淺談公路隧道防排水

1、淺談公路隧道防排水隨著改革開放的深入，公路為了適市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需要，一方面大力修建高速公路，另一方面改善運(yùn)營(yíng)環(huán)境。防排水設(shè)計(jì)和施工，在高速公路隧道設(shè)計(jì)和施工中顯得越來(lái)越重要，能大大提高高速公路的運(yùn)營(yíng)環(huán)境。隧道施工防排水，施工綜合性強(qiáng)，技術(shù)難度大，也是施工的一道關(guān)鍵工序。結(jié)構(gòu)防水是根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、隧道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工方法和使用要求等因素進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，采用“以排為主，防排相結(jié)合”的綜合治理原則。關(guān)鍵是處理好施工縫、變形縫等薄弱環(huán)節(jié)的整體防排水方案，確保隧道不滲漏水。防水工程包括襯砌柔性防水工程及襯砌漏水防治工程，排水工程包括襯砌背面排水工程、路緣排水工程以及洞頂截水工程。京福高速公路南平段

2、線路主要穿越山嶺溝谷地帶，隧道占有相當(dāng)大的比重。本文以躍村隧道為例淺談高速公路隧道防排水設(shè)計(jì)與施工。一、工程概況（一）躍村隧道位于京福高速公路南平市境NA2標(biāo)段，起訖里程分別為K169+605，K170+200，隧道全長(zhǎng)595米，隧道縱坡為-2.5%，隧道處于丘陵侵蝕地區(qū)，地形起伏較大，兩旁溝谷切割較深，地質(zhì)發(fā)育，上覆蓋層主要為坡、殘積層，下覆基巖為燕山早期片麻狀花崗巖及其風(fēng)化層，局部可見綠灰?guī)r脈穿插其中，圍巖破碎，節(jié)理發(fā)育，地下水及裂隙水豐富，類圍巖44米，類圍巖106米，其余為類圍巖；有FB2、FB3兩條斷層。進(jìn)口采用削竹失式洞門，出口采用端墻式洞門（二）躍村隧道進(jìn)口為反坡排水，出口為順坡

3、排水，順坡排水應(yīng)與線路坡度一致，反坡排水時(shí)，采用如下措施：采用機(jī)械抽水。排水方式根據(jù)距離、坡度、水量和設(shè)備等情況選用排水溝或管路，分段接力或一次排出洞外。開挖面離洞口較近時(shí)，可在開挖面附近設(shè)集水井，一次將水排出洞外。作好停電時(shí)的應(yīng)急排水工作。二、防排水工程技術(shù)措施及技術(shù)要求a、技術(shù)要求隧道進(jìn)洞前應(yīng)先作好洞頂、洞口、輔助坑道口的地面排水系統(tǒng)，防止地表水的下滲和沖刷。隧道防排水應(yīng)按防排堵相結(jié)合的綜合治理原則進(jìn)行。隧道拱部、墻部、路面、設(shè)備洞、車行橫通道、人行橫通道等均不滲水。b、技術(shù)措施1、明洞段襯砌采用外貼防水層防水，頂面回填粘土隔水層。2、洞身段二次襯砌與初期支護(hù)之間采用橡膠防水板與土工布復(fù)合

4、防水層防水，環(huán)向透水軟管集引水經(jīng)由縱向排水管、橫向引水管將水引到邊溝中排出。隧道襯砌背后鋪設(shè)防水板，防水板在襯砌前，支護(hù)后鋪設(shè)。隧道設(shè)計(jì)路基底部（找平層）每10米設(shè)橫向MF12塑料盲溝，從路基內(nèi)側(cè)向外2%的坡度，將基底以下滲透水集引到路緣排水邊溝。拱部每8米環(huán)向設(shè)通長(zhǎng)MF12塑料盲溝，與墻腳縱向10cn的HDPE雙壁打孔波紋管相連，在掛設(shè)復(fù)合防水板前環(huán)向全斷面敷設(shè)。隧道縱向兩側(cè)設(shè)25cmU-PVC打孔雙壁排水管置于路緣排水溝溝底，路緣排水溝每20.5米設(shè)沉砂井一處，便于濾砂和掏砂，上覆蓋鑄鐵格柵，便于隧道內(nèi)路面排水。隧道墻腳縱向10cm的HDPE雙壁打孔波紋管，每8米設(shè)10cm橫向排水管與邊溝

5、相連。3、施工縫設(shè)緩膨脹橡膠止水條，變形縫、沉降縫設(shè)中埋式橡膠止水帶。5、洞內(nèi)兩側(cè)布置排水邊溝，將路面水排出洞外。隧道中心水溝出水口采用保溫包頭。洞門上方設(shè)置截排水溝，截排地表水。三、初期支護(hù)噴射砼防水技術(shù)措施初次支護(hù)是承擔(dān)施工階段全部地層荷載（包括土、水壓力）的主要結(jié)構(gòu)，必須有足夠的強(qiáng)度，剛度和抗?jié)B性，限制圍巖變形，控制地表下沉。提高噴射砼的密實(shí)性，減少它的收縮變形裂縫，防止?jié)B漏是施工的關(guān)鍵。為了達(dá)到噴射砼防裂抗?jié)B，施工中必須把好用料級(jí)配關(guān)，控制水灰比，選擇好施工工藝。因此，采取如下措施：采用高質(zhì)量的噴射砼。提高噴射砼的質(zhì)量，首先從砂石料入手，使用最佳級(jí)配的砂石，石子采用瓜米石，其最大粒徑控

6、制在10mm以內(nèi)。其次摻用一定量的速凝劑和防水劑。石子和砂的技術(shù)要求見表1、表2、表3：砂的技術(shù)要求 表1顆粒篩空尺寸（mm）0.150.301.205.0級(jí)配累計(jì)篩余（以重量%計(jì)）9510070952055010細(xì)度模量應(yīng)大于2.5mm含水率應(yīng)控制在5%7%石子的技術(shù)要求 表2顆粒篩空尺寸（mm）51020級(jí)配累計(jì)篩余（以重量%計(jì)）90100306005含水率應(yīng)控制在2%左右石子級(jí)配表 表3骨料粒徑（mm）0.150.300.601.202.505.010.015優(yōu)5781517222334354347607262100良4852313311840265440706090100在躍村隧道施工

7、中，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)、摸索，選頂了較合理、適用的噴射混凝土配合比，效果理想，各類拌和料按以下標(biāo)準(zhǔn)控制為宜：1、 含砂率為60%65%；2、 水泥優(yōu)選普通硅酸鹽水泥，宜用P.O425R或P.O525R水泥；3、 水灰比應(yīng)控制在0.40.5，塌落度控制在811cm為宜。認(rèn)真處理受噴面。當(dāng)受噴面有滴水、淋水或涌水時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，治水先堵（注漿堵水）或排水（埋設(shè)導(dǎo)透水盲溝引水）等方法，保證噴射砼不帶水作業(yè)。在巖石地段先用高壓水沖洗受噴面，清除粉塵，保證噴射砼與圍巖密貼，從而提高噴射砼與巖面的粘結(jié)力和噴射砼抗?jié)B能力。采用濕噴新工藝。濕噴法噴射砼的顯著優(yōu)點(diǎn)是將已按配合比設(shè)計(jì)而拌合好的砼直接進(jìn)行噴射，拌合料拌

8、合均勻，水灰比控制準(zhǔn)確，砼均質(zhì)性好，噴射后砼較密實(shí)，抗壓、抗?jié)B強(qiáng)度較高。噴射砼里參入RC-65-35-BN鋼纖維35kg/m3，抗拉強(qiáng)度不低于1100MPa，直徑為0.55mm，長(zhǎng)度為35mm，長(zhǎng)徑比L/D=64。在采用鋼架和鋼筋網(wǎng)作初支地段，主筋保護(hù)層噴射砼厚度迎巖面5cm，背巖面不小于3cm，在鋼架處，噴射砼應(yīng)根據(jù)型鋼或鋼筋位置，及時(shí)調(diào)整噴射方位，確保鋼架處噴射砼密實(shí)。在后一循環(huán)噴射砼前，應(yīng)先對(duì)已噴砼的施工接縫鑿毛，并用鋼刷刷凈。加強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的背后注漿。在初次支護(hù)時(shí)，在圍巖內(nèi)預(yù)埋長(zhǎng)L=2m的小導(dǎo)管，當(dāng)初次支護(hù)閉合成環(huán)一定長(zhǎng)度并具備一定強(qiáng)度后，隨即進(jìn)行注漿填充。這樣做既能將圍巖與初支間空隙回

9、填密實(shí)，也能將絕大部分地下水擋在初次支護(hù)以外，減少滲水通道，確保第一道防線的作用。四、防水層施工及技術(shù)措施防水層采用無(wú)紡布和EVA防水板。無(wú)紡布和防水板應(yīng)具有耐老化、耐細(xì)菌腐蝕、有足夠強(qiáng)度及延伸率。防水層應(yīng)在二次襯砌灌筑前進(jìn)行，施作地點(diǎn)應(yīng)在爆破安全距離以外。合格1、基面處理初期支護(hù)噴射混凝土表面，一般較為粗糙，凹凸不平，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如下要點(diǎn)進(jìn)行處理：1.1對(duì)凹凸度要求：對(duì)噴射混凝土面拱部平整度D/L1/8，邊墻及底板平整度為D/L1/6（D為相鄰兩凸面間凹進(jìn)去的深度，L為相鄰兩凸面間的距離）。1.2基面不得有鋼筋及凸出的管件等尖銳突出物，否則要進(jìn)行割除，

10、并在割除部位用砂漿抹成圓曲面，以免防水層被扎破。1.3防水層施工時(shí)基面不得有明水，如有明水則引排。2、防水板施工工藝防水板采用環(huán)向鋪設(shè)，搭接寬度短邊不小于150mm，長(zhǎng)邊不小于100mm，相鄰兩幅接縫需錯(cuò)開；防水板搭接處采用雙焊縫焊接，焊縫寬度不小于10mm，且均勻連續(xù)，無(wú)假焊、漏焊、焊焦和焊穿等現(xiàn)象；鋪設(shè)由拱頂向兩側(cè)依次進(jìn)行，先將無(wú)紡布?jí)|層以電動(dòng)沖擊鉆鉆孔埋膨脹螺栓或用槍射鋼釘加塑膠墊固定，再將EVA防水板熱焊固定于內(nèi)層各塑膠墊片上。鋼釘要垂直，釘與釘之間防水板不得繃緊；鋪設(shè)做到平順，無(wú)吊空、起鼓及皺褶；焊接緊密，搭接長(zhǎng)、寬度合理。3、防水板質(zhì)量檢查3.1、外觀檢查：鋪設(shè)平順無(wú)隆起，無(wú)皺折，

11、無(wú)漏縫，無(wú)假縫，焊縫連接牢固。3.2、焊縫質(zhì)量檢查防水板搭接用熱合機(jī)進(jìn)行焊接，接縫為雙焊縫，中間留出空隙，以便充氣檢查。檢查方法：用5號(hào)注射針頭與壓力表相接，用打氣筒進(jìn)行充氣檢查，將焊縫加壓至1.05Mpa時(shí)，停止充氣，觀察該壓力能否保持2分鐘。如不能說明有未焊好之處，用肥皂水涂在焊接縫上，產(chǎn)生氣泡地方重新焊接，可用熱風(fēng)焊槍和電烙鐵等補(bǔ)焊，直到不漏氣為止，檢查數(shù)量根據(jù)隨機(jī)抽樣的原則，每4條抽試一條，為保證質(zhì)量，每天每臺(tái)熱合機(jī)焊接應(yīng)取一個(gè)試樣，注明取樣位置、焊接操作者及日期。4、防水層的保護(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，故要求各方面予以重視和密切配合

12、。4.1二次襯砌的鋼筋頭上加塑料套，防止搬運(yùn)和安裝鋼筋時(shí)碰破防水板。4.2在沒設(shè)保護(hù)層處（如拱頂、側(cè)墻）進(jìn)行其他作業(yè)時(shí)不得破壞防水層，焊接鋼筋時(shí)必須在此周圍用石棉板遮擋隔離，以免濺出火花燒壞防水層。4.3在灌注二次襯砌模注混凝土?xí)r，振搗棒不得直接接觸防水層以免破壞防水層。振搗棒引起的對(duì)防水層的破壞不易發(fā)現(xiàn)，也無(wú)法修補(bǔ)，故二次襯砌模注混凝土施工時(shí)應(yīng)特別注意。4.4不得穿帶釘子的鞋在防水層上走動(dòng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員加強(qiáng)防水層保護(hù)意識(shí)教育，嚴(yán)禁損壞。五、施工縫、變形縫、沉降縫的防水處理及技術(shù)措施襯砌的施工縫、變形縫和沉降縫設(shè)橡膠止水帶（條），其中沉降縫、變形縫采用中埋式橡膠止水帶，施工縫采用BW緩膨型橡

13、膠止水條。1、防水材料橡膠止水帶材質(zhì)、性能、規(guī)格必須符合設(shè)計(jì)要求，且無(wú)裂紋和氣泡，搭接長(zhǎng)度不小于10cm，搭接必須平整，粘貼牢固，保證止水帶安裝平直。對(duì)于環(huán)向或豎向施工縫端頭模板必須牢固可靠，不得跑模，先澆筑砼基面必須充分鑿毛、清洗干凈、排除雜物。2、止水帶的定位和固定采用預(yù)埋法施工，止水帶使用前，嚴(yán)格檢查，確認(rèn)無(wú)損壞和孔眼等，方可使用。支設(shè)拱墻模板時(shí)，把止水帶的中部夾于堵頭模中間，把先期預(yù)埋的止水帶翼邊用鉛絲固定在側(cè)模上，利用擋頭板的支持作用將止水帶定位，固定在結(jié)構(gòu)斷面設(shè)計(jì)位置上，并確保止水帶中間變形孔與變形縫重合，為避免止水帶在砼灌注時(shí)跑位，應(yīng)加強(qiáng)擋頭板支撐系統(tǒng)，并具有一定的剛度，然后澆筑砼。待拆除堵頭模后，用同樣的辦法將另一翼邊固定，再澆筑另一側(cè)砼。見下圖：在隧道施工中，為創(chuàng)造好的文明施工環(huán)境，合理安排防排水施工工序，做到施工路面無(wú)積水，洞內(nèi)不滴水，可提供舒心的工作環(huán)境，大大提高工程施工進(jìn)度，有效控制施工質(zhì)量。隧道全斷面開挖完后，應(yīng)及時(shí)跟進(jìn)找平層，做好路緣排水邊溝。反坡掘進(jìn)時(shí)，可在路緣排水邊溝設(shè)置集水井，分段接力或一次排出洞外。防排水系統(tǒng)