黄土隧道的施工和防排水控制

2述黄土在我国分布较广，黄土面积约占我国陆地面积的 华北、西北地区的黄土地层分布连续，厚度较大，发育较典型。在黄土地区开挖隧道成型好，易于施工。只要断面形式及设计参数合理、施工方法得当、支护及时就能充分发挥黄土的自身承载能力的作用。传统的治理隧道渗漏病害的方法均采用“以排为主、排堵结合”的原则，一般采用在混凝土衬砌内凿槽嵌补将衬砌后水引排之侧沟后排出。然而由于黄土隧道的特殊性，大量排水会破坏地下水的原有平衡，造成地下水资源流失，对修建隧道的黄土地区植被生长很不利，考虑到这个原因,黄土隧道的防排水治理应该采用在新建隧道以“防”为主，对于既有的黄土隧道防排水的治理以“堵”为主的原则。而隧道防水主要采用衬砌自防水—防水混凝土和附加防水层(如塑料防水板、卷材防水等)来实施；隧道堵水多以在衬砌混凝土内部孔隙或者围岩孔洞内注浆来进行堵水。二、黄土隧道防排水的施工控制黄土隧道最怕水，因此，黄土隧道必须做好防、排水工作，使建成的隧道不渗、不漏，也是隧道施工成败的关键。在黄土隧道的施工中，要严格按照设计施工，因地制宜地采取“以排为主，防、排、堵、截相结合”综合治理原则，达到排水畅通、不留隐患的目的。在铺设土工布（400g/ ，应检查初期支护表面是否平整，如有钢筋或锚杆头外露，应割除并用砂浆抹平，使喷混凝土表面凹凸高差不超过±5混凝土表面符合要求后再铺设工工布，既能保护防水板免遭破坏，又能起到渗水作用。土工布用衬垫贴上，再用射钉枪钉上水泥钉锚固，水泥钉长不得小于 50顶平均 3，边墙 2，土工布铺设 20m 后，再铺设改性 水板，铺设的防水板必须符合国标中各项指标的要求，为减少接缝，采用幅宽 5～7m 的防水板。采用专用熔接器热熔粘接防水板接缝，搭接部分不得小于 100接剥离强度不得小于母体拉伸强度的 80%。采用真空加压法检测防水板接缝粘接强度。在 力作用下 5 分钟，粘接强度不得小于 水板铺设固定工艺隧道纵向排水采用中心排水管沟和行车道边缘两侧设纵向排水沟的方法，将衬砌外围的水排出洞外。纵向排水管沟在隧道设计中是常见的主要方法，但要注意在施工中杂物、地下水夹带的矿物质、泥砂在排水管沟内积蓄，将排水系统堵塞，使排水系统失去作用，影响建成的隧道正常运营。为防止排水管沟堵塞，在初期支护与二次衬砌之间沿隧道纵向全长与隧道同坡设置 Ф160×5花管，在 1/2 断面内梅花状每隔 5一个 Ф6圆孔，再在半圆管上部用 1石充填。为了便于对纵向排水管沟的定期疏通，施工中经常采用管道疏通机进行疏通。管沟内积蓄的水经检查孔由横向排水管沟（过行车道边缘排水沟或中心排水管沟排出洞外。为便于维修，在边缘排水管沟或中心排水管沟每隔 200m 设一处沉淀检查井，排水系统形成即便于维修检查，又能“畅通无阻排水”的网络体系，通过动态排水，实现隧道不渗水、不漏水，确保正常运营。三、隧道地下水处理（一）地下水处理的技术措施地下水是造成施工坍方，使隧道围岩丧失稳定的最重要因素之一，为确保洞体稳定，施工安全采取如下措施：以堵为主、限量排放的原则制定地下水处理方案。请设计和监理单位批准采用开挖前预注浆，开挖后径向注浆或补注浆，将地下水堵塞在围岩松动范围以外。用用水控制管理，如临时排水沟用塑料布过渡，供水管接头密封，用风清理岩面等，如有膨胀性围岩处在隧道基底层时，为保护基底，可预留保护层，保护层与仰拱同时开挖，开挖后及时做仰拱。顶有村庄处的地表布设沉降观测点，对洞顶两侧分布的水井、水库设水位沉降观测点，发现地表沉降加剧，水位变化异常时，及时调整地下水处理方案，确保不发生村民搬迁事故。防水板采用无钉铺设工艺，二次衬砌采用防水混凝土，抗渗等级为 程隧道防水必须满足《地下工程防水技术规范》 （定的一级防水标准，衬砌表面无浸渍。（二）地下水防排水应采取的原则隧道防排水采取“防、排、堵、截结合，因地制宜，综合治理”的原则。隧道穿过地下水较丰富、较大的地段时，采用“以堵为主、限量排放”原则，采取超前小导管、开挖后径向注浆等措施堵水，堵水率达 90％以上。在裂隙水较发育地段，采取开挖后径向注浆或补注浆等形式，将大面积淋水或局部股流封堵，减少水土流失。隧道防水应采取全程防水，具体措施包括：预测预报防水，制定开挖前的防水、堵水措施，为开挖创造施工条件；支护时防水，将部分渗水引排至排水沟，确保喷射砼与岩面密贴；铺设防水板用无钉工艺，隔绝水源；铺设纵横向排水盲沟，将部分渗水引入排水沟；灌注防水砼。地下水发育、地下水无控制排放影响生态环境时，采用开挖前预注浆或开挖后径向注浆或局部注浆等措施对地下水进行截堵。对于注浆材料，根据地质情况选择使用普通水泥、超细水泥及其他特殊注浆材料，慎用水玻璃，提高浆液材料的耐久性。隧道防水措施主要通过防水板及模筑衬砌防水砼的双重作用避免地下水从砼表面渗入。黄土隧道一般地段拱墙敷设防水板加土工布，二衬砼采用防水砼，防水砼抗渗等级不小于向施工缝拱墙部位设置中埋式止水带及排水管，仰拱部位设置中埋式止水带,纵向施工缝涂刷砼界面剂，变形缝拱墙部位防水采用中埋橡胶止水带，沥青木丝板塞缝、聚硫密封胶（内侧设置排水暗槽引排渗入水）等措施；沉降缝仰拱部位采用中埋橡胶止水带、沥青木丝板塞缝并环向设置双层抗剪钢筋，以减小沉降缝两边不均匀沉降。疏排水措施主要针对可以明确的地下水通路位于隧道开挖范围内而被截断时，采用在隧道开挖线以外埋设不小于原通路水量的 （外套钢管） ，连通被截断的出入水口，以保证地下水通路的畅通。四、黄土隧道施工的注意事项（一）首先做好洞口、洞门及洞顶的排水系统，并妥善处理好陷穴、裂缝，以免地面积水浸蚀洞体周围，造成土体坍塌；（二）施工中如发现工作面有失稳现象，应及时用喷射混凝土封闭，加设锚杆，架立钢支撑等加强支护。混凝土喷射机压力不宜大于 三）施工时要特别注意拱脚下墙脚处断面，如超挖过大，可用墙体同标号混凝土回填或用浆砌片石回填。如发现该处土体承载力不够，应立即加设锚杆或采取其它措施进行加固。钻锚杆孔时，宜采用干钻；（四）黄土隧道施工，宜先做仰拱，如果不能先作仰拱时，为防止边墙向内位移，应在开挖与灌注仰拱之前，加设横撑梁顶紧，以防墙体变形；（五）锚杆宜采用早强砂浆式锚杆。若拱部位于砂层时，为防止喷射混凝土层塌落，可将 Ф8密钢筋网，置于紧贴开挖面，作为初喷混凝土层固定支撑。同时黄土隧道管棚与支护黄土隧道施工时应严格按照黄土隧道的施工方法组织施工，在进洞之前先做好洞顶排水天沟等排水系统。进洞时洞门先作超前支护，大管棚预注浆。大管棚采用 Ф89×4拱顶向两边按间距 40形布设，倾角 σ=2°～5°，每环 30根，每根长 10×2 米。五、结语黄土隧道对防排水的要求很高，隧道防排水的成败影响着隧道的使用寿命及运营管理。因此，在隧道施工中必须控制好初期支护和防排水，充分调动和发挥围岩的自承作用。只有控制好施工中的防、排水系统，才能保证运营后隧道的安全和稳健。（作者单位：福建省第二公路工程有限公司）