高寒地區隧道防排水施工技術要點

王興鴻

（中鐵十一局集團第二工程有限公司，湖北 十堰442000）

1 引言

隧道所處環境復雜，地下滲水極容易對隧道整體質量造成影響，加之高寒地區地質環境較為特殊，更容易出現凍害現象。基于此，實際施工中需采取多種手段相綜合的方式，提升防、排、堵等技術的應用效果，做好原材料控制工作，給隧道的正常使用提供保障。

2 工程概況

紅旗隧道建設于雞西市滴道區安平村，總長度4 318m，隧址地質狀況欠佳，圍巖穩定性不足，含大量云母片巖。根據氣象資料得知，項目所在區域冬季尤為嚴寒，平均氣溫-20℃，極端情況下達到-35℃，存在明顯的地面凍結現象，深度約2～3m不等。勘察結果顯示，隧道埋深較淺，施工區域地下水發育，伴隨明顯的凍脹現象。隧道里程DK164+177～DK168+495，地質環境復雜，最大埋深約144.83m，根據工期要求，于冬季展開施工作業。

3 隧道防排水設計原則

隧道所在區域為典型的高寒地區，且為淺埋隧道。考慮到凍脹現象的不良影響，從隧道實際情況出發，采取環向埋深透水盲溝、深埋水溝、沉降縫等多種手段相結合的方式。高寒地區的地質環境較為特殊，針對隧道內排水系統的設計工作，需充分考慮到埋深與保溫措施，并對比高、低洞口在冬季嚴寒環境下各自表現出的排水狀況【1】。

4 防排水施工

4.1 洞外防排水措施

隧道洞口處圍巖穩定性不足，該處以全風化云母片巖居多，極容易引發滲水、坍塌現象。關于邊仰坡施工作業，首先要注重截水天溝與路塹頂邊溝連接區域的處理，使其有效順接，以免地表水受到沖刷影響，確保構筑物的穩定性，不出現凍脹現象。洞內中心深埋水溝所處位置為軌面下方3.5m 處，為提升洞內外排水效率，針對洞外路基過渡段采取優化措施，于該處施作深埋排水溝，以10m 為間隔相繼設置檢查井。隧道內的積水通過深埋排水溝及時排出，將其匯聚至背風低洼處。

4.2 中心深埋水溝、檢查井、橫向深埋排水管施工

4.2.1 基坑開挖

考慮到埋深水溝開挖深度大的基本特點，以圍巖情況為準，為之展開分次開挖作業；合理放坡，及時處理棄碴，發揮出減壓的效果，以免深基坑出現坍塌現象；針對圍巖狀況較好的地段，要求該處的挖槽口寬度適當縮小，最大限度上緩解邊墻底腳受擾現象，使得拱墻具有足夠的穩定性。

根據深埋水溝的標高情況，順著縱向坡度有效完成墊層施工作業，全面確保混凝土墊層施工質量，此項工作將直接對水溝坡度帶來影響。

4.2.3 安設管道

設置砂漿保護層，針對管道接頭采取嚴密的包裹措施，提升該處的封閉性。

4.2.4 回填級配碎石

做好準備工作，全面檢查深埋水管，不可出現滲水孔堵塞現象，確保深埋水管與橫向排水管處于穩定連接狀態；實際回填作業時，采取兩側同步夯實的方式，若回填效果欠佳，極容易對仰拱完整性造成影響，使其底部出現空洞現象，或是仰拱下沉。

4.2.5 檢查井施工

所設置的檢查井間距保持為30m，各排水管的連接狀況需足夠良好，仰拱填充頂面中心處施作排水溝（此部分坡度為2%）。

4.3 環向深埋盲溝、縱向保溫盲溝施工

4.3.1 環向深埋盲溝

于初期支護背后區域展開施工作業，各道間距控制在8～12m。為全面避免凍脹現象，采取深埋處理方式，針對Ⅴ級圍巖地質的特殊性，利用風鎬人工開挖，若為Ⅲ級、Ⅳ級圍巖，則該處較為可行的是爆破技術。環向盲溝施作時，要求開槽寬度均為1.5m，根據實際情況調整深度，具體為1.5～2.0m。若施工現場的地質環境較差，開槽作業時需針對兩側采取防護措施，如格柵噴錨加固等【2】。開槽底部施作環向盲溝，滿足平順、通暢的基本要求，于外部增設瀝青木板箱型結構（采取洞外分段預制的方式，并轉移至洞內安裝，施工中使用到輕質混凝土，使用到掛板法）。結束環向盲溝施工后，將其與中心深埋水溝有效連接。

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4.3.2 縱向保溫盲溝

若初期支護出現滲水現象，需將其及時引排，因此在初支表面設置縱向盲溝，鋪設保溫板（實際施工中需控制板標高），以盲管高度為準，合理設置中間突起部分，使其有效蓋住縱向透水盲管，并與中心深埋水溝有效連接。

4.4 無紡布、防水板施工

該環節施工具體內容有：

1）初支表面處理：要求防水板背后初支具有良好的平順性，將多余的鋼筋頭去除，否則會出現防水板被刺破的現象。

2）施作環向埋深透水盲溝以及縱向保溫透水盲溝，要求各個接頭部分的處理都采取三通連接的方式，較特殊的是縱向透水盲管，該處需要設置PVC 管（具體位置應在高洞口處），以實現向襯砌的引排。關于低洞口處，該區域的環縱向盲溝都要與排水管有效連接，無誤后掛土工布，具體情況如圖1所示。

圖1 土工布鋪設示意圖

3）根據項目所在地的自然環境，防水板下端應當有效地置于襯砌縱向施工縫中，換言之，需深入至仰拱內。有必要做好仰拱施工前的準備工作，即橫向掛設防水板，通過掛釘提升其穩定性。為避免防水板移動現象，需在橫向防水板高度下方30cm 處依次設置橡膠熱熔墊圈（彼此間距均設置為1.0m）。控制好防水板掛設高度，外露部分為1.7m。需注意的是，防水板邊緣處不可采取鋼釘固定措施，調節好防水板掛設頂端高度，其應當與坡度保持一致，主要目的在于實現與環向拱墻襯砌防水板的有效連接，為焊接施工質量提供保障【3】。

4）環向無紡布需要利用掛釘提升其穩定性，不同區域設置間距有所不同，拱部50～80cm，邊墻80～100cm，均采取的是梅花形布置方式。做好對各個掛點的測量工作，以便給防水板掛設提供指導，此部分遵循由拱部逐步向邊墻施工的工藝順序。

5）施工所用防水板主要有環向與縱向2 種，二者產生的搭接寬度至少都要達到15cm。施工現場適配熱楔自動爬行式熱合機，其具備靈活調溫、調速的特點，可達到熱熔焊接的效果，此處使用的是雙條焊縫，結束焊接后對其展開充氣試驗。關于防水板的掛設作業，需控制好松弛度，以10∶1 為宜，且整個施工過程中都不可出現防水板破損現象，否則需要及時利用熱風槍補焊，要求所用的補焊片直徑至少達到30cm。

4.5 止水帶的安設

4.5.1 中埋式止水帶

遵循埋入與外露各1/2 的原則，縱向止水帶應具有平直性，所設置的環向止水帶需足夠圓順，合理的位置為混凝土中部。經計算后求得止水帶的合適長度，以便給中埋式止水帶安設作業提供指導；多出的止水帶需割除，不可出現止水帶長度不足的情況，且止水帶接頭數量要得到有效控制。現階段，中埋式止水帶埋設作業中可行的方法較多，其中以鋼筋卡具固定最為可行，其具有優良應用效果，可提升埋設穩定性。關于具體安裝示意圖如圖2 所示。

圖2 鋼筋卡具安裝止水帶示意圖

基于此方法，可為襯砌環向與仰拱縱向埋設作業創造良好條件，安設時做好保護工作，不可出現鐵絲穿透止水帶的情況，且卡具設置間距均為50cm。

4.5.2 背貼式止水帶

此環節安設作業易出現在防水板貼合不緊密的情況，或是單邊翹起、未深入仰拱等。對此，需要調節好背貼式止水帶長度。需注意，設置背貼式止水帶時，需提升其與防水板的連接緊密性，較為可行的是膠粘或熱熔的方式。為全面確保密貼效果，需要準確測量襯砌端頭的實際位置，經補噴后提升整體平整性，隨后再掛防水板，以便給背貼式止水帶安裝提供優良的施工條件。堵頭板安裝作業時，必須卡緊中間位置，否則受混凝土澆筑作業的影響，將出現橫洞移動現象。

5 結語

本文以高寒地區隧道工程為背景，提出與工程相適應的防排水施工技術，實現對地表水與地下水的有效處理，創建的防排水系統兼顧洞內、外雙重需求，即便在高寒環境下也可確保隧道結構的穩定性，使得各類機械設備穩定運行，創造安全的行車環境。