复理石隧道防排水施工关键技术和质量控制

　　摘 要：防水与排水施工是隧道施工中的重点和难点，对隧道工程的后期使用和质量有较大影响。目前隧道设计采取“防水、排水系统、截流引流、封堵地下水”的原则，以达到隧道防水、排水质量可靠的目的与目标;结合欧洲黑山共和国南北高速公路ZECKA隧道施工情况，简述欧洲标准体系下复理石隧道防水及排水工程施工的施工关键技术和质量控制方法，减少工程中工程渗水与漏水的情况发生与发展，为同类工程提供部分借鉴。

　　关键词：防排水;隧道;复理石;质量控制;欧洲标准

　　引 言：我分部隧道位于黑山共和国 Bar-Boljare 高速公路Uvac-Matesevo段,穿越复理石地区,以Ⅳ、Ⅴ级复理石围岩为主，复理石遇水变性严重，具有泥化现象，性质较差。隧道洞口植被茂盛，地表有一定的蓄水能力，地下水主要为基岩裂隙水，雨季或春融期，可能出现短时期水流骤然增大，甚至山洪。隧道存在突涌水情况，防水、排水施工是隧道施工中的一个重点、难点。

　　1 隧道防水、防水施工技术

　　1.1 施工缝、变形缝防水

　　施工缝和变形缝防水使用背贴式止水带、中埋止水带及止水条，其作用如下：①阻止地下水沿施工缝或沉降缝进入主体工程;②对于沉降缝，当主体结构产生不均匀沉降时，止水带可以产生适量变形而不破坏，仍然起到阻水、滞水的作用;③当主体结构发生渗水、漏水情况，止水带可以作为依托结构，便于注浆、注胶等堵漏修补措施。

　　(1)施工缝

　　隧道施工缝分为两种分别为：环隧道方向的施工缝和沿隧道方向的水平施工缝，施工时遵守以下要求:

　　①墙体有预留孔壁龛、预留孔时，施工缝距边缘不小于1/2洞室宽度。

　　②根据围岩级别及出水量，选择施工缝选择使用背贴止水带或止水条。

　　③施工缝浇筑混凝土前，需先将其表面浮浆和杂物清理干净，基面必须保证干燥，表面应相对平整、坚实、无蜂窝、起皮、起砂等现象。

　　④止水带安装应平顺且紧贴防水板，可以使用胶粘法或直粘法：A、胶粘法相对简单直接使用连接胶将止水带与防水板相连即可;注意选择胶的时候不得选择腐蚀性强或破坏性强的胶，不允许破坏防水板。B、直粘法为使用热风焊枪将止水带及防水板热熔，然后粘在一起，热熔时注意温度一般为(600-800℃)施工不得破坏止水带及防水板。

　　(2)变形缝

　　变形缝施工应遵守以下要求：

　　①变形缝止水带位置要严格控制，止水带中心气孔必须采用牢靠的方法固定在变形缝中间位置。

　　②变形缝止水带需密封成环，根据围岩等级及出水量，选择变形缝止水带或止水条。

　　③中埋止水带采取冷接或焊接的连接方式：A、冷接为使用延展性大、具有一定粘性的橡胶胶剂进行粘和，不允许直接搭接。B、焊接为使用电加热板或热风焊枪进行硫化粘合，接头搭接宽度不小于15cm，接缝或焊缝宽不小于5cm。止水带接头外观质量要符合要求，抗拉强度不低于母材。

　　(3)控制要点

　　①材料存放;止水带不得长时间露天、暴晒，避免雨水侵蚀与浸泡，不得与污染性、腐蚀性强的化学物质接触。

　　②混凝土浇筑前，检查止水带完整情况有、无破损，如有破损情况及时进行修补、替换。止水带的接头部位不得留在结构转角部位，止水带位于结构转角位置时转角半径不应小于20cm，以保证结构质量。

　　③止水带安装方法：A、利用附加钢筋固定;B、专用卡具固定;当使用扎丝及模板共同固定时，扎丝需要穿孔时，穿孔应选在止水带边缘位置安装，不得损坏其它部分，施工时尽量避免对止水带的破坏。

　　④固定位置需要准确，加固要牢靠，对于沉降缝位置，所选用的中埋止水带及背贴止水带均为中间带孔类，安装时注意中空位置必须放在中间，不得过度压缩使其变形。

　　⑤为防止预留一端的止水带在施工中破坏，安装模板的挡头板可以做成箱型结构对止水带进行保护。

　　⑥橡胶止水带的撕裂强度要低于其拉伸强度，当止水带发生刺破或撕裂时，在外力较小的情况下裂口也会持续扩大，导致永久破坏，不在具备防水功能。所以浇筑过程中需要确定浇筑方法及浇筑压力，结构浇筑时为分层浇筑，分层振捣，单层厚度不超过30cm。

　　⑦止水带处施工时特别注意需要边浇筑边观察，确保止水带无破损、无倾斜，无漏振情况。

　　1.2 防水板

　　防水板时一种高分子聚合物为基本原料制成的一种防渗材料，其作用如下：①隔离，将地下水与主体结构混凝土分隔，防止主体结构的侵蚀;②防渗漏，防止主体结构渗漏水;③防护和加强，隧道整体施工完成后为一体式防水，减少水压对主体侵蚀;④导流，岩层内水量具有不定向性，渗入初支的水可以沿防水板流入排水管内排出。

　　(1)施工面准备

　　铺设前应先对初支面渗漏水及时处理，采用注浆堵水或埋设盲管直接引至排水管，保持基面的干燥;然后对初支面复喷5cm厚度混凝土，并对复喷表面外露的锚杆、钢筋头突出尖锐物等切除并使用砂浆妥善处理，保证复喷表面平整、无空鼓、无裂缝、无突出物。

　　初支面平整度，每个不规则形状的最小半径不小于20cm。不规则形状的高度与投影长度之比小于1：10。

　　(2)土工布、防水板铺设

　　①土工布与防水板同步施工，铺设前进行隧道精确放样，在隧道拱顶找出纵向中线，铺装施工时采用从上向下逐步施工，施工中避免对防水板的过度拉伸。(方便施工)。

　　②防水板挂设前在防水板边10-12cm处使用记号笔画一条直线，直线与防水板边平行，便于焊接施工。

　　③土工布铺设时，保证土工布紧密贴合初支表面，避免皱褶、扭曲。

　　④防水板铺设时，注意预留一定量的预留量，一般按5%左右预留，根据实际情况适量调整。铺设过程中严格按照放线位置铺设，不得出现褶皱、扭曲。

　　(3)土工布、防水板固定和焊接

　　①土工布固定

　　A、土工布铺设后使用自攻钉进行固定，直接与初支面固定。

　　B、由于初支面无法保证绝对平整，所以针对有凹陷的地方增加钉点，保证土工布与初支面紧密贴合。

　　C、初支面土工布铺设可能出现倾斜，铺设时注意调整角度，使土工布与在一条直线上，便于铺设，便于搭接。

　　D、土工布搭接要求不小于10cm。考虑初支面的不平整性，实际施工一般控制在12cm。

　　E、土工布施工完成后开始施工塑料垫圈。考虑到受力均衡问题，无接缝位置两排垫圈纵向间距为1.2m，有接缝位置间距为1.0m。环相间距设置为0.6m。以上设置垫圈即能保证承受防水板的重力，有能保证防水板有一定空间可以自由延展，与初支面贴合。

　　②防水板焊接

　　A、防水板之间的搭接接缝采用双焊缝自动爬行式热合机热熔焊接，细部处理或修补采用热风焊枪焊接;

　　B、防水板焊接时，防水板接缝位置必须清理干净、保持干燥，焊缝接头应平整、平顺，不得出现气泡不平、防水板折叠放置、防水板褶皱不顺;防水板搭接长度不小于10cm，为保证施工质量及铺设防水板时的误差施工时将搭接长度设置为12cm。焊缝宽度为5cm。其中爬焊机每条单缝的焊缝的有效焊接宽度不应小于15mm;焊缝为双条焊缝，中间为2cm中空位置，用于检测。

　　C、关于焊接施工，为保证施工质量及施工效率，经过实践得出，深秋、冬及初春施工时将双焊缝自动爬行式热合机温度调至520℃，焊接速度按1.5-1.7m/min。初秋、夏、仲春施工时将双焊缝自动爬行式热合机温度调至500℃，焊接速度按1.5-1.7m/min。此时既能满足质量要要求，同时施工速度又较快。

　　D、防水板纵向搭接与环向搭接处施工，需要先对环向焊缝进行处理，确定焊缝位置，然后使用壁纸刀将焊缝边缘位置削平，削平至焊缝位置，剖削面尽量缩小角度，使其平滑过渡，方便焊接。横缝焊接施工时注意遇见环向焊缝处焊接速度放慢(由于防水板重叠，温度损失)，保证焊缝质量。

　　E、每条焊缝焊接完成后及时对焊缝中间空腔进行端头封堵，以便于检测。横缝施工时，每10m或对每个施工缝、沉降缝的位置进行封堵，便于检测及确定不合格位置。

　　③防水板修补

　　防水板铺设完成后对其进行全面检查，当发现防水板破损时，需要采取有效的补救措施，采用补丁时需剪成圆角，补丁应满焊。

　　(4)防水板检测

　　焊缝检测采用充气法进行焊缝间空腔检测，使用空压机充气至压力表达到2.5MPa，拔除充气管，保持10分钟以上，压力下降在10%以内说明焊缝合格，否则进行查漏补焊，直至检测合格为止。检测为每条环向焊缝及横向焊缝。

　　(5)控制要点

　　①材料堆放：材料堆放要满足材料堆放要求。

　　②施工基面提前确实，不合格的基面不得施工。

　　③土工布施工完成，检查自攻钉情况，保证所有自攻钉全部订入基面，不得外露。

　　④防水板焊缝逐条检查，不合格的重新施工。

　　⑤热熔焊接的位置逐个检查，施工时尽量避免热熔焊接。

　　1.3 排水管

　　隧道排水使用双层波纹管，其作用如下：①主排水管，用于汇集横向排水管分排的水及仰拱内的地下水然后外排;②横向排水管，用于分担双侧排水管内的水，引至主排水管外排;③双侧排水管用于汇集衬砌背后盲管及衬砌背后的地下水然后外排，同时将双侧排水管与横向排水管相连，共同排水。

　　(1)边墙排水管安装

　　①边墙排水管采用φ200波纹管，安装首先进行基面清理，清理完成后平铺土工布及防水板然后施作垫层，垫层应做到平直，顺滑，垫层中间预留2cm深的凹槽，或直接用排水管按压一道浅印。

　　②安装边墙排水管，排水管使用土工布包裹密实，用铁丝绑扎牢固，排水管上方220°范围内有进水孔，标记进水孔正中央位置，在土工布上方弹一道墨线，用于确定排水管预留孔方向及确定排水管安装是否顺直。

　　③垫层施工严格控制高程，整体坡度必须与隧道坡度相同，排水管不得积水。排水管安装完成后及时复测，对于高程不符合的位置重新施工。

　　④排水管安装后回填鹅卵石(16mm-32mm)，鹅卵石上方施作5cm厚无沙混凝土用于固定鹅卵石及保证浇筑混凝土施工时排水管不承受压力、鹅卵石回填不变形。

　　⑤对于有壁龛的位置，土工布及防水板应将边墙排水管反包入防水板内，避免地下水自排水管进水孔流入主体结构。

　　(2)横向排水管安装

　　①横向排水管采用φ160波纹管。使用钢筋及垫块固定。

　　②横向排水管与壁龛及中央检查井相连，安装时，由测量放出位置，高程要严格控制，确定流水方向，不得倒流。

　　③横向排水管安装时应固定牢固，保证浇筑混凝土时不会发生位移及高程变化。

　　(3)主排水管安装

　　①主排水管采用φ500波纹管，安装前，首先测量放线，标记出主排水管位置，确定高程。

　　②主排水管安装时应先将沟槽清理干净，在施作砂浆垫层，垫层施工应注意高程，避免仰坡，确保无积水。

　　③主排水管安装使用钢筋及垫块固定，固定钢筋应注意避免直接插入地下，避免腐蚀。

　　④回填采用无沙混凝土回填，回填时采用人工分层回填，杜绝机械回填，以防止排水管移位及高程改变。

　　(4)控制要点

　　①高程控制必须准确，避免积水，倒流。

　　②排水管接头安装要密封，不得漏水。

　　③排水管垫层施工;一是找平高程，一是固定排水管，以上两点严格控制，保证满足要求。

　　④无沙混凝土浇筑，注意提前过滤水泥浆，避免堵塞排水管。

　　1.4 引排管

　　引排管使用PVC软管和排水半管，其作用如下：①汇集渗漏水，及时排入双侧排水管;②减小地下水压力，使水迅速排入排水沟。③通水阻力小，其憎水设计使其具有极小的阻力和内部通水能力，并具有极好的抗压能力，环境适应性好，保证富水区地下水的引排。

　　(1)排水半管安装

　　①安装位置：隧道漏水成线的位置，需要安装排水半管。

　　②安装原则：安装时应注意尽量经过多个漏水位置，使水集中引入排水沟。

　　③壁龛位置若漏水，则沿壁龛环向布置排水半管，并接至排水沟。

　　④固定：排水半管固定采用射钉枪固定，环向间距为30cm，双侧固定。注意固定时射钉必须全部进入初支面，不得外露，避免以后破坏防水板。

　　⑤排水半管安装后，使用双层土工布宽度50cm，覆盖排水半管，用射钉枪固定。土工布既可以保护排水半管、同时也避免以后对防水板的破坏。

　　(2)环向排水盲管安装

　　①排水盲管采用φ50PVC软管，仅安装在Ⅴ级围岩及Ⅳ围岩Q≥25L/min的位置上，间距为每15m一环。

　　②环向排水盲管应固定在初支面上，并使用土工布包裹，然后用射钉枪将土工布连同盲管一同固定在初支面上。

　　③环向排水管每环都应布设在同一里程段上，不允许歪扭、倾斜。

　　④盲管的作用是辅助引流使衬砌背后的地下水及时排入隧道双侧排水管内，避免衬砌背后水压增大，导致衬砌漏水。

　　(3)施工控制要点

　　①排水半管安装需牢固、可靠，安装至双侧排水沟内。

　　②PVC软管安装在同一里程上，环向布置至双侧排水沟内。

　　③固定用自攻钉，施工后及时检查，不得外露。

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　　结束语

　　在山区进行隧道施工，尤其是在雨季和春融期，复理石岩层含水量大、内部通透性好，地下水量丰富，隧道通常会出现渗、漏、突、涌等现象，从而给隧道的安全和质量带来严重影响，因此做好山岭隧道防水、排水施工是保证结构稳定的前提。结合东欧ZECKA隧道及本标段其它隧道防水、排水施工为例，在满足欧洲标准、黑山标准和地方标准的前提下，分析总结了隧道防水及排水施工控制要点与施工要求，为以后同类别工程施工提供一定的参考。

　　参考文献：

　　[1] 汪德志， 复杂地质环境下隧道施工技术[D].西南交通大学. 2011(S1):31-33。

　　[2] 张晶， 浅析隧道二衬漏水的原因分析及处理措施[J].大科技. 2013(2)：183-184。

　　[3] 曹军， 浅谈高速铁路隧道防排水系统施工技术[J].价值工程. 2015(21)：129-132。

　　[4] 段志刚， 高速公路隧道施工技术及控制要点[J].交通世界. 2016(31):64-65。

　　作者：李 雪