大南山隧道永久性防排水施工技術

趙富家

（山西省交通科學研究院，山西 太原 030006）

1 工程概況

山西太原至陽泉高速公路是山西省高速公路網“三縱十二橫十二環”主骨架第五橫的重要組成部分。是山西省第一條標準的六車道高速公路，起點位于陽泉市平定縣岔口鄉神水泉東,與河北段以隧道相接，終點位于太原市尖草坪區西鄉趙家山村南，與在建的太佳高速公路相接,全長123.321 km。其中大南山隧道全長5 530 m，是太陽高速公路最長的隧道，也是山西省在建的最長的六車道分離式公路隧道。

該隧道圍巖特點：圍巖為奧陶系中統上馬家溝組上段（O2S3）白云質石灰巖，中風化，微晶結構，中厚層狀構造，圍巖節理裂隙發育—較發育，溶蝕明顯，巖體破碎—較破碎，呈鑲嵌破裂結構。

2 大南山隧道防排水設計

2.1 設計原則

設計原則以排水為主，防排結合，綜合處治。采用防、截、堵、排相結合，形成完善的排水體系，使隧道防水可靠，排水暢通，運營期隧道內不滲不漏基本干燥[1]。

2.2 洞口防排水設計

洞口地形在洞外設置截水溝，防止雨水對坡面及洞口造成危害，將地表水引至路基邊溝和洞門外端的自然溝谷，以此形成完善的洞外排水系統。

2.3 洞身防排水設計

明洞采用立體防水板及頂面回填黏土隔水層防水，洞內復合式襯砌采用立體防水板防水，環向軟式透水管集引水經由縱向排水管、橫向排水管將水排到中央排水溝中，路面水流入兩側排水溝內，地下水和路面水一起排到洞外的邊溝。工作縫、伸縮縫、沉降縫處均加設橡膠止水帶。明洞和二次襯砌采用防水混凝土并達到防水標準S8以上，見圖1。

設計參數：

無紡布大于等于300 g/m2，立體防水板大于等于1.2 mm；

環向排水管采用φ50HPDE單壁打孔波紋管，環向間距10 m；縱向排水管采用φ116HPDE單壁打孔波紋管；

橫向排水管采用φ116HPDE單壁打孔波紋管，橫向間距10 m；

電纜槽泄水管采用φ50PVC管；

縱向施工縫止水帶300×8 mm、橫向施工縫止水帶300×8 mm。

3 防排水施工

3.1 準備工作

a)利用防水板鋪設臺車檢查初噴斷面是否有滲、漏水，凡有滲、漏水的地方，應在初噴第一層混凝土后，在滲、漏水處打孔將水引出，并利用排水半管引至縱向排水管處。

b)初支斷面滲、漏水嚴重的地方，說明初支背后有儲水區，為保證隧道施工和營運安全，則應采用注漿止水的辦法。

c)檢查已完初支斷面是否有易刺破防水板的外露鋼筋頭及個別突出的尖角巖石，如有需割除或鑿平。

d)初支斷面要達到基本平整，對個別坑洼部位，應采用噴射混凝土補平，以利于鋪設防水板。

圖1 襯砌防排水設計圖

3.2 環向排水盲管施工

a)在已修整好的初支斷面上，鋪設排水盲管，設計要求采用φ50HPDE單壁打孔波紋管，其間距為10 m，但在鋪設時，可依初支面出水情況，前后適當進行間距調整或加密。環向盲管應與初支面盡量密貼[2]。

b)環向排水盲管的出水口位于縱向排水管碎石濾層上方。

3.3 縱、橫向排水管施工

a)縱向排水管設置在隧道初支拱腳外側與防水土工布內側。在縱向排水管施工時，拱腳處的棄渣要清理干凈，其縱坡要符合設計要求，縱向排水管采用φ116HPDE管，施工時用無紡布將該管全周包裹，用卡子卡牢，其帶孔斷面向上，然后用膨脹螺栓固定在C15素混凝土底座上。

b)橫向排水管采用φ116HPDE管，利用三通與縱向排水管垂直連接。橫向排水管間距為10 m，橫向坡度應大于2%，將水引至中心排水管。

3.4 中心排水管施工

a)中心排水管施工前，應進行測量，其平面位置、深度、縱坡要符合設計要求。

b)中心排水管基槽開挖后，應將虛渣清理干凈，并根據設計標高采用C30混凝土澆筑管座基礎，并掛線控制排水管節的平面位置和標高，在施放管節時注意帶孔部位向上。

c)中心排水管可由施工單位自己預制，亦可外購，但其鋼筋的配置、數量和混凝土強度必須符合設計要求，所有成品管節必須達到管身順直，無裂縫，透水孔暢通。

d)中心排水管鋪設完成后，應進行通水試驗，如有漏水、積水應立即處理。

3.5 防水板施工

a)防水板的質量、性能指標要符合設計要求，同時還要考慮防水板的幅寬，一般幅寬以2～3 m為宜，其厚度不超1.5 mm，同時不得小于1 mm，防水板進場時應通過取樣試驗其抗拉強度和延伸率等各項指標符合產品質量標準后，方可進場。

b)防水板鋪設前，要根據鋪設方法進行放樣，一般情況下均采用由拱頂向兩側整幅鋪設，其每幅鋪設長度與弧長之比為10∶8，以此比例下料。

c)防水板鋪設時，由拱頂開始向兩側墻跟部進行，松緊應適度，以防初支凸凹部位被二襯混凝土撐破，且全部緊貼初支，在根部與矮邊墻內側預埋的防水板相接，使初支面、排水盲管、排水半管的水流由縱向排水管排出。

d)在鋪設立體防水板時，隨鋪設隨用射釘和塑料墊圈加以固定，拱頂固定間距為0.5～0.8 m，側墻為1 m左右，呈梅花形布設。

e)保證防水板工程性能的關鍵是防水板的焊接工藝和密封程度，為保證防水板不滲、漏水，一般多采用雙焊縫自動熱合技術，在焊接施作時，一定要認真、細致，不得出現漏焊、缺焊，更不得焊焦、焊穿，焊后應輥壓牢固，焊縫搭接寬度不小于100 mm，單條焊縫不小于15 mm，焊接完成后，應進行充氣檢查，個別部位出現漏氣時，應用手槍焊做補焊處理。

f)在后續施工中應注意對防水板的保護，尤其是在鋼筋的綁扎中，不得刺破防水板；在鋼筋焊接時其火花不得直接飛濺在防水板上，以防燒成孔洞；在二襯混凝土振搗時，振搗棒不得觸及防水板，以防振搗成洞，只有在后續施工中注意保護，才能發揮防水板的功能。

3.6 止水帶和止水條施工

3.6.1 止水條和止水帶設置部位

a)止水帶一般設置在二襯沉降和伸縮縫的斷面中部，如二襯施工分為矮邊墻和側墻拱部兩個工序進行施工時，則矮邊墻與側墻接觸部位也設置止水帶，因其都埋設在相關斷面的中部，故稱為中埋式止水帶[2]。

b)止水條一般設置在二襯混凝土施工接縫中，本工程的二襯施工縫亦設置止水帶，但其止水帶型號與沉降縫、伸縮縫所用型號有別。

3.6.2 止水帶的施工

a)在沉降縫、伸縮縫或施工縫的二襯混凝土施工前，首先應在二襯堵頭板環向中心位置鉆孔，孔徑12 mm，間距500 mm，用φ8鋼筋制成鋼筋卡，其卡端夾緊1/2止水帶，鋼筋卡的直線段外露在堵頭板外，但止水帶另外1/2則緊貼堵頭板內側，止水帶的中心位置應與沉降縫、伸縮縫或施工縫的中心線重合；但在沉降縫或伸縮縫的中心位置上、下應各設一塊與1/2二襯斷面相同，厚度為沉降縫要求寬度的背襯材料（如浸瀝青木絲板）。該板應緊貼堵頭板。

b)止水帶安裝完畢后，且在其他準備工作完成的情況下，則施工止水帶一側的混凝土，在混凝土振搗時，除不得損壞止水帶外，應特別注意排除止水帶底部的氣泡，使混凝土達到密實。

c)在該段二襯施工完成，且在脫模后，應將緊貼上一板二襯環向端頭的止水帶拉直、扯平，用已伸出的1/2φ8直線鋼筋彎成卡，把止水帶卡緊后，再澆筑后一板二襯混凝土，則完成了止水帶的施工。

d)止水帶在施工中，難免產生接頭，其接頭應采用熱硫化搭接形式，搭接長度不小于100 mm。

4 幾點體會

4.1 防水板接茬不嚴且易受損傷

防水板在施工期間受損傷造成接縫不嚴，或因鋼筋施工、混凝土施工造成局部破損。且這些破損未經發現，或修補不當。

4.2 防水板鋪設工藝有缺陷

新建隧道防水板采用吊掛工藝鋪設，射釘的尾端露出噴射混凝土的表面部分處理不當，形成尖銳觸點，從而給防水板的完整性埋下了隱患。

4.3 止水帶周圍不密實

混凝土在凝結硬化過程中，會產生一定量的干縮，使止水帶與周圍混凝土的出現一定量的間隙，此間隙便為滲水提供了通道。另外襯砌端頭模板構造復雜，施工時端頭模板在止水帶兩側不夠嚴密，澆筑混凝土時容易產生漏漿，使止水帶周圍混凝土不密實，從而導致滲水繞過止水帶從混凝土中滲出。

4.4 襯砌混凝土不密實

襯砌混凝土是隧道防水的最后一道防線。在施工中由于襯砌配筋、振搗等原因易造成襯砌混凝土不密實。特別在洞頂及封堵部位，施工難度較大，充填和振搗不容易，更易造成混凝土不密實，從而成為隧道滲漏的部位。

5 結束語

大南山隧道目前進行檢查無滲漏水現象。因此本施工工藝控制無論是在施工中的防排水還是結構中的防排水均取得了不錯的效果，為以后施工類似工程取得了一定的經驗。因此，加強對每道工序的施工質量控制是隧道防排水達到設計預期效果的重要保障。