过聋尾隧道防排水优化设计与施工

1、PAGE 111PAGE 420111过垄尾隧道防排水优化设计与施工厦门工程处 王立祥摘 要 本文就优化前后隧道防排水优缺点进行比较，结合施工控制措施砼及运营效果，论述优化后隧道防排水的优越性。关键词 隧道防排水 优化设计 施工1 前言近年来，随着我国高速公路主干线的建设，隧道的修建越来越多。从目前国内公路已竣工隧道的运营情况来看，普遍存在隧道衬砌渗漏水情况，特别是双连拱隧道中墙处更为普遍，形成衬砌漏水、涌水现象，成为隧道建设质量通病之一。由于衬砌漏水，造成隧道侵蚀破坏，路面积水，降低轮胎与路面的摩擦力，寒冷地区反复的冻融，造成衬砌冻胀开裂，因此做好隧道防排水设计使隧道衬砌不漏不渗，对保证隧道

2、行车安全和长期使用至关重要。下面以本人在过垄尾隧道施工实践为例，浅谈隧道防排水设计与施工的一点认识。2 工程概况过垄尾隧道是一条上下行合建的四车道双连拱隧道，位于（北）京福（州）高速公路福州市闽清县内。隧道起讫桩号K277+971.39K278+246.86，隧道长275.47米，建筑界限净宽22米，净高5米。最大埋深50.9米。隧道平面线型为曲线，曲线半径为1680米（左幅），路面超高横坡为2%，纵坡为i=2.69%，变坡点桩号K278+360，竖曲线半径R=8000米。隧道区属低山地貌，通过一南北走向山体鞍部，下伏基岩，岩性均为凝灰熔岩，自然斜坡稳定。隧道出口段围岩类别为类，洞身以弱风化凝

3、灰熔岩为主，围岩类别为类。隧道区地下水主要赋存在于基岩裂隙中，属基岩裂隙水，受季节性影响，地层富水性一般。根据钻孔水质分析成果，地下水具分解类弱碳酸型腐蚀。3 原防排水设计3.1设计原理隧道为双向四车道双连拱隧道，内轮廓采用承载能力较好的单心圆形式，边墙为曲墙，中墙为直墙。在左右洞室外侧检修道下设电缆沟，路边各设45cmx35cm矩形排水边沟。中墙右侧设50cmx40cm的排水沟，左侧50cmx40cm的电缆沟。隧道防排水设计遵循“以排为主，防排结合，因地制宜，综合治理”的原则，争取隧道建成后达到洞内基本干燥的要求，保证结构和设备的正常使用和行车安全。3.2防水措施在初期支护与二次衬砌之间敷设

4、一层EVA复合土工布防水板，作为第一道防水措施：拱部及边墙二次衬砌采用不低于S6的防水砼，作为第二道防水措施。二次衬砌变形缝均用XZ32230型中埋式橡胶止水带止水，环向施工缝、纵向施工缝（拱部与中隔墙）用BW96型遇水膨胀止水条止水。防水砼外加剂采用FS型防水剂，掺量按每立方米砼25公斤。3.3排水措施为了有效地排除二次衬砌背后积水，在初期支护与防水板之间背后按5m的纵向间距设置MF7塑料环向盲沟，环向盲沟的水通过设在衬砌底部和中隔墙内部的PVC排水管直接引入边沟排出洞外。在洞内路面两侧设置了矩形边沟以排除衬砌后围岩渗水和路面积水，边沟纵坡与隧道纵坡一致。3.4洞内路基排水在路面两侧设置全隧

5、道连通的纵向排水管，在路面下有仰拱地段每10米设置一处横向排水管，横向排水管与两侧纵向排水管连通，纵向排水管与出口边沟沉砂井连通。纵向排水管采用MY8C塑料盲沟，横向排水管采用MF7塑料盲沟。防排水原设计如下图（图1）所示。图1 原设计衬砌防排水设计图4 优化后的防排水设计4.1防排水优化设计原因及原理从国内已运营的连拱隧道来看，常出现中隔墙渗漏水情况。由施工单位提请变更，业主同意后，福建省交通规划设计院对过垄尾和坑面兰（为京福高速公路福州段与过垄尾隧道一起进行优化防排水设计的双连拱隧道）两座连拱隧道的防排水进行优化设计。隧道按新奥法原理进行设计，排水设计遵循“防、排、截、堵”结合，因地制宜，

6、综合治理为原则，达到防水可靠、排水通畅、经济合理、施工方便的目的。争取隧道建成后达到拱部、边墙不滴水、不渗水，路面不积水。过垄尾隧道将原设计直墙式中隔墙变更为曲墙式结构。优化后的防排水设计如下图（图2）所示。4.2防水措施4.2.1二次模注衬砌采用防水砼。4.2.2在隧道初期支护和二次衬砌之间铺设EVA防水板+无纺土工布。4.2.3沉降缝采用中埋式橡胶止水带防水，施工缝采用BWI缓膨胀型橡胶止水条防水。4.3排水措施4.3.1背面排水工程在隧道环向铺设料盲沟将水引入边墙两侧10cm双壁打孔波纹管集水，然后通过10cmPVC横向排水管将水引入两侧双壁打孔波纹管侧式排水管排面洞外。4.3.2路基、

7、路缘排水工程路面水通过30cm路缘间隙式排水沟（间隙式排水沟为预制，每块长0.99米，用30号砂浆砌筑，每25米设一道沉砂井，以得于清淤。）排出洞外，与洞外水沟形成排水系统。电缆沟底部设横坡及纵向集水沟，将可能流入电缆沟的水通过纵向集水沟引出洞外。图2 变更后防排水设计横断面图5 两次防排水设计的优缺点比较5.1原防排水设计缺陷5.1.1中隔墙顶部与二衬交接处有一条施工缝，该缝处极易漏水。因拱部的渗水在中墙顶部汇集，中墙排水管道及该施工缝处防排水施工稍有不当处，易引起施工缝处渗漏。5.1.2排水路径不够顺畅。 拱顶流向中墙处及中墙流向侧向排水管的水流，其排水路径存在两个直角拐角，呈“”字，不够

8、顺畅。5.1.3排水管易堵塞。中墙内部预埋长420cm70 x5mmPVC硬塑管,受中隔墙和初期支护的施工影响，该管道易跑位、变形和堵塞，导致其排水效果降低，甚至出现中墙渗漏现象。如我国国内的同三线高速公路宁波段、福鼎段、云南玉（溪）元（江）、元（江）磨（黑）高速公路都出现双连拱隧道运营后，出现中墙渗漏水的情况。5.1.4修复困难。如中墙发生渗水现象，对渗水处要“开膛破肚”，处理较费事，修复极为不便。5.2优化后防排水设计优点5.2.1排水路径更通畅。中墙拱部防排水路径形成一个独立的圆弧线，使排水更为通畅，尤其是III类及III类以下围岩，初期支护施工完成后与二衬间形成一个顺畅的排水圆弧线。5

9、.2.2施工干扰少。排水管仅在二衬拱脚处和二衬施工有干扰，中墙处排水层避开了中墙及初期支护的施工影响，使排水管在施工中免遭破坏。5.2.3施工方便。二次衬砌全断面施设，便于二衬衬砌台车行走，施工灵活方便。5.2.4修复方便。排水管仅设在二衬拱脚处，如局部堵塞，较易修复和疏通。6 防排水设施的施工6.1材料要求EVA防水板：厚度、拉伸强度、断裂伸长率、抗渗透性； 土工布：重量、 断裂强力、断裂伸长率；塑料盲沟：尺寸、抗压、涌水量；止水条：搞水压能力、吸水膨帐率、密度、耐温性等各项材料指标必须符合设计要求。6.2塑料盲沟环向塑料盲沟在锚喷支护与防水层之间沿环向设置，纵向间距812米，塑料盲沟用5c

10、m长圆钉固定，行距1米，安装防水层前铺设。6.3复合防水层施工复合防水层采用1.2mm厚EVA防水板+300g/m2短丝无纺土工布。防水板应耐老化、耐腐蚀、易焊接。防水层铺设前，喷射砼表层不得有锚杆、钢筋头外露，对钢筋等尖锐的突出物要割除磨平，以免扎破防水层，对凹凸不平部位应修凿喷补，使砼表面平顺。EVA防水板，采用钢钉固定，沿衬砌横断面环向搭接，自动行走式热合机进行双焊缝焊接，搭接宽度为10cm，焊缝应进行气密性检查，充气压力为0.15MPa，恒压不少于2分钟，接头处不得有气泡、折皱和空隙。施工时要特别注意保护防水板的完整性，点间防水层不得蹦紧，以保证灌注二衬砼时板面与喷射砼面能密贴，防水板

11、与土工布应密切叠合，整体铺挂。砌衬作业时严禁钢筋、模板和爆破作业损坏防水层。6.4施工缝和沉降缝的施工对衬砌应周密设计施工缝、沉降缝的构造和位置，沉降缝在衬砌砌结构变化处设置，缝宽2 cm，采用中埋式橡胶止水带防水，内填沥青麻絮，止水带用环形钢筋卡固定，钢筋卡用定位筋定位于二衬钢筋上，钢筋卡与定位筋用铁丝绑扎。施工缝采用BWI缓膨胀型橡胶止水条防水，施工中应注意止水带被钉子、钢筋和石子刺破，并固定好止水带，灌注二衬混凝土过程中应防止止水带偏移、跑位。6.5二次衬砌二次模筑衬砌采用C25防水砼，防水砼中掺入FS-P混凝土防水剂，掺量为水泥用量的6%，防水砼抗渗等级S8，施工中采用衬砌台车立模，输送泵泵送浇注砼。6.6排水管施工中保证侧向和横向排水管不被压破或阻塞，以确保排水通畅，侧式排水管及横向排水管外裹一层无纺土工布，防止砂土流入管内。7 结束语双连拱隧道因其有节省用地、降低综合造价等优点，近年来在我国公路中、短隧道中得到广泛的运用，如何解决双连拱隧道的防排水设计和施工，尤其是中隔墙渗漏水这一质量通病问题，在京福高速公路福州段的过垄尾隧道和坑面兰隧道得到满意的答案。至2004年5月交工验收以来，未见过垄尾隧道和坑面兰隧道衬砌出现渗漏水现