淺談隧道施工中水的危害及防控措施

郭志強 中交一公局第四工程有限公司 530000

1.永福隧道概況

永福隧道屬廈蓉高速（貴州境）水格段第AT20合同段一座越嶺隧道，為上下分離的四車道高速公路隧道。設計等級為I級公路，設計時速為100公里/小時，起訖樁號K88+190～K89+225，長1035m，單洞凈寬為10.75m，凈高為5m。隧道直線段路面縱坡采用單向坡，坡度為—2.5%。隧道最大埋深110m。

隧道所處區域屬中亞熱帶濕熱氣候區，氣候溫和，雨量充沛，氣象要素、變化與流域地理位置及地形、地勢特點相適應，多年平均氣溫18.1℃，極端最高39.5℃，極端最低—5.8℃。多年平均降雨量1149毫米，最大年降雨量1614.8毫米。年內分布不均，降雨量多集中于5～9月份，占全年降雨量的70%。冬季（12月份至次年2月）降雨量最少。地下水主要為含碎石亞粘土及碎石層中的孔隙潛水和板巖中的裂隙水。但因地形陡，節理裂隙多呈閉合狀或填充泥質，連通性較差，其賦水能力差，雨后補給快，排泄快、埋深大、水量小、無統一地下水位。

2.洞口及明洞階段的防排水

2.1 洞口施工應盡量避開雨季施工，如無法避免應首先開挖并施作洞口邊仰坡截水溝，對洞頂存在的積水洼地、廢棄的坑穴、鉆孔等應蓋填平封閉，防止積水。永福隧道左線進洞時適逢當地雨季，我們首先按照設計施作洞頂截水溝，攔截洞頂雨水，在截水溝兩端增設排水溝，將洞口排水系統與路面排水系統連接為一體，同時進行邊仰坡掛網噴漿防護，封閉洞口破碎圍巖，防止小股雨水滲入隧道圍巖內，降低巖石強度，破壞山體穩定。此外，派專人對洞頂周邊環境進行不定時察看，尤其是雨天，強化觀察，如有異常，隨時報告。由于我們前期采取措施到位，邊仰坡基本保持穩定，未出現雨水破壞。

2.2 當山體較為破碎，要防止山體滲水入隧道，則可采取圍巖注漿或灌漿。圍巖注漿是將不透水的凝膠物質通過鉆孔注入擴散到巖層裂隙中，堵住地表水或地下水出水通道，減少或阻止地表水或地下水涌入隧道內。在施工過程中地下水的靜水壓力由圍巖體承擔，從而為開挖、襯砌施工創造較好的條件，減少或消除地下水對襯砌結構產生靜水壓力。永福隧道左線在進行下導坑開挖時，由于洞口圍巖較為破碎，自承能力較差，洞頂出現下沉，我們一方面進行下導坑及仰拱拱架閉合，掛網噴漿，封閉洞內圍巖。另一方面對洞頂因下沉產生的裂隙進行灌漿處理，封閉洞頂圍巖，防止雨水下滲。采取這一措施后，左洞洞頂基本未出現位移。

2.3 明洞襯砌完成后，應當及時按設計回填穩定層及種植土。及時設置截排水系統，以保證明洞結構安全、穩定及耐久，防止坡面產生沖刷導致坍塌。永福隧道左右洞明洞基本上都是按照這一思路進行施工，在明洞邊墻頂與邊墻后設置縱向、豎向盲溝，匯流圍巖地下水和明洞頂滲入的地面水。明洞與暗洞接縫處的襯砌混凝土加厚5 cm，振搗密實，并將明洞外貼式防水層深入暗洞襯砌外緣1 m以上，使其搭接粘結良好。明洞填土上的隔水層與防水層與開挖邊坡搭接良好，封閉填土與邊坡的搭接處形成水流的通道，防止滲透與軟化回填土體與交界面產生回填土體的滑移。及時進行坡面綠化，防止雨水沖刷。

3 洞身開挖及初支階段的防排水

3.1 在隧道掘進過程中，在巖層面有大面積的裂縫滲水，且水量及壓力都不大時，施工過程中結合初期支護采用噴射砼堵水。在混凝土中加入速凝劑，連續進行噴射，但是在主裂縫不噴射砼，以便于使水流集中于著裂縫導入盲溝，集中通過排水設施排出。永福隧道左線開挖至ZK88+852段時，圍巖表面有大面積少量裂隙水，就采取這種措施，效果明顯。

3.2 當圍巖有大面積裂隙流水時，可在巖壁大面積鋪設塑料板堵水，在施工時，鋪設塑料板時不能固定的使塑料板繃得太緊，要有一定的松弛度，以便于在二次支護砼澆筑時候不會因為鋪設太緊而產生變形，不會過度產生張力和破壞。

3.3 當圍巖有大量涌水及噴水時，按照“以堵為主，限量排放，排堵結合”原則，根據超前地質預報情況和現場實際情況可及早采取超前帷幕注漿措施，對裂隙水發育地段采取全斷面超前注漿加固隧道周邊，應在掌子面退后15 m～30 m范圍內采用錨噴加固及徑向注漿，開挖后采用5米圍巖徑向補注漿進一步加固圍巖，降低圍巖的滲透系數，實現限排目的。同時應及時加強環境監測，制定防坍塌、防水害應急預案，注意跟蹤施工結果，實時調整注漿材料、注漿壓力等施工參數，確保圍巖加固。此類情況也較常見，上述為一般處理方案，可根據實際情況進行調整部署。

4 二次襯砌階段防排水

永福隧道主要采用復合式襯砌施工，以防水板和襯砌混凝土為主要防水材料，輔以滲水盲管和止水條，將隧道滲漏水排出隧道外，其施工方法主分為下面幾個部分：

4.1 盲管排水

盲管排水主要有兩種：縱向盲管和環向盲管?？v向盲管大多采用單側打孔波紋管，并采用變徑三通與環向盲管及中心排水溝銜接，環向盲管多采用彈簧軟管，安裝在襯砌與圍巖之間，提供過水通道，并使之匯入縱向盲管。環向盲管每8m～10m設一道。

4.2 水溝排水

在隧道排水方面要利用排水溝和盲管相結合，在隧道內采用縱向排水溝有三種，采用縱向單側排水溝，縱向雙側排水溝，中心式樣。根據隧道的線路坡度，路面的形式，水的多少來考慮。主要有PVC管、水泥混凝土管及干砌片石等形式，流出洞外后，與洞口防排水系統結合。

4.3 防水卷材防水

在隧道整個防水系統工程中，防水卷材的安裝工程是最重要的一項措施，防水卷材施工質量的參差不齊是影響隧道使用壽命以及襯砌結構安全的直接因素。防水卷材主要包括無紡布和防水板兩個部分。無紡布的主要作用在于吸附圍巖表面滲水，安裝在防水板外側，密度不小于300g/m2。防水板卷材的主要作用是隔水，防水板防水的薄弱環節在接縫，從接縫處理的工藝和接縫強度要求出發，要求接縫搭接長度不小于10cm。為保證防水板接縫焊接質量和抗沖刺能力，防水板厚度不得小于1mm。

4.4 止水帶及止水條防水

止水帶及止水條作為輔助性防水措施，必須安裝設計要求進行施工，準確到位。襯砌所使用的機械就位后，按安一定距離在鄰近施工縫或者沉降縫的拱架外安裝止水帶固定裝置。由拱頂向兩側逐段將止水帶及止水條放入固定裝置的安裝槽內，并固定。然后安裝擋頭板。在施工工程當中，安裝要留有一定的余量，在施工襯砌混凝土時，隨時觀察止水帶位置是否發生變化，在砼施工過程當中，容易產生橫向壓彎變形，止水帶周圍要振搗密實。施工縫和沉降縫以及伸縮縫采用中埋式塑料或橡膠止水帶，也可采用背貼塑料止水帶。

5 模筑混凝土防水

在防水上，普通砼的滲水性不能滿足防水要求，特別在施工質量環境不高的情況下，會造成振搗密實度不夠，產生施工縫，沉降縫以及伸縮縫，因此采用本身具備一定抗滲阻水的模筑混凝土，能起到防滲水和漫流的效果，當然施工的質量也一定要保證。

一是防水混凝土的抗滲標號及抗壓強度要滿足設計要求。其配合比選擇應注意以下幾點：水灰比不得大于0.6；水泥用量不得少于280kg/m3；砂率應適當提高，不得低于35%。

二是防水混凝土襯砌施工必須采用機械振搗。邊墻部采用插入式振搗器振搗，拱頂部采用附著式振動器振搗。既防漏振，致使混凝土不密實，又防過振，混凝土表面出現砂紋。標準為混凝土表面不再下沉，無氣泡，表面開始泛漿為止。特別是內模反弧部分要確保搗固充分，避免出現氣孔現象，確保防水混凝土的密實度和外觀質量。

永福隧道嚴格按照設計和相關規范進行施工，襯砌前的每道工序反復檢查，真正做到無遺漏，不放過。迄今為止，永福隧道還未出現滲漏水，充分保證了隧道正常使用及安全運營。實際上，本文概述隧道中水的病害及相關處治措施，為一般工程類似做法，當然，針對不同的地質條件和水文情況，可以適當進行調整。