高滲透性土質段隧道防排水設計

韓劍

摘? 要：削壁嶺隧道洞口位于溝谷富水區，土質為高滲透性土，隧道防排水設計是本項目的重點。根據水量核算，按照“以排為主，防排結合”的設計原則，制定了明暗洞防排水措施，取得了良好效果。

關鍵詞：高滲透性土質;隧道防排水

1工程概況

削壁嶺隧道屬于越沙線的一段，位于寧海縣一市鎮，隧道長1115m。技術標準為二級公路，設計速度60Km/h。考慮非機動車通行，隧道兩側設置2m寬人非混行道，隧道凈寬12.5m。暗洞段采用初期支護+防水層+二次襯砌的復合式襯砌結構，明洞設計采用60cm厚鋼筋混凝土襯砌。

2地質概況

削壁嶺隧道進洞口段溪溝發育，溪溝寬約3～5m，平時溪溝內流水較小甚至干涸，雨季水量較大，水流湍急，水位猛漲，動態變化大。

進洞口以崩積、坡洪積成因的塊石、滾石、碎石夾黏性土為主，粒徑0.2～3.5m，不同土質差異性大，堆積物較松散，地下水較豐富，土體滲透性大。雨季降水快速滲入地層中，截水溝難以起到作用，水集聚在隧道明洞周邊，增加了隧道滲漏的風險。

按照《公路隧道設計規范》要求，隧道需做到“拱部、邊墻、設備箱洞不滲水，路面無濕漬”。為達到這一要求，隧道需設置完善的防排水措施。

3水量計算

根據《公路排水設計規范》，設計徑流量采用公式Qs=16.67ψqp，tF計算。qp，t為設計重現期和降雨歷時內的平均平均降雨強度（mm/min）。根據計算，設計徑流量為1.8m3/s。

排水結構物泄水能力采用公式Qc=vA（m3/s）進行核算，其中v為平均流速（m/s），計算公式為，其中R為水力半徑，I為水力坡度。根據計算，排水結構物尺寸為兩道寬0.6m，高0.6m排水溝，泄水能力為2.1m3/s。

4明洞防排水措施

一般山嶺隧道明洞兩側設置φ100mm盲管。根據計算結果，盲管排水能力難以滿足要求，且后期運營階段難以檢修，堵塞后明洞側水壓將急劇增加，對隧道結構及邊仰坡安全造成威脅

根據高滲透性土性質，隧道截水溝及防水黏土層難以奏效，需以加強明洞兩側排水能力為重點，整體按照“以排為主，防排結合”的原則進行設計。

1、排水措施

根據計算，隧道明洞兩側設置寬0.6m，高0.6m的排水暗溝，靠近隧道一側采用C20混凝土墻身，靠近邊坡一側采用漿砌片石墻身便于收水，暗溝頂部設置兩層200g/m2土工布，同時設置0.4m厚碎石用于收水，另外將明洞側排水管水一并匯入暗溝中，不再做明洞橫穿管道。

排水暗溝設置在明洞兩側路面以下，明洞兩側采用C20片石混凝土回填，回填頂部坡度設置為10%，在保證隧道明洞兩側結構受力同時，也起到防水作用。

為便于后期明洞側暗溝檢修，在明洞結束位置，即洞門后設置暗溝檢查井，檢查井依靠洞門施做，保證整體結構安全。檢查井設置爬梯，便于后期檢修人員上下，同時頂部設置蓋板。

暗溝在洞門位置設置φ600mm涵管，將水排入路基邊溝，在管溝相接處設置沉沙井。

2、防水措施

明洞防水主要采取以下措施：

（1）明洞外側采用瀝青涂刷后，設置雙層自粘式防水層。

（2）明洞混凝土防水等級提高至P10。

（3）明暗洞相接處采用噴射混凝土噴平后，設置背貼式止水帶，襯砌中部設置中埋式止水帶。

5暗洞防排水措施

為加強暗洞段排水效果，主要采取以下措施：

（1）在洞口100m范圍內增設環向排水管，間距縮小為2m一道，環向排水管采用φ50mm環向透水管，縱向排水管單側采用三根φ100mmHDPE雙壁打孔波紋管。

（2）暗洞混凝土防水等級提高至P10。

（3）暗洞施工縫及變形縫均采用背貼式止水帶+中埋式止水帶相結合的防水措施。

（4）暗洞段增設小導管注漿量，減少水在隧道周邊的聚集。

6結語

1、通過“以排為主，防排結合”的設計原則，采取以上處理措施后，隧道沒有發生滲漏現象。明洞襯砌背后排水通暢，解決了高滲透土質段隧道易滲漏的問題，達到了隧道防排水技術要求。

2、在高滲透性土質段，隧道防排水措施需根據水量計算結果，選擇合適的防排水措施。結合本工程，在明洞兩側設置排水暗溝是不錯的選擇，類似工程可以借鑒。

3、隧道明洞段需加強隧道防水設計，可采用雙層自粘式防水層進行防水，背貼式止水帶+中埋式止水帶也可有效防止滲漏。

參考文獻：

[1] JTG 3370.1-2018公路隧道設計規范[S];

[2] 易定達.隧道洞口明洞段防排水技術的探討[J].山西建筑，2009（4）：321.