基于深埋軟巖公路隧道防排水施工技術的研究

田古生 朱尚明

(蘭州交通大學，甘肅 蘭州 730070)

隨著隧道技術的不斷發展和交通運營的需要，公路隧道的修建趨勢是越來越長、越來越寬，技術上越來越難、越來越復雜。近些年，我國各種隧道的勘察設計施工技術都得到較大程度的提升，包括修建大型的海底隧道、跨江隧道、城市地鐵及一些難度較大的山嶺隧道等。但在深埋高地應力、高低溫、地下水等較復雜地質情況面前仍存在很多問題。其中，地下水方面的問題尤其突出。

1 工程背景

綿茂公路是連接成都平原與阿壩藏族羌族自治州的一條二級公路，而藍家巖隧道是其線上的控制性工程。隧道所處位置地質水文條件復雜，且穿越龍門山斷裂帶，施工難度較大。隧道縱向主要通過坡脊處，在縱軸線的兩旁分布有沖溝，沖溝的縱坡坡度比較大且溝道窄陡，溪溝水的流速較大，水的流量隨季節不同，存在差異。隧道掌子面圍巖主要以千枚巖為主，巖體整體呈現薄層～中層狀，節理裂隙較發育，且層間結合差，屬于較破碎巖體。由于該段巖體破碎，裂隙的聯通性較好，地下水會良好的流動轉移，形成富水段。

2 隧道滲水的原因及對公路的影響

公路隧道中比較常見的滲水現象，一般是以隧道的拱頂作為軸線，向兩側拱腰及邊墻發展的滲水，襯砌的表面濕潤，甚至有滴水現象，這種情況的發生，一般是由于在拱頂初支噴射混凝土時難度太大，或在澆筑二次襯砌時，出現蜂窩、麻面甚至空洞。當排水管道出現問題時，可能會使內部水沒有辦法及時排除，水壓越來越大，開始滲入到無水地段，這種情況可能會造成拱腳、變形縫、伸縮縫、施工縫等滲水現象。公路隧道的使用壽命，會隨著滲漏水的出現大打折扣，很可能達不到設計使用壽命，不能完全實現其交通方面的價值，而且運營維護難度加大。

隧道二次襯砌滲水較嚴重時，可能是由以下幾個原因造成：1)滲水地段的地下水含量豐富，且水壓較高；2)施工方在布置無紡土工布時，未按要求施工，致使其無法完全發揮作用；3)在EVA防水板焊接上出現漏焊或沒有完全焊牢，工藝出現問題；4)在焊接二襯鋼筋網時，工人粗心大意，致使防水板被焊透或破損；5)防水材料的質量出了問題，沒有經過嚴格的質量檢驗就用于施工；6)施工單位迫于工期壓力或盲目追求產值，一味的加緊施工，忽視二襯施工質量的重要性，二襯混凝土配合比出現問題與規范要求偏差較大，澆筑過程不嚴謹，致使其結構自防水能力大幅減弱。

3 隧道防排水原則及主要措施

3.1 防排水設計原則

隧道的一般段遵循“防、排、截、堵相結合，因地制宜，綜合治理”的防排水設計原則，依據本隧道現場的地質情況，在巖溶發育段遵循“以堵為主，限量排放”的原則。在隧道防水上，要充分發揮襯砌的結構自防水的能力，控制好混凝土質量，使其達到規范的抗滲性、抗裂性、密實性、防腐性及耐久性。依據四川阿壩州特殊的地質條件及當地的氣候環境，在做附加防水層時，應借鑒、吸收國內外在公路隧道防排水施工方面的經驗，力求做到經濟合理、技術領先、安全可靠，并達到隧道要求的防水目的。

3.2 防排水主要措施

3.2.1藍家巖隧道主洞防排水主要措施

主洞防排水的主要措施為：1)在隧道的路面上設置排水槽和中心蓋板排水溝，每隔50 m設置一處檢查井，方便日后檢查排水溝；2)隧道全段的仰拱以上，在初期支護和二次襯砌之間按規范鋪設無防土工布和EVA防水板；3)在二次襯砌鋪設防水卷材之前，在隧道拱墻的環向做HDPE50打孔波紋管，沿隧道縱向的間距大概8 m～10 m，設置時結合施工縫；在隧道兩側的邊墻腳處設置縱向透水打孔波紋管，全隧道貫通，其型號為φ110。采用盲溝聯通環、縱向波紋管，然后每隔4 m～5 m設置一處橫向排水管，連接至隧道的中心排水溝，橫向排水管型號為φ100 PVC，在地下水發育地段，由于出水量可能較大，可適當加密環向排水溝間距和橫向排水管間距；4)在隧道路面以下，設置打孔波紋管，型號HDPE50，有仰拱地段的間距大概10 m，沒有仰拱地段的間距大概5 m；5)采用復合防水措施處理二次襯砌變形縫和環、縱向施工縫；6)在一般情況下，二次襯砌的混凝土抗滲等級不小于S8；7)在隧道襯砌成型并變形完成以后，采用回填注漿的方法，對洞口、斷層破碎帶、地下水發育地段進行再次處理，減少空洞；8)根據現場地下水發育情況及超前地質預報的情況，需對地下水進行主動封堵時，可采用超前預注漿，或在開挖后對圍巖徑向注漿及補注漿等措施。

3.2.2藍家巖隧道平導洞防排水主要措施

平導洞及橫通道防排水主要措施為：1)在需要安裝及存放設備的地段，初期支護和二次襯砌之間需按規范鋪設無紡土工布和EVA防水板，防水板可按主洞的要求來鋪設，墻角處預埋泄水管，型號為φ100 PVC；2)不需要安裝及存放設備的地段，在墻角處預留泄水孔，型號為φ100；3)在一般情況下，二次襯砌的混凝土抗滲等級不小于S8；4)根據現場地質情況及超前地質預報的情況，當需要對地下水進行主動封堵時，可采用超前預注漿，或在開挖后對圍巖徑向注漿及補注漿等措施;5)橫通道與主洞、平導相交處5 m設置一道變形縫，變形縫填塞瀝青木絲板。

二次襯砌混凝土既要承擔一部分圍巖壓力,也是隧道防水的最后一層。因此二次襯砌既要有足夠的承載能力,同時還要有一定的抗滲性，做到最好的防水效果。可通過調整普通混凝土的配合比及摻用外加劑的方法來實現提高二次襯砌的防水性能。

4 施工縫及變形縫的處理

1)環向施工縫：在拱墻處設置中埋式橡膠止水帶，在仰拱處設置中埋式橡膠止水帶；當遇到地下水發育的地段需加強防水時，環向施工縫可增設一道背貼式橡膠止水帶，見圖1，圖2。

2)縱向施工縫：在縱向施工縫處設置中埋式橡膠止水帶。

3)變形縫處理：隧道施工中，在對拱墻的變形縫做防水處理時，遵循設計在襯砌的外緣鋪設背貼式橡膠止水帶，中埋式橡膠止水帶鋪設于襯砌的中部，用瀝青麻絲填縫料填塞。仰拱襯砌中部變形縫處設中埋式橡膠止水帶，其余空隙采用填縫料填塞密實，見圖3。

不能采用以再生橡膠為原材料生產的橡膠止水帶，應采用以三元乙丙橡膠為原材料生產的橡膠止水帶。

5 隧道防排水綜合施工技術

隧道開挖時，可采用光面爆破技術，盡量避免對圍巖產生較大的擾動，保證光面爆破的質量及效果。降低對圍巖的擾動的同時，還應最大限度減少圍巖裂縫的出現，盡量避免裂隙的聯通，從而最大限度減少了裂隙水的出現。若隧道開挖后，圍巖的表面出現裂隙且涌水量較大時，應先鉆出引水孔，對裂隙水進行泄壓，待水壓降低到適當的范圍，再對裂隙進行注漿處理，最后對引水孔進行封堵處理，此時利用膨脹快硬水泥效果比較明顯。

在隧道初期支護時，若巖面較多的滲水或股狀出水，可在巖面鑿開洞，回填透水材料，如碎石等，然后接上PVC排水管進行引流，最后掛鋼筋網、立鋼拱架噴射混凝土。在鋪設中央排水溝蓋板之前，應先對排水溝進行清淤工作，確保排水溝內水流通暢；防水材料應先通過嚴格的質量檢驗，才可現場使用，在鋪設及安裝時還應嚴格遵循設計的要求和規定。

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