高寒地區(qū)隧道防排水施工技術(shù)要點(diǎn)

王興鴻

（中鐵十一局集團(tuán)第二工程有限公司，湖北 十堰442000）

1 引言

隧道所處環(huán)境復(fù)雜，地下滲水極容易對(duì)隧道整體質(zhì)量造成影響，加之高寒地區(qū)地質(zhì)環(huán)境較為特殊，更容易出現(xiàn)凍害現(xiàn)象?；诖?，實(shí)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(shù)的應(yīng)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(shè)于雞西市滴道區(qū)安平村，總長(zhǎng)度4 318m，隧址地質(zhì)狀況欠佳，圍巖穩(wěn)定性不足，含大量云母片巖。根據(jù)氣象資料得知，項(xiàng)目所在區(qū)域冬季尤為嚴(yán)寒，平均氣溫-20℃，極端情況下達(dá)到-35℃，存在明顯的地面凍結(jié)現(xiàn)象，深度約2～3m不等?？辈旖Y(jié)果顯示，隧道埋深較淺，施工區(qū)域地下水發(fā)育，伴隨明顯的凍脹現(xiàn)象。隧道里程DK164+177～DK168+495，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，最大埋深約144.83m，根據(jù)工期要求，于冬季展開施工作業(yè)。

3 隧道防排水設(shè)計(jì)原則

隧道所在區(qū)域?yàn)榈湫偷母吆貐^(qū)，且為淺埋隧道?？紤]到凍脹現(xiàn)象的不良影響，從隧道實(shí)際情況出發(fā)，采取環(huán)向埋深透水盲溝、深埋水溝、沉降縫等多種手段相結(jié)合的方式。高寒地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境較為特殊，針對(duì)隧道內(nèi)排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，需充分考慮到埋深與保溫措施，并對(duì)比高、低洞口在冬季嚴(yán)寒環(huán)境下各自表現(xiàn)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(wěn)定性不足，該處以全風(fēng)化云母片巖居多，極容易引發(fā)滲水、坍塌現(xiàn)象。關(guān)于邊仰坡施工作業(yè)，首先要注重截水天溝與路塹頂邊溝連接區(qū)域的處理，使其有效順接，以免地表水受到?jīng)_刷影響，確保構(gòu)筑物的穩(wěn)定性，不出現(xiàn)凍脹現(xiàn)象。洞內(nèi)中心深埋水溝所處位置為軌面下方3.5m 處，為提升洞內(nèi)外排水效率，針對(duì)洞外路基過渡段采取優(yōu)化措施，于該處施作深埋排水溝，以10m 為間隔相繼設(shè)置檢查井。隧道內(nèi)的積水通過深埋排水溝及時(shí)排出，將其匯聚至背風(fēng)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(diǎn)，以圍巖情況為準(zhǔn)，為之展開分次開挖作業(yè)；合理放坡，及時(shí)處理?xiàng)壊?，發(fā)揮出減壓的效果，以免深基坑出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象；針對(duì)圍巖狀況較好的地段，要求該處的挖槽口寬度適當(dāng)縮小，最大限度上緩解邊墻底腳受擾現(xiàn)象，使得拱墻具有足夠的穩(wěn)定性。

根據(jù)深埋水溝的標(biāo)高情況，順著縱向坡度有效完成墊層施工作業(yè)，全面確保混凝土墊層施工質(zhì)量，此項(xiàng)工作將直接對(duì)水溝坡度帶來影響。

4.2.3 安設(shè)管道

設(shè)置砂漿保護(hù)層，針對(duì)管道接頭采取嚴(yán)密的包裹措施，提升該處的封閉性。

4.2.4 回填級(jí)配碎石

做好準(zhǔn)備工作，全面檢查深埋水管，不可出現(xiàn)滲水孔堵塞現(xiàn)象，確保深埋水管與橫向排水管處于穩(wěn)定連接狀態(tài)；實(shí)際回填作業(yè)時(shí)，采取兩側(cè)同步夯實(shí)的方式，若回填效果欠佳，極容易對(duì)仰拱完整性造成影響，使其底部出現(xiàn)空洞現(xiàn)象，或是仰拱下沉。

4.2.5 檢查井施工

所設(shè)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(huán)向深埋盲溝、縱向保溫盲溝施工

4.3.1 環(huán)向深埋盲溝

于初期支護(hù)背后區(qū)域展開施工作業(yè)，各道間距控制在8～12m。為全面避免凍脹現(xiàn)象，采取深埋處理方式，針對(duì)Ⅴ級(jí)圍巖地質(zhì)的特殊性，利用風(fēng)鎬人工開挖，若為Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)圍巖，則該處較為可行的是爆破技術(shù)。環(huán)向盲溝施作時(shí)，要求開槽寬度均為1.5m，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整深度，具體為1.5～2.0m。若施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)環(huán)境較差，開槽作業(yè)時(shí)需針對(duì)兩側(cè)采取防護(hù)措施，如格柵噴錨加固等【2】。開槽底部施作環(huán)向盲溝，滿足平順、通暢的基本要求，于外部增設(shè)瀝青木板箱型結(jié)構(gòu)（采取洞外分段預(yù)制的方式，并轉(zhuǎn)移至洞內(nèi)安裝，施工中使用到輕質(zhì)混凝土，使用到掛板法）。結(jié)束環(huán)向盲溝施工后，將其與中心深埋水溝有效連接。

自《完善促進(jìn)消費(fèi)體制機(jī)制實(shí)施方案（2018-2020年）》提出以來，旅游業(yè)迎來了新一輪的黃金發(fā)展時(shí)期，當(dāng)下，我國(guó)旅游產(chǎn)業(yè)社會(huì)綜合效益顯著，高于世界平均水平，國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合貢獻(xiàn)和社會(huì)就業(yè)綜合貢獻(xiàn)率超過10%。旅游已然成為提升人民幸福感的剛需，僅2017年，我國(guó)人均出游已達(dá)3.7次；2015-2017年間，我國(guó)旅游綜合最終消費(fèi)占同期國(guó)民經(jīng)濟(jì)最終消費(fèi)總額的比重超過14%，旅游綜合資本形成占同期國(guó)民經(jīng)濟(jì)資本形成總額的比重約6%，旅游綜合出口占國(guó)民經(jīng)濟(jì)出口總額的比重約6%①。促進(jìn)旅游產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展，推進(jìn)由觀光旅游到休閑旅游的轉(zhuǎn)型，是我國(guó)旅游業(yè)市場(chǎng)未來發(fā)展的重點(diǎn)。

4.3.2 縱向保溫盲溝

若初期支護(hù)出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，需將其及時(shí)引排，因此在初支表面設(shè)置縱向盲溝，鋪設(shè)保溫板（實(shí)際施工中需控制板標(biāo)高），以盲管高度為準(zhǔn)，合理設(shè)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(huán)節(jié)施工具體內(nèi)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(huì)出現(xiàn)防水板被刺破的現(xiàn)象。

2）施作環(huán)向埋深透水盲溝以及縱向保溫透水盲溝，要求各個(gè)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(shè)置PVC 管（具體位置應(yīng)在高洞口處），以實(shí)現(xiàn)向襯砌的引排。關(guān)于低洞口處，該區(qū)域的環(huán)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(shè)示意圖

3）根據(jù)項(xiàng)目所在地的自然環(huán)境，防水板下端應(yīng)當(dāng)有效地置于襯砌縱向施工縫中，換言之，需深入至仰拱內(nèi)。有必要做好仰拱施工前的準(zhǔn)備工作，即橫向掛設(shè)防水板，通過掛釘提升其穩(wěn)定性。為避免防水板移動(dòng)現(xiàn)象，需在橫向防水板高度下方30cm 處依次設(shè)置橡膠熱熔墊圈（彼此間距均設(shè)置為1.0m）?？刂坪梅浪鍜煸O(shè)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(diào)節(jié)好防水板掛設(shè)頂端高度，其應(yīng)當(dāng)與坡度保持一致，主要目的在于實(shí)現(xiàn)與環(huán)向拱墻襯砌防水板的有效連接，為焊接施工質(zhì)量提供保障【3】。

4）環(huán)向無紡布需要利用掛釘提升其穩(wěn)定性，不同區(qū)域設(shè)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(duì)各個(gè)掛點(diǎn)的測(cè)量工作，以便給防水板掛設(shè)提供指導(dǎo)，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(huán)向與縱向2 種，二者產(chǎn)生的搭接寬度至少都要達(dá)到15cm。施工現(xiàn)場(chǎng)適配熱楔自動(dòng)爬行式熱合機(jī)，其具備靈活調(diào)溫、調(diào)速的特點(diǎn)，可達(dá)到熱熔焊接的效果，此處使用的是雙條焊縫，結(jié)束焊接后對(duì)其展開充氣試驗(yàn)。關(guān)于防水板的掛設(shè)作業(yè)，需控制好松弛度，以10∶1 為宜，且整個(gè)施工過程中都不可出現(xiàn)防水板破損現(xiàn)象，否則需要及時(shí)利用熱風(fēng)槍補(bǔ)焊，要求所用的補(bǔ)焊片直徑至少達(dá)到30cm。

4.5 止水帶的安設(shè)

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(yīng)具有平直性，所設(shè)置的環(huán)向止水帶需足夠圓順，合理的位置為混凝土中部。經(jīng)計(jì)算后求得止水帶的合適長(zhǎng)度，以便給中埋式止水帶安設(shè)作業(yè)提供指導(dǎo)；多出的止水帶需割除，不可出現(xiàn)止水帶長(zhǎng)度不足的情況，且止水帶接頭數(shù)量要得到有效控制?，F(xiàn)階段，中埋式止水帶埋設(shè)作業(yè)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(yōu)良應(yīng)用效果，可提升埋設(shè)穩(wěn)定性。關(guān)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(huán)向與仰拱縱向埋設(shè)作業(yè)創(chuàng)造良好條件，安設(shè)時(shí)做好保護(hù)工作，不可出現(xiàn)鐵絲穿透止水帶的情況，且卡具設(shè)置間距均為50cm。

4.5.2 背貼式止水帶

此環(huán)節(jié)安設(shè)作業(yè)易出現(xiàn)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(duì)此，需要調(diào)節(jié)好背貼式止水帶長(zhǎng)度。需注意，設(shè)置背貼式止水帶時(shí)，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(zhǔn)確測(cè)量襯砌端頭的實(shí)際位置，經(jīng)補(bǔ)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(yōu)良的施工條件。堵頭板安裝作業(yè)時(shí)，必須卡緊中間位置，否則受混凝土澆筑作業(yè)的影響，將出現(xiàn)橫洞移動(dòng)現(xiàn)象。

5 結(jié)語

本文以高寒地區(qū)隧道工程為背景，提出與工程相適應(yīng)的防排水施工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地表水與地下水的有效處理，創(chuàng)建的防排水系統(tǒng)兼顧洞內(nèi)、外雙重需求，即便在高寒環(huán)境下也可確保隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使得各類機(jī)械設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，創(chuàng)造安全的行車環(huán)境。