地區(qū)富水隧道防排水施工工藝分析

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關鍵詞：隧道；防排水；滲漏；襯砌

引言

隨著我國西部山區(qū)公路交通迎來前所未有的發(fā)展機遇，越來越多的山區(qū)公路隧道為人們的生活和工作帶來了極大的便利，也促進了當?shù)亟洕目焖侔l(fā)展。高海拔寒冷地區(qū)與一般地區(qū)的地質條件和環(huán)境不同，存在隧道排水和保溫難的問題，這也是高海拔寒冷地區(qū)隧道設計的最大難題。目前，專家針對高寒地區(qū)隧道設計的方法進行了大量的分析和研究，有很多優(yōu)秀的成果正在為工程項目的施工提供理論支撐，但圍巖滲漏水、襯砌背后結冰凍脹等特殊問題對隧道結構也產生了不良的影響，出現(xiàn)了很多病害案例[1]。隧道的防排水設計與施工一旦出現(xiàn)問題就會嚴重影響公路的正常使用及公路運營的經濟效益與社會效益，因此隧道防排水設計與施工始終是我國隧道建設項目中亟待解決的難題。

1隧道建設條件

1.1工程規(guī)模

大力加山隧道作為國道G310線的省界線，是非常重要的公路工程項目，也是目前青海省最長的高速公路隧道。它是一座上下行分離的雙洞四車道高速公路特長隧道。單洞寬度和高度分別為10.25m和5m。該隧道處于構造剝蝕高山地貌區(qū)，地形起伏較大，且構造復雜，溝壑縱橫長且狹窄，隧道范圍內中線高介于2605~2955m之間，其中最大高差達610m。隧道右線起訖樁號為K13+288—K18+763.79，全長5475.79m，左線起訖樁號為ZK13+310—ZK18+771，全長5461m。

1.2地質構造

根據(jù)現(xiàn)場地質調查和物探結果及區(qū)域地質資料可知：隧址區(qū)下伏基巖主要有上第三系上統(tǒng)（N2l）含礫泥巖、加里東中期花崗巖及加里東早期閃長巖等，在K18+130附近有一逆斷層F2，在K18+200處見一逆斷層F2-1，斷裂均為第四系全新統(tǒng)以前形成的新近活動型斷裂，上下盤均為閃長巖，富水條件好，易崩塌、突水。根據(jù)基巖露頭調查及鉆探揭示成果可知，循化端洞口段主要發(fā)育節(jié)理裂隙為J1：215°∠15°。根據(jù)循化地震局資料，由中國地震臺網的信息顯示，該斷裂帶曾在2012年10月18日15時33分12.8秒，東經35.73°北緯102.56°發(fā)生ML1.5級地震；2013年7月18日，東經35.80°北緯102.67°發(fā)生ML1.8級地震，也是受該斷裂帶影響所致，震源位于隧址區(qū)西北方向，深度5km左右，距隧址區(qū)約30km。由此可見，該斷裂帶目前具有微弱的活動性。因此，下階段應結合工程地質勘探結果，查明圍巖性質及不良地質分布，深化地質超前預報，優(yōu)化開挖及支護方案，保證結構安全，降低工程風險。

1.3水文地質條件

隧址區(qū)主要地表水體為雨季沖溝內短暫性流水及春夏季節(jié)冰雪融化水，水量受降雨及季節(jié)控制，暴漲暴落。該段隧址區(qū)地下水主要為第四系孔隙潛水、風化裂隙水及構造裂隙水，第四系孔隙潛水賦存在卵石層中，集中分布在出口附近，主要靠大氣降水補給；風化裂隙水主要分布在K15+600—K15+885、K16+410—K16+870、K17+080—K17+140及K17+580—K17+975處，易形成片狀滲流或者點滴狀滲水，構造裂隙水主要分布在K15+880—K16+055、K16+190—K16+410、K16+865—K17+080、K17+970—K18+080、K18+140—K18+340處，為富含水層，含水量大，是該隧道的主要含水層，施工時應加強防排水工作?？辈炱陂g，鉆孔揭露地下水埋深為5.7～266.0m。

2超前地質預報在斷層破碎帶的應用

基于實際情況考慮，施工時對穿越節(jié)理裂隙密集路段進行前期勘探，采用隧道地震探測儀TSP202/203進行了遠距離探測，并結合近距離地質預報手段，對掌子面前方的工程地質及水文地質情況提前了解，及時發(fā)現(xiàn)存在問題的區(qū)域，并采取預防措施，為后續(xù)施工做好鋪墊。在探測中發(fā)現(xiàn)，斷層破碎帶發(fā)現(xiàn)水孔，且出水量較大，達到10m³，為此采用全斷面注漿堵水，避免水量過多。

3防排水設計

3.1洞口防排水

由于青海省位于寒冷地區(qū)，寒冷氣流會通過環(huán)向、縱向及橫向三個方向對隧道產生影響，要對排水管、排水溝等區(qū)域進行檢查，及時發(fā)現(xiàn)是否存在凍結情況。一旦發(fā)現(xiàn)凍結情況，必須提前做好預防措施，避免結構脹裂、邊墻滲水等凍害，確保工程項目質量。此外，隧道在冬季氣溫變化較大，洞口和內部的氣溫不同，存在溫差，要處理好洞口位置的凍脹問題，防寒保暖。根據(jù)洞口的地形情況，于洞口邊仰坡坡口外5m左右設截水溝，將地面徑流引排并與路基排水形成完整的防排水體系，防止水流對洞口造成沖蝕破壞。應防止雨水對坡面和洞口產生的危害，洞口雨水不得進入隧道，可以通過截、排水溝匯入臨近路基涵洞或自然溝渠中。

3.2洞身防排堵水

3.2.1洞身防水隧道暗洞段按新奧法原理進行設計，采用復合式襯砌法施工，隧道初期支護以噴射混凝土、錨桿、鋼筋網為主要支護手段，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍巖段輔以型鋼拱支撐或鋼格柵作為初期支護的加勁措施，距洞口30m范圍的Ⅴ級圍巖淺埋段或節(jié)理裂隙密集帶以F110大管棚預支護、F42超前小導管預注漿或R25超前錨桿（Ⅳ級圍巖段）作為超前預支護措施，并以型鋼拱加勁初期支護，二次襯砌采用C30混凝土或鋼筋混凝土，采用整體式模板臺車澆筑。隧道防水的重中之重在于對縫隙的處理，為了提高施工質量，結合工程特點，采用注漿止水條和可熱熔雙縫焊接的復合防水層，即可達到預期的防水目標。全隧道二次襯砌施工縫設置帶注漿管橡膠止水條，如圖1所示，通過這種方式，能夠將水徹底堵住，避免滲漏現(xiàn)象的出現(xiàn)。另外，由于各圍巖級別都有所不同，因此變化界面位置要格外注意，可以采用E級橡膠止水條和背貼式止水帶相結合的方式對界面進行有效處理，提高施工效果，如圖2所示。

3.2.2洞身排水洞身排水是在隧道拱背初期支護表面由上而下環(huán)向鋪設彈簧排水管，集中水流處應加密布置，環(huán)向排水管兩端下伸至縱向排水管；縱向排水管（F110HDPE雙壁打孔波紋管）沿兩側拱墻腳全隧道貫通布置；橫向排水管（F110HDPE波紋管）設于中心水溝與縱向排水管之間，橫向排水管縱向間距為25m（卵礫石段地段按10m計），地下水出露較多的地方應加密布置。

3.2.3洞身堵水洞身堵水措施主要適合在突水位置實施。根據(jù)現(xiàn)有的工程堵水經驗，可以采用超前探水等物理探測手段，明確坑道前方地下水的分布情況，確認出水量的大小，采取全斷面超前預注漿或者局部斷面超前預注漿等方式，保證將水封堵在圍巖之中，確?？拥篱_挖時干燥、安全的施工環(huán)境，提高施工效率。

4結語

嚴寒地區(qū)與一般地區(qū)的地質條件不同，具有較強的特殊性和典型性，溫度、水、圍巖等因素都會對嚴寒地區(qū)隧道的施工產生不良影響，加之工程本身的復雜性，極易產生凍害問題。在高原嚴寒地區(qū)富水隧道防排水施工過程中，要堅持“防排堵”相結合的原則，采取可靠的防水措施，構建通暢的排水系統(tǒng)，來避免凍害現(xiàn)象的產生，提高隧道運營的安全性。本文以大力加山隧道工程為例，結合工程實際情況，對嚴寒地區(qū)隧道的防排水措施進行了探討，為公路隧道的防排水施工提供了科學依據(jù)。隧道防排水從設計到施工是一個系統(tǒng)工程，需要不斷更新設計理念，尤其在大規(guī)模修建山區(qū)高速公路的當下，應堅持設計效果評判、摒棄照搬規(guī)范，同時應從思想上高度重視，在施工中加強精細化管理，以不斷提高我國的隧道建設水平。

參考文獻：

[1]翟正平.高寒地區(qū)某公路隧道滲水結冰原因分析及處治[J].現(xiàn)代隧道技術，2016（1）：196-201.

[2]何繼善，柳建新.隧道超前探測方法技術與應用研究[J].工程地球物理學報，2004（4）：293-298.

[3]許錫甲.高寒地區(qū)長大隧道反坡排水施工技術分析[J].路基工程，2017（4）：218-220.

作者：井斌 單位：中交基礎設施養(yǎng)護集團有限公司