公路隧道防排水设计与施工

　　摘要：隧道防排水是隧道施工过程中的关键，是隧道长期安全运营的保障。本文就商漫高速公路N2合同段豹子沟隧道防排水施工作出总结，为以后的工作提供一定的经验。
　　关键词：隧道，排水，施工
　　
　　1概述
　　随着我国公路建设的快速发展，特别是高速公路建设进入山区后，修建了越来越多、越来越长的公路隧道。隧道防排水工程是一个复杂的有机联系的系统工程，但是在施工过程中的任何细小的疏忽或缺陷，都可能造成隧道防排水失败。针对公路隧道的防排水要求和目前公路隧道普遍出现的渗漏水情况，笔者在豹子沟隧道防排水施工中严格要求、精心施工，取得了良好的效果与成绩。
　　2洞外防排水施工
　　2.1洞顶截水天沟
　　洞顶截水天沟是修筑在距洞门边仰坡一定距离外，环抱隧道洞门的截水沟。洞顶截水天沟的主要目的是截断洞口边仰坡地表水来源，防止地表水冲刷边仰坡和洞门区域。天沟位于边仰坡坡顶以外5米处，由于受地形所限制，天沟施工片石均采用人工方式搬运至施工现场，天沟施工坡度为0.5%。
　　2.2洞门截排水
　　洞门截排水的主要目的是截流洞口边仰坡漫流下来的地表水，防止水流在洞门处下渗或冲刷洞门结构，影响洞门结构安全、行车安全和美观。我部隧道洞门为端墙式。在施工时先将回填土逐层夯实，满足设计不小于95%的压实度。
　　3洞内防排水施工简述
　　3.1采用复合式防水层
　　防水层由防水板及土工布组成。防水板的作用是将地层渗水拒于二次衬砌之外，以免水与二次衬砌接触并通过二次衬砌中的薄弱环节渗入隧道。土工布的主要作用是保护防水板，使防水板免遭尖锐物的刺伤。
　　3.2变形缝和施工缝处理
　　一般情况下，只要复合式防水层施工规范，衬砌混凝土施工质量达到要求，渗漏水一般不容易直接穿透混凝土而进入隧道洞内。因此，混凝土衬砌中的各类变形缝和施工缝往往是防水薄弱环节，因而需要进行特殊处理。
　　处理措施是在变形缝设置止水带，在施工缝处设置膨胀橡胶条（如图）。止水带、膨胀橡胶条应尽量安装在衬砌厚度的中间。止水带安装应平直垂直于工作缝，两端埋设牢固、可靠，膨胀橡胶条在安装前应采取缓膨胀处理措施，避免施工过程中提前膨胀导致防水失败，安装应牢固可靠。
　　3.3排水半管
　　排水半管，要求其强度能承受喷射混凝土的冲击力及二次衬砌浇筑挤压而不损坏，不变形，且纵向具有柔软可弯折的特点，以适应围岩变形及喷射混凝土表面不平整的要求。用这种特殊的弹簧排水管，可以方便地实现喷层内排水。
　　4洞内防排水材料施工
　　4.1防水板施工
　　4.1.1喷射混凝土基面处理
　　由于喷射混凝土基面粗糙、凹凸不平，以及锚杆头外露等对铺设防水层质量有很大影响，因此，防水层铺设前必须对喷射混凝土基面进行处理。
　　4.2防水卷材施工
　　在初期支护施工完毕并达到要求的平整度后，就可以进行防水卷材的铺设。
　　为了防水可靠和便于施工，先将土工布垫衬用机械方法铺设在喷射混凝土基面上，然后用“热合”方法将防水板粘贴在或土工布垫衬的圆垫片上，从而使防水板无机械损伤。其施工程序如下：
　　①垫衬的施工
　　垫衬的常用材料有土工布和PE泡沫。施工时，在喷混凝土隧道拱顶正确标出隧道纵向的中心线，再使垫衬的横向中心线与喷混凝土上的这一标志相重合，从拱顶开始向两侧下垂铺设。用塑料胀管、木螺丝或射钉枪和塑料垫片将垫衬卷材固定在已达基面要求的喷混凝土上。有时也可用热风塑料焊枪将垫衬热粘在基面上，翘边处及其它必要点用射钉枪按上法加强固定。垫衬卷材间接缝用热风塑料焊枪粘结或专用胶粘结。
　　②热塑性塑料圆垫片的施工
　　热塑性塑料圆垫片是隧道复合式衬砌防水层施工的必要零部件。用塑料胀管和木螺丝或射钉枪、射钉将其覆盖在垫衬上，每隔50～150crn梅花形布设（拱顶50cm、边墙100cm、底板150cm）。
　　③防水卷材（防水膜）的铺设
　　首先裁剪卷材，要考虑搭接在底板上，高边墙＞30cm。先在隧道拱顶部的垫衬上正确标出隧道纵向中心线，再使防水膜的横向中心线与这一标志相重合，将拱顶部与塑料圆垫片热熔焊接，与垫衬一样从拱顶开始向两侧下垂铺设，边铺边与圆垫片热熔焊接。铺设时要注意与喷射混凝土凹凸不平相密贴，不宜拉得太紧，一定要注意留出搭接余量。
　　④焊缝质量检测
　　防水膜间用热合机进行焊接，接缝为双焊缝，中间留出空腔以便充气检查。
　　检查方法：用5号注射针与压力表相接，用打气筒充气（脚踏式或手动式皆可），充气时检查孔会鼓起来，当压力达0.1～0.15MPa时，停止充气。保持该压力时间不少于1min，说明焊接良好；如压力下降，证明有未焊好之处，用肥皂水涂在焊接缝上，产生气泡地方为焊接欠佳之处。重新焊接可用热风焊枪或电烙铁等补焊，直到不漏气为止。
　　⑤防水层破损的检查与修补
　　防水层施工必须精心，检查必须认真。检查出防水层上的破坏之处，做出明显标记，以便及时修补。补后一般用真空检查法检验修补质量。具体要求：补钉不得过小，离破坏孔边沿不得小于7cm。补钉要剪成圆角，不要有正方形、长方形、三角形等的尖角。
　　4.3止水条带施工
　　止水带固定的好坏直接关系到止水带在衬砌中能否垂直于工作缝，是否能使排水通道与工作缝相通。具体安装工艺如下：
　　○1用Φ8钢筋卡间隔一米固定在止水带上。
　　○2用穿板铁丝固定钢筋卡与板外钢筋段；
　　○3将Φ10背托钢筋穿与止水带和钢筋卡之间，并用扎丝绑扎在钢筋卡上；
　　○4先浇衬砌段拆模后，先将钢筋卡外露段扳直，并用其将自然伸直的止水带外露部分卡紧。
　　安装注意事项：
　　○1止水带的中央排水通道应与工作缝对齐，这样才能保证工作缝中的渗漏水被止水带堵住并通过排水孔流入隧道排水系统。
　　○2止水带的下部必须与排水管的下部连接牢靠、畅通，只有这样才能保证渗漏水顺畅进入纵向排水管并排出洞外。
　　○3避免在施工时截断止水带，尽量做到一条工作缝一条止水带，避免搭接，这样可避免接头位置的安装缺陷。
　　5排水系统的施工
　　隧道排水系统包括环向排水管、纵向排水管、横向排水管和中心排水管（沟）。
　　5.1排水管材施工
　　排水管材包括纵向排水管和横向排水管，这些管材在施工时应特别注意相互间的搭接。搭接应牢固，不漏水，排水通畅，优先选用专用搭接接头。
　　5.1.1纵向排水管施工
　　纵向排水管应按一定的排水坡度安装，中间不得有凹陷、扭曲等，以防泥沙在这些位置淤积、堵塞排水管。在安装前，用素混凝土整平安装基面。
　　施工时应进行以下检查：
　　○1安装坡度检查。纵向排水管通常位于衬砌的两下角，需要从路面水平下挖一定深度才能达到设计标高。有时施工条件极为不利，施工较易出现管身高低起伏不定，平面上忽内忽外的现象。在这种情况下，隧道建成后纵向排水管容易被淤砂封堵，或被冰冻封堵，造成纵向排水不畅。因此，施工中一定要为纵向排水管作好基础，用坡度规检查、测定纵向排水管的坡度，使地下水进入纵向排水管后在一定的坡度下按指定的方向流动。
　　○2包裹安装检查。纵向排水管在布设时必须注意其细部构造。首先应用土工布将纵向排水管包裹，使泥砂不得进入纵向排水管。其次，应用防水卷材半裹纵向排水管，使从上部下流之水在纵向盲管位置尽量流入管内，而不让地下水在排水管位置纵横漫流。因此，施工时要认真检查纵向排水管的包裹安装情况，杜绝粗放施工，为隧道后期排水创造条件。
　　5.1.2横向排水管的施工
　　与纵向排水管施工工艺相同，但应注意：对横向排水管的检查，主要是接头应牢靠、密实，保证纵向排水管与中央排水管间水路畅通，严防接头处断裂，由纵向排水管排出之水在路面下漫流，造成路面翻浆冒水，影响行车安全；其次是在横向排水管上部应有一定的缓冲层，以免路面荷载直接对横向排水管施压，造成横向排水管破裂或变形，影响其正常的排水能力。
　　5.1.3中心排水管（沟）施工
　　路基排水管一般采用预制管段在现场拼接的方法施工。因此，在施工时首先要重视管段的预制，确保管段的尺寸、材料质量和施工质量。
　　在现场拼接前，应再次检查管段质量：
　　○1预制管段的规整性。用钢尺量测管段直径，观察管身是否变形或有严重裂缝；检查管身部透水孔是否畅通。
　　○2管壁的强度。用石块轻敲管壁，检查混凝土强度是否满足设计与施工要求；对酥松掉块者，必须弃之不用。
　　施工时先挖基槽，整平基础，然后再铺设管段，最后回填压实。其中最重要的一个环节是处理管段基础。
　　6总结
　　隧道防排水工程是一个复杂的有机联系的系统工程，隧道防排水应遵循“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，保证隧道结构物和运营设备的正常使用和行车安全。无论是设计、施工还是运营过程中的任何细小的疏忽或缺陷，都可能造成隧道防排水失败。因此，隧道防排水工程应当合理设计、精心施工和有效养护。

《公路隧道防排水设计与施工》

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文章名称： 公路隧道防排水设计与施工

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