過聾尾隧道防排水優(yōu)化設(shè)計(jì)與施工

1、PAGE 111PAGE 420111過壟尾隧道防排水優(yōu)化設(shè)計(jì)與施工廈門工程處 王立祥摘 要 本文就優(yōu)化前后隧道防排水優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，結(jié)合施工控制措施砼及運(yùn)營效果，論述優(yōu)化后隧道防排水的優(yōu)越性。關(guān)鍵詞 隧道防排水 優(yōu)化設(shè)計(jì) 施工1 前言近年來，隨著我國高速公路主干線的建設(shè)，隧道的修建越來越多。從目前國內(nèi)公路已竣工隧道的運(yùn)營情況來看，普遍存在隧道襯砌滲漏水情況，特別是雙連拱隧道中墻處更為普遍，形成襯砌漏水、涌水現(xiàn)象，成為隧道建設(shè)質(zhì)量通病之一。由于襯砌漏水，造成隧道侵蝕破壞，路面積水，降低輪胎與路面的摩擦力，寒冷地區(qū)反復(fù)的凍融，造成襯砌凍脹開裂，因此做好隧道防排水設(shè)計(jì)使隧道襯砌不漏不滲，對(duì)保證隧道

2、行車安全和長期使用至關(guān)重要。下面以本人在過壟尾隧道施工實(shí)踐為例，淺談隧道防排水設(shè)計(jì)與施工的一點(diǎn)認(rèn)識(shí)。2 工程概況過壟尾隧道是一條上下行合建的四車道雙連拱隧道，位于（北）京福（州）高速公路福州市閩清縣內(nèi)。隧道起訖樁號(hào)K277+971.39K278+246.86，隧道長275.47米，建筑界限凈寬22米，凈高5米。最大埋深50.9米。隧道平面線型為曲線，曲線半徑為1680米（左幅），路面超高橫坡為2%，縱坡為i=2.69%，變坡點(diǎn)樁號(hào)K278+360，豎曲線半徑R=8000米。隧道區(qū)屬低山地貌，通過一南北走向山體鞍部，下伏基巖，巖性均為凝灰熔巖，自然斜坡穩(wěn)定。隧道出口段圍巖類別為類，洞身以弱風(fēng)化凝

3、灰熔巖為主，圍巖類別為類。隧道區(qū)地下水主要賦存在于基巖裂隙中，屬基巖裂隙水，受季節(jié)性影響，地層富水性一般。根據(jù)鉆孔水質(zhì)分析成果，地下水具分解類弱碳酸型腐蝕。3 原防排水設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)原理隧道為雙向四車道雙連拱隧道，內(nèi)輪廓采用承載能力較好的單心圓形式，邊墻為曲墻，中墻為直墻。在左右洞室外側(cè)檢修道下設(shè)電纜溝，路邊各設(shè)45cmx35cm矩形排水邊溝。中墻右側(cè)設(shè)50cmx40cm的排水溝，左側(cè)50cmx40cm的電纜溝。隧道防排水設(shè)計(jì)遵循“以排為主，防排結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則，爭取隧道建成后達(dá)到洞內(nèi)基本干燥的要求，保證結(jié)構(gòu)和設(shè)備的正常使用和行車安全。3.2防水措施在初期支護(hù)與二次襯砌之間敷設(shè)

4、一層EVA復(fù)合土工布防水板，作為第一道防水措施：拱部及邊墻二次襯砌采用不低于S6的防水砼，作為第二道防水措施。二次襯砌變形縫均用XZ32230型中埋式橡膠止水帶止水，環(huán)向施工縫、縱向施工縫（拱部與中隔墻）用BW96型遇水膨脹止水條止水。防水砼外加劑采用FS型防水劑，摻量按每立方米砼25公斤。3.3排水措施為了有效地排除二次襯砌背后積水，在初期支護(hù)與防水板之間背后按5m的縱向間距設(shè)置MF7塑料環(huán)向盲溝，環(huán)向盲溝的水通過設(shè)在襯砌底部和中隔墻內(nèi)部的PVC排水管直接引入邊溝排出洞外。在洞內(nèi)路面兩側(cè)設(shè)置了矩形邊溝以排除襯砌后圍巖滲水和路面積水，邊溝縱坡與隧道縱坡一致。3.4洞內(nèi)路基排水在路面兩側(cè)設(shè)置全隧

5、道連通的縱向排水管，在路面下有仰拱地段每10米設(shè)置一處橫向排水管，橫向排水管與兩側(cè)縱向排水管連通，縱向排水管與出口邊溝沉砂井連通?？v向排水管采用MY8C塑料盲溝，橫向排水管采用MF7塑料盲溝。防排水原設(shè)計(jì)如下圖（圖1）所示。圖1 原設(shè)計(jì)襯砌防排水設(shè)計(jì)圖4 優(yōu)化后的防排水設(shè)計(jì)4.1防排水優(yōu)化設(shè)計(jì)原因及原理從國內(nèi)已運(yùn)營的連拱隧道來看，常出現(xiàn)中隔墻滲漏水情況。由施工單位提請(qǐng)變更，業(yè)主同意后，福建省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院對(duì)過壟尾和坑面蘭（為京福高速公路福州段與過壟尾隧道一起進(jìn)行優(yōu)化防排水設(shè)計(jì)的雙連拱隧道）兩座連拱隧道的防排水進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。隧道按新奧法原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，排水設(shè)計(jì)遵循“防、排、截、堵”結(jié)合，因地制宜，

6、綜合治理為原則，達(dá)到防水可靠、排水通暢、經(jīng)濟(jì)合理、施工方便的目的。爭取隧道建成后達(dá)到拱部、邊墻不滴水、不滲水，路面不積水。過壟尾隧道將原設(shè)計(jì)直墻式中隔墻變更為曲墻式結(jié)構(gòu)。優(yōu)化后的防排水設(shè)計(jì)如下圖（圖2）所示。4.2防水措施4.2.1二次模注襯砌采用防水砼。4.2.2在隧道初期支護(hù)和二次襯砌之間鋪設(shè)EVA防水板+無紡?fù)凉げ肌?.2.3沉降縫采用中埋式橡膠止水帶防水，施工縫采用BWI緩膨脹型橡膠止水條防水。4.3排水措施4.3.1背面排水工程在隧道環(huán)向鋪設(shè)料盲溝將水引入邊墻兩側(cè)10cm雙壁打孔波紋管集水，然后通過10cmPVC橫向排水管將水引入兩側(cè)雙壁打孔波紋管側(cè)式排水管排面洞外。4.3.2路基、

7、路緣排水工程路面水通過30cm路緣間隙式排水溝（間隙式排水溝為預(yù)制，每塊長0.99米，用30號(hào)砂漿砌筑，每25米設(shè)一道沉砂井，以得于清淤。）排出洞外，與洞外水溝形成排水系統(tǒng)。電纜溝底部設(shè)橫坡及縱向集水溝，將可能流入電纜溝的水通過縱向集水溝引出洞外。圖2 變更后防排水設(shè)計(jì)橫斷面圖5 兩次防排水設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)比較5.1原防排水設(shè)計(jì)缺陷5.1.1中隔墻頂部與二襯交接處有一條施工縫，該縫處極易漏水。因拱部的滲水在中墻頂部匯集，中墻排水管道及該施工縫處防排水施工稍有不當(dāng)處，易引起施工縫處滲漏。5.1.2排水路徑不夠順暢。 拱頂流向中墻處及中墻流向側(cè)向排水管的水流，其排水路徑存在兩個(gè)直角拐角，呈“”字，不夠

8、順暢。5.1.3排水管易堵塞。中墻內(nèi)部預(yù)埋長420cm70 x5mmPVC硬塑管,受中隔墻和初期支護(hù)的施工影響，該管道易跑位、變形和堵塞，導(dǎo)致其排水效果降低，甚至出現(xiàn)中墻滲漏現(xiàn)象。如我國國內(nèi)的同三線高速公路寧波段、福鼎段、云南玉（溪）元（江）、元（江）磨（黑）高速公路都出現(xiàn)雙連拱隧道運(yùn)營后，出現(xiàn)中墻滲漏水的情況。5.1.4修復(fù)困難。如中墻發(fā)生滲水現(xiàn)象，對(duì)滲水處要“開膛破肚”，處理較費(fèi)事，修復(fù)極為不便。5.2優(yōu)化后防排水設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)5.2.1排水路徑更通暢。中墻拱部防排水路徑形成一個(gè)獨(dú)立的圓弧線，使排水更為通暢，尤其是III類及III類以下圍巖，初期支護(hù)施工完成后與二襯間形成一個(gè)順暢的排水圓弧線。5

9、.2.2施工干擾少。排水管僅在二襯拱腳處和二襯施工有干擾，中墻處排水層避開了中墻及初期支護(hù)的施工影響，使排水管在施工中免遭破壞。5.2.3施工方便。二次襯砌全斷面施設(shè)，便于二襯襯砌臺(tái)車行走，施工靈活方便。5.2.4修復(fù)方便。排水管僅設(shè)在二襯拱腳處，如局部堵塞，較易修復(fù)和疏通。6 防排水設(shè)施的施工6.1材料要求EVA防水板：厚度、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、抗?jié)B透性； 土工布：重量、 斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長率；塑料盲溝：尺寸、抗壓、涌水量；止水條：搞水壓能力、吸水膨帳率、密度、耐溫性等各項(xiàng)材料指標(biāo)必須符合設(shè)計(jì)要求。6.2塑料盲溝環(huán)向塑料盲溝在錨噴支護(hù)與防水層之間沿環(huán)向設(shè)置，縱向間距812米，塑料盲溝用5c

10、m長圓釘固定，行距1米，安裝防水層前鋪設(shè)。6.3復(fù)合防水層施工復(fù)合防水層采用1.2mm厚EVA防水板+300g/m2短絲無紡?fù)凉げ肌７浪鍛?yīng)耐老化、耐腐蝕、易焊接。防水層鋪設(shè)前，噴射砼表層不得有錨桿、鋼筋頭外露，對(duì)鋼筋等尖銳的突出物要割除磨平，以免扎破防水層，對(duì)凹凸不平部位應(yīng)修鑿噴補(bǔ)，使砼表面平順。EVA防水板，采用鋼釘固定，沿襯砌橫斷面環(huán)向搭接，自動(dòng)行走式熱合機(jī)進(jìn)行雙焊縫焊接，搭接寬度為10cm，焊縫應(yīng)進(jìn)行氣密性檢查，充氣壓力為0.15MPa，恒壓不少于2分鐘，接頭處不得有氣泡、折皺和空隙。施工時(shí)要特別注意保護(hù)防水板的完整性，點(diǎn)間防水層不得蹦緊，以保證灌注二襯砼時(shí)板面與噴射砼面能密貼，防水板

11、與土工布應(yīng)密切疊合，整體鋪掛。砌襯作業(yè)時(shí)嚴(yán)禁鋼筋、模板和爆破作業(yè)損壞防水層。6.4施工縫和沉降縫的施工對(duì)襯砌應(yīng)周密設(shè)計(jì)施工縫、沉降縫的構(gòu)造和位置，沉降縫在襯砌砌結(jié)構(gòu)變化處設(shè)置，縫寬2 cm，采用中埋式橡膠止水帶防水，內(nèi)填瀝青麻絮，止水帶用環(huán)形鋼筋卡固定，鋼筋卡用定位筋定位于二襯鋼筋上，鋼筋卡與定位筋用鐵絲綁扎。施工縫采用BWI緩膨脹型橡膠止水條防水，施工中應(yīng)注意止水帶被釘子、鋼筋和石子刺破，并固定好止水帶，灌注二襯混凝土過程中應(yīng)防止止水帶偏移、跑位。6.5二次襯砌二次模筑襯砌采用C25防水砼，防水砼中摻入FS-P混凝土防水劑，摻量為水泥用量的6%，防水砼抗?jié)B等級(jí)S8，施工中采用襯砌臺(tái)車立模，輸送泵泵送澆注砼。6.6排水管施工中保證側(cè)向和橫向排水管不被壓破或阻塞，以確保排水通暢，側(cè)式排水管及橫向排水管外裹一層無紡?fù)凉げ?，防止砂土流入管?nèi)。7 結(jié)束語雙連拱隧道因其有節(jié)省用地、降低綜合造價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，近年來在我國公路中、短隧道中得到廣泛的運(yùn)用，如何解決雙連拱隧道的防排水設(shè)計(jì)和施工，尤其是中隔墻滲漏水這一質(zhì)量通病問題，在京福高速公路福州段的過壟尾隧道和坑面蘭隧道得到滿意的答案。至2004年5月交工驗(yàn)收以來，未見過壟尾隧道和坑面蘭隧道襯砌出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)