劉政全 李桂花

摘要：本文詳細介紹了黃土隧道施工過程中，防水與排水工程的質(zhì)量控制要點，以期對黃土隧道施工有實際指導(dǎo)意義。眾所周知，隧道在施工中，往往處于被地下水包圍的狀態(tài)，受到水壓的影響，威脅了隧道內(nèi)部施工結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，特別是以黃土為主體材料的隧道因黃土遇水軟化、膨脹等特點，極易造成施工過程對結(jié)構(gòu)的破壞和運營中結(jié)構(gòu)滲水，因此，做好黃土隧道的防排水施工質(zhì)量控制是隧道建設(shè)能否成功的關(guān)鍵。筆者根據(jù)參加施工監(jiān)理的延志吳高速公路東山特長隧道的工程的施工實踐經(jīng)驗，探討了黃土隧道防排水施工質(zhì)量控制的措施，以期對黃土隧道施工具有實際指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】黃土隧道；防水；排水；質(zhì)量控制

1.工程概況

延安安塞經(jīng)志丹至吳起高速公路（延志吳高速公路）是陜西省“2637”高速公路規(guī)劃網(wǎng)中7條東西橫向線之一的延水關(guān)至吳起高速公路（延吳線）的關(guān)鍵組成部分。隧道安排兩個標段相對掘進，交界樁號為K48+840，其中進口段為LJ-9標，采用三臺階開挖法，出口段為LJ-10標，多數(shù)采用兩臺階法開挖。地質(zhì)勘探表明，隧址區(qū)地下水類型為第四系黃土孔隙水和碎屑巖裂隙水。從開挖情況看，LJ-9標為順坡，土質(zhì)為老黃土和三趾馬紅土，無地下水，但土體含水量較大，土體呈硬塑性，土質(zhì)均勻，結(jié)構(gòu)緊密，層間夾多層古土壤及相伴的鈣質(zhì)結(jié)核，為塊狀整體結(jié)構(gòu)，成洞性能較好。LJ-10標為反坡，土質(zhì)均為三趾馬紅土，含較多鈣質(zhì)結(jié)核，局部夾粉砂薄層，富含地下水，土體含水量大，局部呈飽和狀態(tài)。在初期支護砼面上、預(yù)留洞室處有滲水、滴水現(xiàn)象，特別是下導(dǎo)坑拱腳、仰拱開挖面有大量的積水。開挖過程中利用中心排水溝間隔集水，每次抽排完后，井內(nèi)水位上升很快。這表明該座隧道防排水施工質(zhì)量控制的嚴峻性。

2.黃土隧道出現(xiàn)滲漏水的原因

2.1自然環(huán)境導(dǎo)致滲漏水

東山隧道地層為中更新統(tǒng)離石黃土（老黃土）和第三系粘性土（三趾馬紅土），由于垂直節(jié)理發(fā)育，因而裂隙也較發(fā)育，天然孔隙比為0.557～0.868，孔隙發(fā)育，透水性較強。

2.2人為因素導(dǎo)致滲漏水

2.2.1對隧道出水以及排水問題分析不足。隧道設(shè)計中，對隧道位于地下水位線以下的信息重視不夠，結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施不足，導(dǎo)致集聚地下水情況發(fā)生，破壞圍巖軟化結(jié)構(gòu)。加之地質(zhì)勘探不準確，忽略對水文地質(zhì)條件的仔細分析，在兩種圍巖交界處土體含水量的不同可能造成的病害未做描述，結(jié)果開挖后出現(xiàn)涌泥、用水，處理花費大量時間。另外，不能夠充分意識到隧道防排水設(shè)施的重要性。在設(shè)計中對隧道拱、墻部位的防水、排水考慮較多，采取的措施較為嚴密，但對地下水的上浮壓力考慮欠缺，未采取井點降水、減壓等措施，造成仰拱隆起，襯砌結(jié)構(gòu)沉降，二襯拉裂。

2.2.2襯砌類型、隧道結(jié)構(gòu)與防排水的要求不符。設(shè)計黃土公路隧道設(shè)計時，起拱線以上采取同心圓，起拱線以下采取直墻，仰拱里面鋼拱架未成環(huán)，沒有采用閉合環(huán)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，初期支護受力后極易開裂。

2.2.3施工未嚴格執(zhí)行施工工藝要則。其一，防排水材料選擇不當；其二，施工操作相關(guān)人員缺乏責任，檢驗程序流于表面；其三，施工技術(shù)不夠先進，無法與機具相配套。

3.隧道防排水施工工藝

3.1洞外排水施工。

主要包括兩部分，一是隧址區(qū)地表處理，二是洞口排水系統(tǒng)施工。隧道覆蓋層地表積水應(yīng)先處理。地表的凹坑、鉆探孔等應(yīng)以不透水材料或粘土堵塞，并分層夯實。黃土地區(qū)地表往往存在一些不規(guī)則的落水洞，洞深、洞內(nèi)水流向不明確，也難以探明，并且易形成水囊，不提前處理可能造成圍巖含水量突然增大，導(dǎo)致塌方、涌泥等病害。洞頂附近有井、泉、沖溝、水塘等也應(yīng)妥善處理。

3.2襯砌排水施工。

襯砌排水設(shè)施應(yīng)提前布設(shè)，主要包括排水半管、縱橫向排水管等。排水半管應(yīng)設(shè)在噴射混凝土表面產(chǎn)生裂縫漏水位置，避免初期支護裂縫滲漏水問題發(fā)生。縱向排水管采用HDPEФ160打孔雙壁波紋管，眼孔直徑6～8mm。全隧道兩側(cè)埋設(shè)，縱向坡度與隧道縱坡相同。縱向排水管安裝要精細量測畫線，線型應(yīng)順直，嚴禁忽高忽低，保證排水暢通，不積水。

3.3襯砌防水施工。

襯砌防水主要是通過工程措施防止水進入二次襯砌內(nèi)，保持隧道內(nèi)基本干燥。

3.3.1明洞段防水施工：按施工順序，一是在施工完明洞襯砌后，清理表面的鋼筋頭、鼓包等尖銳物，不平整部位用高標號砂漿抹平，施作土工布及防水板，或三油兩氈防水層，或其它類型的符合最新技術(shù)要求的防水層；二是在洞頂回填最大粒徑小于2cm的帶有一定級配的透水性材料并夯實，其上回填50cm厚粘土隔水層，回填時嚴禁損壞防水層；三是施作洞頂截水溝，嚴格做好溝底防滲處理，并與路基邊溝形成順暢的排水系統(tǒng)。

3.3.2暗洞段防水施工：包括土工布、防水板等分項的施工。（1）防水層施工前準備，隧道防水層施工應(yīng)檢測初支厚度、初支背后空洞、凈空斷面、初支厚度、強度等符合施工要求。（2）鋪設(shè)防水板，首先為了防止水泥漿進入土工布，先鋪土工布后鋪防水板。其次為了減少防水板的搭接，兩側(cè)邊墻采用10m×2m規(guī)格，墻拱采用23.5m×3m規(guī)格廠家定制，環(huán)向上只有2個接頭，且接頭在檢修道頂處，即便有滲水對墻拱基本不影響。（3）防水板施工質(zhì)量控制，第一步將防水板表面平順，無皺褶、無氣泡、無破損等現(xiàn)象。第二步，防水板搭接用熱焊器進行焊接，接縫為雙焊縫，焊接溫度應(yīng)控制在200～270℃為宜，并保持適當?shù)乃俣龋纯刂圃?.1～0.15m/min范圍內(nèi)。太快焊縫不牢固，太慢焊縫易焊穿、烤焦。

3.4完善排水系統(tǒng)

在施作路面排水基層前，應(yīng)先清理中心水溝、仰拱填充面、完善排水管保溫措施。

3.4.1處理控制滲水。清理中心排水溝后，應(yīng)排查滲水點，包括二襯邊墻、電纜溝槽內(nèi)、檢查井以及路面排水邊溝等位置，對滲水點實施橫向開槽方案。

3.4.2仰拱填充高程控制。為保證排水基層厚度，仰拱填充面高程按0，-50mm控制。凡是高于設(shè)計高程的，將高出部分鑿掉，凡是低于設(shè)計高程50mm的，將填充面鑿毛采用C25混凝土補平。

3.4.3排水管保溫措施。隧道進出口200m范圍內(nèi)及洞外排水管均應(yīng)包裹保溫材料，保證隧道內(nèi)匯集水順利排出。隧道外排水管的埋置深度按1.5m設(shè)置。包裹泡沫石棉時，按每50cm的間距進行綁扎固定，兩接茬處搭接長度不小于20cm。

3.5路面基層排水

由于初期支護和二次襯砌是分開施工的，環(huán)向止水帶不可能伸入初期支護和仰拱中，兩者之間有一道水平施工縫，當環(huán)向施工縫出現(xiàn)滲水時，滲水沿止水帶到水平施工縫，從路面下的排水基層或仰拱面排至中心水溝，這樣水泥處置碎石基層可排出水。

3.5.1洞內(nèi)排水邊溝，連接應(yīng)平順，邊溝砌縫須以C10水泥砂漿填縫；

3.5.2洞內(nèi)排水邊溝每50m設(shè)置一道沉砂池，在隧道洞口處，洞內(nèi)排水邊溝與路基邊溝銜接處設(shè)置沉砂池。

3.5.3進出口高洞口端設(shè)置橫向截水溝，兩側(cè)與路基邊溝相接，以免隧道外路面水進入隧道。

3.5.4盡量避免在冬季進行路面等清洗，以保證洞內(nèi)排水邊溝干燥無水。

4.結(jié)束語

黃土有水隧道施工中最關(guān)鍵的部分就是防排水，而防排水最重要的工序在于安裝排水管路和柔性防水層。施工中要抓好各個工序的細節(jié)，確保整個隧道的防排水質(zhì)量，從而形成完整的排水系統(tǒng)。同時對可能出現(xiàn)的因水引起的各種問題提前防范，盡量采用主動的控制措施，這樣才能保證運營后的隧道不滲、不漏。

【參考文獻】

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