王小龍，張晶，王稷良

（1.中交一公局第一工程有限公司，北京 102205；2.內(nèi)蒙古高等級(jí)公路建設(shè)開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司第三公路建設(shè)管理分公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051；3.交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所，北京 100088）

1 引言

我國(guó)交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)還在高峰期，隧道的長(zhǎng)度和規(guī)模也隨之不斷增加，隧道滲漏水破壞、襯砌脫空并伴隨掉塊已越來(lái)越頻繁，嚴(yán)重威脅隧道的安全和質(zhì)量，為公路鐵路的正常運(yùn)營(yíng)埋下了不可預(yù)估的隱患。地下水滲流是隧洞工程中一個(gè)常見(jiàn)而又困難的問(wèn)題：一方面會(huì)減慢隧道的開(kāi)挖速度，另一方面也會(huì)給隧道的長(zhǎng)期運(yùn)行帶來(lái)潛在的安全隱患。地下水滲漏是隧道施工和維護(hù)的實(shí)際難點(diǎn)之一。一方面隧道開(kāi)挖中一些最具災(zāi)難性的事件與高裂隙飽和水巖石中大量的地下水流入有關(guān)，另一方面大多數(shù)已建成的隧道都存在滲漏水問(wèn)題。隧道的滲水和漏水可能導(dǎo)致地下水位下降，破壞植被和隧道地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，為此我們必須采取相應(yīng)的隧道防排水措施，有效降低隧道滲漏水風(fēng)險(xiǎn)，并且避免由于隧道滲漏導(dǎo)致結(jié)構(gòu)與相關(guān)機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，從而影響到隧道的正常使用。

綜上所述，本文主要根據(jù)某寒區(qū)公路隧道滲漏水病害特征展開(kāi)研究，對(duì)隧道滲漏水信息進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。以此為基礎(chǔ)，分析了寒區(qū)公路隧道滲漏水病害的具體防治處置方案，通過(guò)相關(guān)具體防排水處置方法綜合分析了公路隧道防排水施工技術(shù)，并通過(guò)具體工程應(yīng)用實(shí)踐，驗(yàn)證了上述隧道防排水施工技術(shù)具有良好的使用效果。從而確保隧道在使用過(guò)程不受滲漏水和地下水等流體帶來(lái)的危害，本論文的研究成果可為同類(lèi)公路隧道防排水施工問(wèn)題提供參考和借鑒。

2 某寒區(qū)公路隧道滲漏水病害及處置實(shí)踐分析

無(wú)論是在施工中還是在長(zhǎng)期運(yùn)行中，隧道的水流都會(huì)造成很多問(wèn)題。某高速公路隧道位于亞熱帶山區(qū)。那里的氣候特點(diǎn)是空氣潮濕，雨量充沛。地下水與地表水侵入隧道會(huì)造成隧道嚴(yán)重的不穩(wěn)定問(wèn)題。通過(guò)對(duì)某高速公路隧道的深入調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)觀察，發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)存在四種滲漏水類(lèi)型：①突水問(wèn)題，這種突水會(huì)導(dǎo)致隧道工作面崩落，這類(lèi)坍塌是隧道施工中的一個(gè)大問(wèn)題，但并不常發(fā)生，只有當(dāng)異常地質(zhì)構(gòu)造含水層斷層等在隧道工作面暴露時(shí)才會(huì)發(fā)生；

②隧道肩部出現(xiàn)地下水涌流和滴落現(xiàn)象；③地下涌水發(fā)生在工字鋼組位置，工字鋼組是隧道的主要支護(hù)構(gòu)件，由于排水管年代管排水不良，導(dǎo)致工字鋼沿線水壓過(guò)大，出現(xiàn)滲漏問(wèn)題；

④隧道底板涌水量。隧道底板水惡化了施工環(huán)境，可能影響隧道底板的施工。進(jìn)入雨季，降雨量大，地下水豐富，該隧道部分區(qū)域出現(xiàn)了滲漏水現(xiàn)象。滲漏水相關(guān)位置統(tǒng)計(jì)如表1所示。為有效解決相關(guān)滲漏水病害問(wèn)題，采取了以下相關(guān)具體處置措施。

某隧道滲漏水統(tǒng)計(jì)信息表 表1

2.1 防水層施工

柔性防水層在拱墻初支與二次襯砌之間鋪設(shè)。防水層由EVA防水卷材和土工布制成。EVA卷材厚度≥1.5mm，寬度＞2m。在初支與二襯的防水層施工過(guò)程中，布設(shè)在圓周方向的波紋管打孔直徑為50mm，縱向排列的角落側(cè)壁與圓周通信盲溝的波紋管打孔直徑為110mm。二次襯砌施工縫每隔12m使用一次。施工縫采用埋地橡膠止水帶，明暗邊界與抗震設(shè)防段變形縫之間。瀝青麻絲加緩脹橡膠止水帶，開(kāi)孔采用外貼防水層。

2.2 防水混凝土組成與施工

隧道二襯一般采用防水C30混凝土，混凝土抗?jié)B等級(jí)不低于P8?；炷潦且环N典型的多孔介質(zhì)，由固相實(shí)體與充滿(mǎn)氣體或水的孔隙組成。這些孔隙包括微孔隙與微裂縫，這些孔隙為水和溶于水的侵蝕性物質(zhì)的進(jìn)入提供通道。因此，改善孔隙結(jié)構(gòu)和連通性是提高防水能力的主要途徑?；钚缘V物摻和料（如粉煤灰、礦渣粉、硅灰、超塑化劑）總是被摻入到混凝土中，形成高和易性、良好強(qiáng)度和高耐久性的高性能混凝土。例如礦渣粉的加入可以促進(jìn)水泥的水化作用，抑制徐變和干縮，從而降低孔隙大小和連通性，提高抗氯離子腐蝕的能力，特別是氯離子的結(jié)合能力。粉煤灰的加入可以提高材料的長(zhǎng)期抗壓強(qiáng)度，減小孔隙，提高耐久性。另一方面，加主動(dòng)礦物添加劑導(dǎo)致高性能混凝土的水膠比較低，從而在孔壁上產(chǎn)生負(fù)壓或拉力。這種負(fù)壓或拉力產(chǎn)生裂縫、內(nèi)部翹曲和外部撓度會(huì)降低二襯混凝土的防水性能。為了克服這一缺點(diǎn)，并進(jìn)一步提高二襯混凝土的抗拉強(qiáng)度，可以采用纖維增強(qiáng)高性能混凝土。

2.3 施工排水

隧道施工建設(shè)的斜率與排水用天然邊坡排水，邊坡施工建設(shè)過(guò)程中，結(jié)合輔助腔每250m～500m設(shè)置集水井，洞里的水沿著臨時(shí)溝渠內(nèi)自然擠進(jìn)水池里，設(shè)置的臨時(shí)工作面臨水的洞，由泵站設(shè)定的水位升級(jí)排煙井，依次排煙，直至污水處理廠孔，經(jīng)過(guò)凈化處理，如沉淀和過(guò)濾，并達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，排水采用反坡排水，如圖1所示。

圖1 隧道反坡排水示意圖

2.4 系統(tǒng)排水盲管的布設(shè)

襯砌防水板面后系統(tǒng)排水盲管由縱向盲管、圓形盲管和排水管組成。沿縱向方向在墻體兩側(cè)設(shè)置縱向排水盲管，每邊設(shè)有Φ110穿孔波紋管，用于排出內(nèi)襯后面的水，并每隔8m側(cè)墻設(shè)置排水孔，進(jìn)入隧道內(nèi)槽，所述環(huán)形盲管和縱向盲管通過(guò)所述排水管的側(cè)槽與所述隧道相連接。圓形方向設(shè)置Φ50開(kāi)孔波紋管，排水盲管圓形排水盲溝距離8m，如圖2所示。洞室采用雙溝，隧道設(shè)中溝。

圖2 排水盲管示意圖

圓形盲管和縱向盲管采用“T”形接頭連接，如圖3所示。沿側(cè)壁每隔8m設(shè)置側(cè)壁排水管，將地下水引入洞內(nèi)溝渠。縱向、圓形盲管與排水管采用變徑三種方式連接。排水管的出水口應(yīng)離溝內(nèi)壁有一定距離，不得靠近溝壁表面。

圖3 排水盲管布置示意圖

首先，根據(jù)設(shè)計(jì)確定和標(biāo)記安裝在噴射混凝土表面的圓形盲管的位置，并根據(jù)實(shí)際滲入隧道壁的水量對(duì)盲管進(jìn)行調(diào)整。盲管應(yīng)盡可能穿過(guò)投射混凝土表面的底部和出口。移動(dòng)式手推車(chē)用于檢查工作面間隙和噴射混凝土的質(zhì)量。在巷道掘進(jìn)過(guò)程中鉆了兩個(gè)側(cè)向定位孔。定位孔之間的距離為30cm～50cm。環(huán)形管用鐵絲固定在膨脹螺栓上，膨脹螺栓插入定位孔，如圖4所示。

圖4 環(huán)向排水盲管固定示意圖

豎向、水平暗溝連接應(yīng)平整，坡度應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。所述盲溝出水口設(shè)有水濾柵或反濾層。沿水源方向鉆取集中出口點(diǎn)，然后插入單根盲導(dǎo)流管，用快凝砂漿堵塞周邊區(qū)域，使地下水集中流出管道。排水管安裝時(shí)，一端安裝在模板小車(chē)預(yù)留孔上，另一端通過(guò)縮徑三通與縱向排水管連接，固定牢固。

2.5 施工接縫處理

在隧道中，主要有變形接縫和施工接縫。變形和施工接縫是隧道密封施工的薄弱環(huán)節(jié)。結(jié)構(gòu)接縫可以是圓形的，也可以是縱向的。

變形接縫由瀝青麻紗填充，并裝有緩慢膨脹的橡膠塞子。變形接縫的寬度為2cm。變形接縫的防水施工示意圖，如圖5所示。

圖5 變形接縫防水施工示意圖

2.6 具體滲漏水防治效果分析

結(jié)合此隧道現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，采取“堵漏與排水結(jié)合，以排為主，綜合整治，因地制宜”的原則，通過(guò)施工排水、系統(tǒng)排水盲管的布設(shè)、排水盲管安設(shè)、施工接縫處理等相關(guān)排水施工工藝，對(duì)該寒區(qū)隧道滲漏水病害處進(jìn)行系統(tǒng)處置。達(dá)到了很好的堵漏效果，隧道滲漏水病害問(wèn)題得到了根本解決。

3 結(jié)論

①隧道防排水技術(shù)是一個(gè)工序復(fù)雜的項(xiàng)目，需要我們事先對(duì)隧道所需排水位置做好勘測(cè)，設(shè)置好防滲等級(jí)，選擇符合規(guī)范和具體項(xiàng)目的施工方法。

②隧道的防排水技術(shù)，應(yīng)當(dāng)采取“防，排，隔，堵相結(jié)合，綜合治理，因地制宜”的原則。當(dāng)裂隙水比較發(fā)達(dá)，水文環(huán)境嚴(yán)格要求時(shí)，在這些區(qū)域尤其要注意隧道防排水需求，應(yīng)采用區(qū)域防排水，以堵為主要方式的處置原則，達(dá)到有效防水與經(jīng)濟(jì)環(huán)保的目的。

③本文通過(guò)施工排水、系統(tǒng)排水盲管的布設(shè)、排水盲管安設(shè)、施工接縫處理等相關(guān)排水施工工藝，對(duì)該寒區(qū)隧道滲漏水病害處進(jìn)行系統(tǒng)處置。保證了隧道排水施工的有序進(jìn)行，取得了良好的工程應(yīng)用效果。當(dāng)然也需要提高防排水施工的機(jī)械化施工和施工人員的素質(zhì)以及科學(xué)的管理，這樣項(xiàng)目施工才能合理地進(jìn)行，確保隧道的施工質(zhì)量。