连拱隧道渗漏防治施工技术（稿件060620）
胡小忠1 李克晶2
(江西有色工程有限公司 南昌市 330009)
摘 要 本文结合金丽温高速公路连拱隧道施工实际，分析连拱隧道中隔墙渗漏成因，探索渗漏病害防治措施和对策。通过加强施工质量管理和成套的施工技术，尽量减少病害，为同类型工程设计、施工提供参考。
关键词 连拱隧道 渗漏水 原因 措施和对策
1 工程概况
本次隧道位于金丽温高速公路丽水至青田段。合同段共有3座隧道，总长度732m。三座隧道结构相同，均为连拱整体式单向行车双车道隧道（上下行分离），中隔墙设计厚度为180cm。明洞采用明挖法施工，暗洞采用新奥法施工。
1.1 隧道工程地质条件
隧道地质条件主要由前中生界白垩系朝川组和第四纪松散堆积层组成。
1）岩性主要由暗紫色砂岩、砾岩组成，砂状、砾状结构，局部砾岩中夹砂岩、砂岩中夹砾岩。岩石强度较低，节理裂隙发育，抗风化能力较弱。
2）第四系残坡积层
分布于隧道区缓坡处和凹沟内，岩性以灰黄色、褐黄色含碎石亚粘土和含粘性土碎石为主，局部间夹块石，厚度一般1～5m。
1.2 气象水文条件
路线所处区域属热带季风湿润气候，雨量充沛，多年平均降雨量1700mm，降水多集中于春季、梅雨和台风季节，特点是春雨多、夏季暴雨集中，空气湿润，多年平均相对湿度在70～85%之间，除10月份及来年1月份外，一般降雨量大于蒸发量。区内水系不甚发育，主要为一些山间冲沟及山谷小溪，两隧道的山顶部各有一水塘，常年儲水。
隧道区内地下水主要有第四系松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两大类，同时由于隧道山体顶部有水塘，常年儲水，该隧道穿越的山体主要以二类围岩为主，隧道围岩富存裂隙水，表面土富存孔隙水。本合同段三座隧道中导洞和主洞开挖揭示：隧道地下水岩溶裂隙水和表面土赋存孔隙水，受地表降水补给和山顶水塘蓄水影响，旱季洞内滴水、雨季洞内出现“水帘洞”现象，因此对隧道的防排水施工有较高的要求。
2 隧道防排水设计特点
2.1 隧道防渗设计采用防、排水两种措施
1）防水
明洞：采用外贴式SBS改性沥青卷材防水层+防水混凝土二衬+施工缝膨胀橡胶止水条。
暗洞：采用400g/ m2土工布+隧道专用防水板+防水混凝土二衬+施工缝膨胀橡胶止水条。
中隔墙与主洞防水混凝土二次衬砌连接处：采用预埋背贴式止水带与主洞隧道专用防水板相连，
中隔墙施工缝之间的防水设计、膨胀橡胶止水条设计安装在中隔墙中间位置。
2）排水
中隔墙顶两侧设置PVC竖向排水管与中隔墙顶两侧安装的排水盲管通过三通相连，下方接入隧道侧沟，与侧沟形成完整的排水系统。
3 连拱隧道渗漏形成原因分析
此类型连拱隧道中隔墙渗漏水是较难处理的通病，目前已完工的连拱隧道大部分存在这一通病。其中有隧道结构和隧道防排水设计方面的不足，也有施工工艺难有保证和施工管理方面的纰漏。为此在中隔墙施工前我们进行了大量的调研和实地考察，发现产生这一通病的主要原因是：
3.1 防水系统有漏水点
纵向止水带埋设不当、纵向止水带接头未焊密封、纵向止水带与防水卷材未粘密封、纵向止水带或防水卷材破裂、中隔墙砼抗渗性差。
3.2 工程水文地质条件差
雨量充沛及地表积水多、岩层裂隙发育。
3.3 排水系统不通畅
纵向排水通道不顺畅。纵向排水软管埋设不平顺、纵向排水软管自身及与环向管未有效连接、纵向排水软管被堵塞；
直排水通道不顺畅。垂直排水管与纵向排水管未有效连接、垂直排水管与墙底侧沟未有效连接、垂直排水管被堵塞。
3.4 设计不合理的因素
中隔墙施工缝橡胶膨胀止水条位置设计不合理，造成二衬背面积水从中隔墙施工缝处渗漏。
4 实施过程中主要措施和对策
4.1 保障洞顶地面排水畅通，无积水
1）隧道覆盖层地表处理
隧道上方覆盖层地表的低洼、水池、井穴、钻孔、探坑的积水是渗漏水的重要来源，应妥善处理。首先要对隧道项部及周围地面进行调查，彻底查找可能存在的上述各种不利情况，再分别采用不同方法进行处理。
对低洼较大的应修筑排水沟排干水。对于水池，应尽可能拆除；若不能拆除，则必须做好池底的防水层，并做好溢水汇排工作。
地表的低洼、钻孔、井穴、探坑等应以不透水材料或粘土填塞，并分层夯实。
4.1.2 修筑地面排水系统
在隧道开挖进洞前根据地形地势及设计要求，合理设置并认真修筑截水沟、排水沟以及不能填平的低洼处的引流沟槽，确保地表排水系统畅通无阻。
4.2 严格控制防水构造的施工质量
4.2.1 加强砼质量的控制
在进行中墙砼及二衬砼浇筑时，要严格控制好施工配合比和砼的工作性能，把好材料质量关、拌和配料关及浇筑现场质量关。不合要求的砼绝不输往浇筑仓内，中隔墙浇至顶部时，表面的浮浆必须清除掉。
施工中预留的施工缝要留有凹槽和安装止水带，为了使接缝紧密结合，灌筑前均将接缝表面凿毛、清理杂质，用水冲洗干净并保持湿润，再铺上厚20～55mm的同配比水泥砂浆。防水混凝土必须振捣密实，插入式振捣器插入间距不超过其有效半径的1.5倍，以避免欠振、漏振和过振现象。施工缝和预埋部位尤需注意振捣密实，要防止振捣器触及模板、止水带及预埋件。
4.3 严格检查隐蔽排水系统，确保排水通畅
在中隔墙内、墙顶及拱背的这些隐蔽排水通道预埋安装时，相关质检人员必须到场。在安装前要检查管道是否畅通，尺寸型号是否正确，安装位置是否准确，管道连接是否严密，斜管角度是否符合要求。
具体项目有：
1）垂直排水管与墙底侧沟是否有效连接。排水管底部应不小于5%坡度，斜管在沟壁1／2以上高度处伸入侧沟，用固定规格的PVC管及异形接头连接固定尺寸的PVC管并准确预埋。
2）垂直排水管是否被堵塞。安设前及与纵向软管接管前通水检查，中墙浇筑时注意保护。
3）垂直排水管与纵向排水管是否有效连接。要求垂直排水管从纵向排水管底部与之连接密封，垂直管顶部引斜管至纵向软管底部并紧密连接。
4）纵向排水软管自身及与环向管是否有效连接。环向管伸入纵向管内且不得有反坡，连接牢靠，纵向管被拱部无纺布包裹，作为重要控制工序验收。
5）纵向排水软管埋设是否平顺。要求用水准仪及坡度尺控制埋设平顺，且与中墙顶设计坡度保持一致。
6）纵向排水软管是否被堵塞。如被堵塞，则更换.。
4.4 认真施工和安设防水系统
4.4.1 开挖后隧道拱部渗水明显的部位，必须采取引流的措施
初期支护时通过“引、截、排”相结合做好的第一道防排水防线，将渗水引至侧沟内。根据开挖时围岩的实际涌水情况，详细作好记录，并作相应的引、排措施。当涌水较集中时，喷锚前先用开缝磨擦锚杆进行导水；当涌水面积较大时，喷锚前设置树枝状软式透水管排水；当涌水严重时设置汇水孔，边排水边喷射。喷锚完成后，使开挖岩石面与喷射混凝土之间形成排水用的汇水孔，使围岩涌水、渗漏水通过设置的汇水孔等排水装置流向墙脚纵向软式透水管，再由引水管排到隧道中心排水沟内。初期支护通过引水导管的引导及喷射混凝土的堵截作用，形成永久性地下水排水设施。经过处理，围岩的大部分地下水通过排水设施排出洞外，喷混凝土后混凝土表面渗水现象减少，真正起到了防水作用。
4.4.2 防水材料的安装及焊(粘)接
在中隔墙顶的止水带埋设时，技术人员一定要在现场指导并监督施工，确保止水带的埋入砼的深度在10～15cm，且埋设位置要准确。埋设不牢的止水带在与拱部防水卷材粘接时容易被拔出造成防水失败，埋入不深的易造成水绕过止水带渗入隧道的路径缩短，不利于防水。
在止水带与止水带搭接接长时，要先将接头处止水带上作为卡槽用的凸出部分削平，然后再用专用焊机焊严密。止水带与拱部防水卷材的连接则要用专用粘接剂粘接严密，粘接前必须先将粘接面清理干净，粘接宽度不得小于10cm。此部位粘接因中墙顶部有大量结构钢筋设置而变得难以实施，更难粘好，因而应严格检查。防水卷材的拼接同样要用专用焊机焊接牢固、密封，且焊缝不得小于10cm，焊完后要用气泵及压力表对焊缝质量进行逐条检查。
软式防水板铺设前，应检查防水板的质量，检查背面排水管安装是否符合设计要求。先根据防水板的尺寸，布置好塑料锚固螺栓的位置，用电钻钻孔安装塑料锚固螺栓，用螺钉和垫圈环向整体铺挂防水板，用专用塑料焊接机及时焊接，保证拱接宽度和焊缝宽度，根据喷射混凝土面的平顺程度在每两个加固点都留有一定的富余量，衬砌时才能使防水板喷射混凝土面密贴。
1)准备工作
检查喷射混凝土及背后排水管，检查防水板质量。
2)焊接工艺
A 焊接温度。以控制在200～270℃为宜，速度控制在0.1～0.15m/min范围内；
B 搭接尺寸。搭接尺寸为不少于10cm；
C 焊缝宽度。焊缝宽度单幅一般为不少于2.5cm；
D 采用焊接双缝焊接开始前，应在小块塑料片上试温。
E 焊接接头应平整，不得有气泡、折皱及空隙。气压检测焊缝若有漏焊、假焊的应予补焊；若有烤焦、焊穿处以及外露的固定点，必须用塑料片焊接覆盖。
3) 防水板施工注意事项
A 绑扎钢筋和安装模板及台车时，应防止碰撞和刮破防水板；挡头板的支撑在接触到防水板处必须加设橡皮垫层；
B 浇筑混凝土时，应防止碰击防水板；二次衬砌中埋设的管料与防水板间距不少于5cm，以防止防水板破损，浇注时应有专人观察。
4.5 检查防水材料有无破漏
二次衬砌前，先对初期支护喷锚混凝土表面的锚杆头和钢筋网断头及凹凸不平的部位进行修凿、喷补，使混凝土表面平顺，符合铺挂柔性防水的要求；然后按设计要求在拱部和边墙环向挂设Φ50mm软式透水管。喷混凝土表面有渗漏水时，根据渗漏水的多少采用透水管引导，或再增加环向软式排水管，并用塑料锚固螺栓绑牢。
在止水带、防水卷材使用前及安装后都要对其进行检查，看是否存在破漏处。尤其是安装后在进行拱部钢筋安装及拱部钢筋与中墙顶钢筋焊接时极易造成刺破和烧破，应特别注意保护和检查。
4.6 对防水系统进行加强
在业主、监理及设计的支持下，对中隔墙顶部与拱部相接的施工缝处加设了两道渗水的“防守关卡”，即在靠近洞内一侧，加设一道遇水膨胀止水条和一道注浆式止水管，这两道关卡与止水带同防水卷材组成的防水层一同成为中隔墙顶防渗水的三道防线。
中隔墙顶部一般埋有止水带与衬砌背面的防水板相连接，组成该部位的防水层（第一道防线）。如果因为某种原因，这层防水层没能防止住水的局部渗透，遇水膨胀止水条就作为第二道防线来截住这部分未防住的水，假若还是没防住，那么从注浆式止水管（这种止水管主要采用高级聚氯乙烯树脂为主材，在管体上均匀设有注浆小孔，并用丝网和发泡橡胶条将注浆小孔盖住，以防止浇注砼时砂浆将小孔堵住）注浆(注入化学防水浆液：如水溶性聚氨脂，浆液遇水后立即进行聚合反应，分散乳化或发泡膨胀，并与砂石固结成弹性固结体。注浆压力为0.25～0.35Mpa)构成渗漏水的第三道防线彻底将水堵住。
5 效果和结论:
1）连拱隧道是一种较有发展前途的新型隧道结构，目前在工程领域大量使用，但设计理
论和施工技术有待系统的整理和完善。
2）直立中隔墙连拱隧道中隔墙与二衬结合处极易渗漏水，主要原因是此类隧道为浅埋隧道，围岩大多为二、三类围岩，岩石裂隙较发育，造成中隔墙顶积水不易排出。
3）隧道防渗漏的防、排水设计理论上可行，但实际操作中由于受空间狭窄所限，操作困难，影响防、排水安设质量，形成漏点；同时由于连拱隧道工序较分离隧道多且复杂，施工中又相互制约影响，已安设的防、排水材料和设施易被破坏，导致防、排水措施失效，形成渗漏。解决办法主要是加强管理。
4）采用聚氨脂后期补强压浆这种方法止漏，效果较好且见效快，但前期注浆式止水管预埋件安装工艺要求高，作业保障难，二衬混凝土施工时易造成注浆式止水管部分失效，影响后期治水效果。此种方法费用昂贵，可改用水玻璃等化学浆液和水泥浆液联合使用，效果稳定有效且成本低。
5）本次项目通过采用前面所列的措施，经过设计、建设、监理和施工单位的共同努力，经统计，一次性处理渗漏点有明显效果的占95.6%，完全处理成功的占86%。自2005年4月顺利完成施工任务至2005年12月底交工通车，除发现少数几个渗水点外（后经处理解决），未出现原来担心的大面积渗漏水现象。 |
