连拱隧道综合防水施工技术

南宏峰

（中铁十七局集团一处）

摘  要  隧道工程的防排水施工历来是隧道施工的重点,本文详细介绍了如山头隧道防排水施工技术。

关键词  连洪隧道  综合  防排水  技术

隧道工程的防排水施工历来是隧道施工的难点与重点。防排水施工的成功与否,直接关系到隧道工程的质量及使用寿命,而对于隧道中的极品——双洞连拱隧道,由于工序复杂、施工周期长,其防排水施工就更成为难中之难、重中之重。

1  工程概况

漳龙高速公路三[D]段如山头隧道位于溪柄水库大坝脚下,施工里程为K69＋925～K70＋280,总长355m,进口设计标高为639.32m、出口设计标高为9.45m,纵向坡率3%为单线双洞边拱隧道,在分阶隔段设置连续的中隔墙形成双连拱,中隔墙厚1.4m。

溪柄水库为溪柄电站发电的储水水库,长年蓄水,水库最高水位达653.4m,远远高于如山头隧道的设计标高,如山头隧道内地下水极其丰富。

整条隧道洞身穿越强弱风化石石英砂岩夹碳粉砂岩,中薄层状,岩石质密坚硬,层理裂隙发育、易滑塌;并穿越两处破碎断裂带,风化极其严重、地下水汹涌,曾发生塌方现象。

2  防排水系统施工方法

隧道防水采用以“排”为主,防排结合的综合治理措施,着重从“排”和“防”两个方面介绍本隧道的施工方法。

2.1  隧道排水施工

2.1.1  拱部排水

本隧道失部采用YAS暗埋式排水排水系统,在喷射初期支护混凝土时,先喷一层5cm厚C25混凝土。根据实际渗水情况埋设YAS半圆管,再喷一层大于5cm厚的混凝土,再观察其渗水情况埋设YAS半圆管,最后再喷上第三层混凝土。半圆管沿初支表面引到中墙顶及边墙纵向排水管中云。

图1 半圆管安装工艺流程图

2.1.2  中墙顶部排水施工

在中墙顶部纵向设置φ10PVC排水管,把拱顶半圆管中的水穿透初支引入排水管。在排水管每隔10m用三通管把排水管中水通过中墙内顶埋的竖向引水管引入隧道排水系统中去。

a. 中墙顶排水管施工工艺是检查中墙顶防水板是否破裂、及时修补;

b. φ10PVC管沿其1/2断面钻孔孔距环向5cm、纵向10cm、孔眼10mm,外包无防布;

c. 三通管与竖向引入空联接,粘补三通口处防水板;

d. 做混凝土集水槽,把半圆管引入集水槽。

e. 沿排水管周围堆石子,回填C10混凝土。

图 2  中墙顶枞向排水管施工工序

表1  中墙渗水主要机械设备表     

序号    名称    单位    数量

1    冲击钻    台    2

2    简易台车    台    1

3    混凝土拌合机    台    1

4    振动棒    台    2

5    模板    M2    100

表2  中墙防水主要劳力组织

序号    技工名称    单位    数量

1    拌合机司机    名    1

2    模板工    人    12

3    混凝土工    人    12

4    杂工    人    15

2.1.3 边墙排水的施工

边墙沿隧道纵向设置φ16PVC排水管,把拱部半圆中积水引入φ16PVC排水管,排水管每隔10m用变径三通管φ10PVC横向引入管到线路排水管中去。

2.1.4 排水系统施工

行车线路两侧,沿隧道纵向设置φ10cmPVC HDPE双壁透水波纹管,把穿透仰拱上溢的地下不引入波纹管;再通过横向引水管引入排水管。在线路仰拱上部,通常设置φ30cm混凝土排水管。把边墙、排水管HDPE排水管、中墙顶排水管中的积水泄集。排水管以线路纵坡坡率设置,使积水沿排水管流到洞外,排到如山头高架桥下。

a. 排水管（沟）施工工艺;

b. 仰拱施工完毕后立模,预留出中间排水管埋设位置,回填C20混凝土;

c. 抄平标高C15片石混凝土找平基座;

d. 混凝土笠包无纱布;

e. 挂线整齐排放到笠沟基座上去;

f. 调整后,回填洁净碎石。

图3  排水系统施工工序

本隧道拱顶半圆管、中墙、边墙排水管、线路φ10HDPE透水管、混凝土排水管,通过横向、竖向引水管相互连通,最后把水汇集于排水管,排出洞外,形成一个畅通的排水管网,使进入洞内的水流能够及时排水洞外,洞内不会积水,保证了隧道的正常运行。

连拱隧道排水施工期长、工序分散,错杂于初支、中墙、二衬、路面等分项施工中,无法一次性施工完成。其难点在于各分项施工衔接时无法保证防排水系统的安装质量。故在各分项施工中,由专业技术人员监督指导防排水系统的施工,保证在工序衔接时不会出现人为损坏排水系统的情况。

2.2  防水措施

排水系统的畅通是隧道不积水的基本保证,为达到公路隧道”各部位不渗水”的要求,还性能结合必要的防水措施。”堵”绝无孔不入的水穿透初支、二衬,渗出二衬表面。

在初支下部张挂聚氯乙烯橡胶防水板,利用防水板的隔离作用把溢出初支的水引到边墙底部、中墙顶部排水管（沟）中云。

橡胶防水板施工工艺

a. 清除断面内钉子、钢筋头等尖锐物,凿除初喷混凝土表面结块;

b. 报检,待监理工程师检验合格后方可张挂;

c. 张挂防水板,考虑本隧道初支表面较平,防水板松铺系数设定为1.2;

d. 用冲击钻初以打眼,木塞固定绑丝,用防水板上系带与绑扎牢固,木塞间距0.85×0.9m,系带间距1.0×1.0m;

e. 接缝处用专用胶水粘贴牢固。

在中墙顶防水板与初支相交底部增设4道φ50半透水弹簧管,沿整个中墙设置,把不能引入中墙顶排水管中的水拦截,并利用隧道纵坡产生的坡差,把积水引到初支预留的引水管中引入中墙排水管（φ50半透水盲管安装方法详见图3）。

在防水板施工中,防水板的质量直接影响到防水的成败。在施工中要严格检查防水板的质量,检查其是否有破洞、砂眼,每两块间的接缝是否密实,施工中要严格把关,不得有丝毫放松。

在二衬施工中,仍有一道防水措施,二衬混凝土采用C25抗渗混凝土,在混凝土施工缝处采用预埋橡胶止水带的方法防止水从施工缝渗出。在中墙与二衬施工缝处,由于无法设置橡胶止水带,故采用钉缓膨胀橡胶止水条的办法预防水从施工缝中渗出。

3  施工要点及质量控制措施

a. 拱部排水施工

半圆用水泥钉及铁丝固定,在施工中不得直接有钉子钉破半圆管上的塑料皮来固定,以免漏水,失去引水作用。

半圆管必须接到中墙或边墙排水管中去,不得随便中途断开,使水流横溢。

b. 纵向排水系统施工

①中墙防水板铺设前须清理干净中墙顶杂物,以免混凝土块等杂物刺破防水板;

②初支工字钢立于中墙防水板上时,必须加垫砂浆垫层,不得直接落于防水板上,以免钢支撑底脚与中墙混凝土法锐物夹破防水板;

③中墙顶防水板铺设搭接时要严格粘贴牢固、密实,不得渗水;

④中墙顶竖向引水管穿破防水板处必须粘贴密实,以防渗水;

⑤边墙纵向排水管与边墙基础混凝土交错施工,施工中必须注意不能让基础钢筋混凝土压破φ16PVC管,使混凝土进入φ16PVC管中去。

c. 排水系统施工

①HDPE透水波管质软易变形,施工中注意不得过分挤压;

②混凝土排水管的埋设要保证按纵坡设置,不得出现反转。排水覆碎石透水层要选用洁净碎石,不得让二衬混凝土流浆,污染碎石,甚至结块。

盾构及辅助d. 每一道工序都必须认真填写隐蔽工程检查证,并报请监理检查。

4  总结

本隧道原设计中采用拱部挂半圆管,中墙、边墙排水管引入路基两侧水沟形成排水管网,但结合本隧道处于水库大坝下,地下水源丰富,排水系统无法排出隧道内部积水,在雨秀易因洞内积水造成交通中断（已有隧道相关内容报道）。故在隧道增设排水系统,形成更通畅的排水管网,保证隧道在任何情况下都不会因积水都塞交通。

连拱隧道施工,工序复杂繁多。防排水施工又错杂于中墙、初支、二衬等分项工程中,工序繁杂、周期长,再加上本隧道地下水源极其丰富,防排水施工成为一个难点和重点。通过分析本隧道的地质结构、地下水源情况,并结合以往的施工经验,在本隧道施工中变更增加或改变,采用以上施工方法取得较好的防排水效果。