(huán)境，導致地下水流向隧道，并包圍隧道，導致隧道內(nèi)滲漏水。不僅如此，地下水流向的改變，會令隧道所處山體應力出現(xiàn)變化，導致不均勻沉降或位移現(xiàn)象，使隧道襯砌結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂紋，出現(xiàn)滲漏水問題。

3）開挖隧道過程中產(chǎn)生的地質(zhì)問題。本工程，隧道區(qū)域裸露的地層包括第4系，侏羅系上中統(tǒng)高基坪組第四亞群（J2﹢3gjd）。洞身底層主要為流紋斑巖。對隧道工程可能產(chǎn)生影響的裂紋總計3條，隧道洞身穿越斷層總計6條。

4）施工人員支護外墻板模板，并在底板之上埋設支模鋼筋，施工后于底板表面切割鋼筋，因鋼筋沒有保護層，鋼筋頭遺留在外，會造成化學腐蝕，引發(fā)嚴重滲水問題;防水板熱熔焊接不到位（如圖1所示），同樣是引發(fā)滲漏水問題的原因;施工人員安裝引流盲管過程中，未探明滲水位置，或是未能有效固定盲管，導致噴射混凝土過程中產(chǎn)生偏移，無法獲得理想的引流效果，產(chǎn)生滲水通道。9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3

5、 隧道防排水施工質(zhì)量控制對策

5.1 進洞前防排水處理施工質(zhì)量控制措施

施工單位進入隧道前，應先認真調(diào)查與分析隧道軸線范圍內(nèi)地表水狀況，調(diào)查內(nèi)容包括地表水的主要來源、補給方式等其他實際狀況。施工人員在結(jié)合施工方案制定對應的進洞前防排水處理施工質(zhì)量管控方案，具體可采用如下方式：

1）勘探過程中可能會產(chǎn)生許多坑洼或探坑孔洞，針對勘探期間遺存的坑洼或孔洞，需采用分層夯實加黏土封閉方式加以回填。

2）部分溝谷區(qū)域存在許多經(jīng)過隧道洞頂部的裂縫及底部巖層裂縫，施工單位需應用漿砌片石進行填補，同時利用砂漿進行灌注，以保證其平整度。

3）施工單位結(jié)合設計方案于隧道洞口上方開挖天溝，然后利用漿砌片石予以砌筑。通過該方式，可防止洞口仰坡遭到?jīng)_刷，同時避免地表水向下方滲透。

4）施工單位可運用噴射混凝土封堵洞頂開挖的仰坡及邊坡坡面。

5）若施工單位需在洞頂區(qū)域修建高壓水池，則需將其建立在隧道軸線之外，同時還需結(jié)合設計方案予以防滲防溢處理。

5.2 隧道開挖期間防排水施工質(zhì)量控制

就實際施工情況而言，雖然我國許多施工單位能夠確保隧道工程進洞前防排水工作質(zhì)量，但其還易受到其他因素干預，如地下水不斷發(fā)育、開挖之后地表水向下方滲透以及巖石碎裂等，導致其在實際開挖后依舊存在許多富水區(qū)域。因此，施工單位加強對富水地段的處理便顯得至關重要。為保證富水地段防排水措施效果得到充分發(fā)揮，施工單位應加強如下質(zhì)量控制工作：

1）施工單位必須對隧道開挖后發(fā)現(xiàn)的富水區(qū)域予以分析，確認造成富水的主要原因、出水區(qū)域及出水規(guī)模等，依據(jù)分析結(jié)果，遵照以排放為主，防、排、截、堵相結(jié)合的綜合性治理原則，結(jié)合隧道開挖基礎環(huán)境制，定更為適合的施工方案。

2）富水區(qū)域的施工方案。施工人員在施工強富水段時，應考慮多方面影響因素，堅持以排為主。施工人員在施工開挖、支護、仰拱以及防排水等工序中，需要通過各種方法使水流出。設計方案中，90%以上的地下水均經(jīng)由中心水溝排除，因此在考慮排水方案時，需思考如何將地下水引至中心水溝，盡可能降低電纜槽側(cè)溝的排水壓力，以免由于排水不及時而引發(fā)人為襯砌背后積水以及產(chǎn)生水壓現(xiàn)象。如施工人員每次開挖前，需在掌子面鉆5-7個超前炮孔，適當釋放水壓;同時在圍堰滲水較多區(qū)域安設環(huán)向 50盲管（如圖2所示），集中引導排水，所有盲管需采用土工布包裹，以免噴射混凝土時造成盲管堵塞，保證裂隙水能夠在初步支護后及時排放?；蚴鞘┕ぱ龉扒?，先作臨時水坑或水溝，集中排放地下水，同時在臺階兩側(cè)安設臨時排水溝，上臺階與已經(jīng)澆筑完成的仰拱之間安設一道水溝，仰拱前方5m位置設一集水坑，采用水泵將集水坑的水抽入隧道中心水溝，保證仰拱混凝土在凝固前不會受到侵蝕。

5.3 二次襯砌防排水處理施工質(zhì)量

5.3.1 防水層安裝施工管控

防水層質(zhì)量直接決定了二次襯砌防排水施工質(zhì)量，因此施工單位需重視防水層安裝施工控制質(zhì)量，具體可采用如下方式：

1）施工單位應先檢驗防水層材料質(zhì)量。施工單位需在防水卷材進入施工現(xiàn)場前，結(jié)合質(zhì)檢要求予以抽樣檢驗，重點針對防水層表面質(zhì)量進行認真檢驗，嚴禁存在撕裂、縫隙以及小孔的防水層材料進入施工現(xiàn)場。

2）施工單位在鋪設防水層之前，需針對初期支護噴射混凝土予以檢測，之后針對有待開挖的區(qū)域以及噴射混凝土表面凹凸不平區(qū)域予以去除及找平，然后將裸露在外的錨桿頭及鋼筋網(wǎng)頭去除，并利用水泥砂漿予以找平，在保障混凝土表面平順的狀態(tài)下開展防水層鋪設。

3）防水板材的鋪設以及固定。施工人員需要結(jié)合實際狀況，依照基準線安裝防水板。利用防水板材專門使用的塑料墊以及鋼釘將緩沖層固定在基面之上，應用暗釘圈焊接并固定塑料防水板，最終構(gòu)成沒有釘孔鋪設的防水層。防水板鋪設依照10：8的松浦系數(shù)予以鋪設。

施工人員需要清潔完成的基面之上安裝并固定土工布墊層，同時在噴射混凝土隧道拱頂部標記隧道縱向的中心線，然后確保完成剪裁的土工布墊層中心線和噴射混凝土上的標志之間形成重合，從拱頂部起逐漸朝向兩邊下垂鋪設，利用射釘固定墊片將土工布鋪設在噴射混凝土表面，并保證牢固性。水泥釘?shù)拈L度應控制在50mm之上平均拱頂每平方米分布3到4個，邊墻每平方米2個至3個。

上述工序結(jié)束后鋪設固定防水板。施工人員在隧道拱頂部土工布位置標記速調(diào)縱向中心線，然后保證防水卷材橫向中心線與該標志進行重合，同時焊接拱頂部防水卷材與熱熔襯墊片焊接的質(zhì)量，從拱頂部起逐漸向兩側(cè)鋪設，以便鋪設，同時和熱熔襯墊進行焊接，鋪設過程中需要保證和土工布之間密切貼合，嚴禁過緊，需要留有一定的余量。防水板專用融熱設備需要和熱熔襯墊所處位置對齊，進行熱合，通常為5秒左右，兩者粘連與剝離強度應低于防水板的抗拉強度。

4）施工單位完成防水層鋪設后，需再次對防水層安裝質(zhì)量進行檢驗。檢驗方式多種多樣，實際施工中較為常用的方式有如下幾種：（1）施工人員人工將防水板抬高，觀察其和噴射混凝土之間是否緊密貼合。（2）觀察防水層表層是否出現(xiàn)了受損、破壞及其他問題。（3）觀察焊接位置及粘結(jié)的寬度。施工單位在焊接過程中，搭接寬度為10cm，兩側(cè)焊縫寬度應控制在2.5cm之內(nèi)。粘結(jié)過程中，搭接的寬度設定為10cm，粘結(jié)寬度則控制在5cm之上，確認最終結(jié)果是否滿足上述要求，且確認有無漏焊、烤焦及其他問題。（4）檢驗拱部與拱墻裸露的錨固點有無塑料片遮蓋。（5）施工單位鋪設20m-30m距離之后，將焊縫剪開2-3處，每處長度為0.5m，觀察有無出現(xiàn)假焊或漏焊問題。（6）施工單位需開展壓水試驗，觀察是否存在漏水問題，檢驗防水板鋪設質(zhì)量。若確認存在問題，則需將問題詳細記錄在案，同時立刻進行二次修補，不滿足要求的工程必須全部返工。

5.3.2 混凝土澆筑施工質(zhì)量控制9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3

1）施工單位需嚴格根據(jù)設計方案中標記的混凝土指標內(nèi)容開展招標購買，在保證報價科學的基礎上挑選質(zhì)量更為優(yōu)秀的混凝土供應商。

2）若施工環(huán)境中濕度較高，存放的混凝土則更易受潮而產(chǎn)生變質(zhì)的情況。進而造成隧道防排水施工質(zhì)量降低。因此，施工單位需進一步加強對混凝土材料的管理，定期對混凝土材料進行檢驗，確認其指標是否符合標準。

3）混凝土澆筑施工期間，施工單位應強化對振搗工作的控制，尤其重視施工縫、變形縫及其他脆弱部分的混凝土振搗工作質(zhì)量。施工人員應盡可能清除止水帶底部氣泡及孔隙，使止水帶和混凝土之間能夠?qū)崿F(xiàn)充分結(jié)合。

4）為了確保隧道防排水混凝土工程質(zhì)量，施工單位應重點監(jiān)管，必要時應用全流程監(jiān)管，以免施工期間出現(xiàn)漏振、過振及其他問題。

5.3.3 止水帶安裝施工管控

一般施工單位在進行襯砌防水混凝土間隔灌注施工期間，易引發(fā)防水混凝土施工縫問題產(chǎn)生。在解決施工縫防排水過程中，需將橡膠止水帶或塑料止水帶應用在復合式襯砌之中。具體采用如下方式：

1）認真檢查二次襯砌的端部。在開展混凝土澆筑前，施工單位需利用鋼絲刷清潔上端混凝土，或在完成澆筑的4h-12h內(nèi)，利用高壓水清潔混凝土表層，認真檢驗固定止水帶接頭位置、止水帶位置是否產(chǎn)生偏差及混凝土澆筑期間止水帶是否出現(xiàn)破損等問題。

2）若產(chǎn)生上述狀況，應及時予以修補及處理，以保證止水帶可以正常應用。同時，施工單位需認真檢驗止水帶安裝質(zhì)量，以保證止水帶作用得到充分發(fā)揮，重點檢測止水帶是否出現(xiàn)破損問題，同時觀察止水帶接頭寬度能否滿足施工需求、位置是否產(chǎn)生偏離、止水帶固定質(zhì)量和有無卡環(huán)作為固定等，同時將檢驗結(jié)果記錄在案。

3）若在檢驗過程中發(fā)現(xiàn)問題，應第一時間告知施工單位進行返工。返工結(jié)束后，施工單位需再次進行檢驗，直至檢驗合格，方可投入使用。

5.4 防水層破損的檢驗與修補

施工項目所采用的接縫為雙焊縫，就可以運用中間存在的空腔開展充氣檢驗。方式是應用5號注射針和壓力表相接，利用打氣筒進行充氣。充氣過程中，留存的空腔將鼓起來，如果壓力表到0.1至0.15MPa，需要停止充氣。若是壓力表數(shù)值在1min內(nèi)部不存在下降問題，證明焊接質(zhì)量滿足要求。否則即證明焊接質(zhì)量不佳，此時可為焊縫涂抹肥皂水，尋找漏氣的具體位置，為其進行補焊，直至不漏氣。

結(jié)束語：

市政公路隧道建設工作中，水是影響最終工程質(zhì)量優(yōu)劣的主要因素之一。所以，隧道工程建設中，防排水施工直接影響隧道的使用年限及安全質(zhì)量。因此施工單位需強化隧道防排水工程的施工管理，提高防排水施工質(zhì)量，減少滲漏水病害的發(fā)生，做到隧道襯砌無滲點，排水設施通暢無堵塞，從本質(zhì)上消除質(zhì)量隱患，確保隧道的質(zhì)量安全和群眾的生命財產(chǎn)安全。

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