论文部分内容阅读
摘要：随着我国现代化铁路和公路建设的进展，对隧道的防水要求越来越高。防排水系统施工质量的好坏，直接影响隧道工程整体质量和运营使用，文章以孤独庙隧道为例重点介绍了防水板和排水半管在公路隧道中的应用。
关键词：公路隧道；防排水；施工技术
1.概述
1.1 工程简介
西合高速公路是连接西北与华中最快捷的公路运输动脉，也是陕西“米”字型公路主框架的重要路段，是国家推进西部大开发的一项重点工程。陕西省丹风县至陕豫界高速公路起于丹风县老君殿村南，经月日滩、竹林关、太吉河、观渡坪、过风楼、三角池、止于商南富水镇马安石村，路线全长91.443公里。孤独庙隧道为两个分离式隧道，左线长179米，右线长165米，隧道设计为双洞六车道，单洞隧道净宽14.0米，净高5.0米。
1.2结构设计
孤独庙隧道为石质隧道，按新奥法设计施工。围岩类别为Ⅲ～Ⅵ级围岩，用短台阶法开挖，超前管棚支护进洞，超前小导管注浆加固。采用复合式衬砌，根据围岩初期支护设计用I22b、I20b和I18b钢支撑、挂网锚喷支护，二次衬砌采用C25混凝土。
2.隧道防排水设计
目前我国公路隧道结构防排水参照国外的做法，普遍采用“三道防线”。即按照“防、排、截、堵相结合，综合治理”的原则，采用一排、二防、三止水的方法，可使水害大大减轻，但由于地质条件复杂，施工工艺落实不够，选材不当等种种原因，不能确保隧道建成后表面干燥、无渗漏水。孤独庙隧道采用“无压防排水法”设计和施工，选用优质材料，落实施工工艺。从进洞以来，初砌表面不渗水，二衬表面干燥无水，满足了隧道防排水要求。
3.洞外排水
洞门上方设截水沟，将地表水引入路基边沟或洞门外端自然沟谷，以此形成完善的洞外排水系统。
4.洞内防排水
设计要求在复合式衬砌及模筑衬砌背后拱部、边墙均设置防水板。孤独庙隧道采用1.2毫米改性LDPE防水板。本材料抗撕裂性能好，可大幅拼接。为防止防水板被喷层凸起部位挤破并利于滤水，在LDPE防水板与喷层间加设土工布滤水层构成复合防水板。LDPE防水板采用无钉敷设，接缝采用专用熔接器热熔粘结。
4.1 防排水材料
4.1.1 复合防水板
改性LDPE防水板主要特点：采用优质的聚乙烯原生树脂，主要成分为97.5%的高密度聚乙烯，约2.5%的碳黑、抗老化材料、抗氧剂、紫外线吸收剂、稳定剂等辅料，经三层共挤技术制成。本标段采用的1.2毫米改性LDPE防水板符合国标（GB12953-91）中优等品的要求。其主要指标：抗拉强度≥12Mpa，断裂伸长率≥300%，邵氏硬度≤40邵氏度，颜色为浅白色，幅宽≥450cm，板厚1.2mm。
4.1.2 Yas排水半管
根据初期支护喷射混凝土的厚度以及地下水大小和围岩量测变形速度，将设计的喷射混凝土总厚度分2～4层喷射，每层厚不小于5cm。首先，当围岩开挖断面符合要求后，由于，围岩中的地下水会沿裂隙大面积流出，这时立即喷射第1层混凝土（厚5cm）封闭围岩。随着围岩的变形，第1层喷射混凝土产生裂缝漏水，凡漏水处均附设Yas排水半管，接着向Yas排水半管面喷射混凝土厚约1～2cm包裹。然后，检查第1层喷射混凝土表面有无渗水现象，在有渗水的部位打眼引水，并设Yas排水半管，同样在其表面喷混凝土包裹。再依据围岩变形量测情况，完成第2层喷射混凝土，按上述方法在渗漏处设Yas排水半管，直到围岩变形稳定，最后一层喷射混凝土完成后不再出现渗漏现象为止。
4.2 复合式防水层安装
4.2.1 施工准备
首先检查初期支护表面是否渗水。除了按设计图纸要求，在初喷后，根据岩面渗漏情况在初期支护中埋设1～2层排水半管外。初期支护完成后，在各渗漏水处钻1～1.5m深孔，找出出水点。其次要在施工前检查初期支护净空，提前处理岩面超欠挖。
4.2.2 防水层铺设
铺设塑料防水板之前将防水板在洞外找一平地进行拼幅，每三幅焊接在一起，再用装载机将拼装在一起的防水板放在架子上进行安装。防水层铺设采用无钉热合铺设法。防水板搭接采用ZPR—210型爬行热合机双缝焊接，中间留出空隙以便充气检查。
4.2.3 纵、横向排水管
在二次衬砌施工前，将纵向φ116×4双壁波纹管下半周埋设在10号素混凝土管基中，上半周布置Φ6mm～Φ8mm的小孔，梅花型布置，用1-2cm碎石覆盖其上，并且用土工布、防水板包裹碎石及φ116×4双壁波纹管，使φ116×4双壁波纹管处于土工布、防水板包围中，严格使Yas排水半管中的漏水通过碎石过滤层进入纵向φ116×4双壁波纹管。每50m设置检修井截断纵向φ116×4双壁波纹管，并与横向φ116×4双壁波纹管相通。衬砌背后的地下水通过环向Yas排水半管、防水板汇集到纵向φ116×4双壁波纹管，再通过检修井导人横向排水管，流入中央排水管，构成一个完整的排水系统，如图六所示。
图六
4.2.4 中央排水管的安装
首先，按设计要求对排水管上半部凿直径为2厘米的泄水孔，泄水孔为5排梅花型布置。排水管采用吊车安装，管节安装从下游开始，使接头面向上游，每节涵管应紧贴于基座上。管节就位时涵管的底部高程应在同一坡度上。管节顺流水坡度安装平顺，管节必须垫稳坐实。接口平直、平顺。管节缝施工应按设计要求填塞密实，上半圈用在沥青中浸过的麻絮从外面塞进去；排水管上半部用350g/m2土工布覆盖。管上面用3～5cm碎石回填，如图所示。
5.效果评价
孤独庙隧道竣工后，上、下行线两座隧道衬砌背后形成一个整体排水系统，无压防排水法有效地解决了岩石隧道裂隙水渗漏问题。由于该隧道绝大部分地段均处于地下水位线以下，在喷射混凝土表面安设Yas排水半管能将洞身涌水或裂隙水通过纵向φ116×4双壁波纹管排入隧道中心排水管，从而有效解决了隧道渗漏水现象。
参考文献：
[1]JTJ042-94 《公路隧道施工技术规范》 北京 人民交通出版社
[2]黄成光 《公路隧道施工》 北京 人民交通出版社
关键词：公路隧道；防排水；施工技术
1.概述
1.1 工程简介
西合高速公路是连接西北与华中最快捷的公路运输动脉，也是陕西“米”字型公路主框架的重要路段，是国家推进西部大开发的一项重点工程。陕西省丹风县至陕豫界高速公路起于丹风县老君殿村南，经月日滩、竹林关、太吉河、观渡坪、过风楼、三角池、止于商南富水镇马安石村，路线全长91.443公里。孤独庙隧道为两个分离式隧道，左线长179米，右线长165米，隧道设计为双洞六车道，单洞隧道净宽14.0米，净高5.0米。
1.2结构设计
孤独庙隧道为石质隧道，按新奥法设计施工。围岩类别为Ⅲ～Ⅵ级围岩，用短台阶法开挖，超前管棚支护进洞，超前小导管注浆加固。采用复合式衬砌，根据围岩初期支护设计用I22b、I20b和I18b钢支撑、挂网锚喷支护，二次衬砌采用C25混凝土。
2.隧道防排水设计
目前我国公路隧道结构防排水参照国外的做法，普遍采用“三道防线”。即按照“防、排、截、堵相结合，综合治理”的原则，采用一排、二防、三止水的方法，可使水害大大减轻，但由于地质条件复杂，施工工艺落实不够，选材不当等种种原因，不能确保隧道建成后表面干燥、无渗漏水。孤独庙隧道采用“无压防排水法”设计和施工，选用优质材料，落实施工工艺。从进洞以来，初砌表面不渗水，二衬表面干燥无水，满足了隧道防排水要求。
3.洞外排水
洞门上方设截水沟，将地表水引入路基边沟或洞门外端自然沟谷，以此形成完善的洞外排水系统。
4.洞内防排水
设计要求在复合式衬砌及模筑衬砌背后拱部、边墙均设置防水板。孤独庙隧道采用1.2毫米改性LDPE防水板。本材料抗撕裂性能好，可大幅拼接。为防止防水板被喷层凸起部位挤破并利于滤水，在LDPE防水板与喷层间加设土工布滤水层构成复合防水板。LDPE防水板采用无钉敷设，接缝采用专用熔接器热熔粘结。
4.1 防排水材料
4.1.1 复合防水板
改性LDPE防水板主要特点：采用优质的聚乙烯原生树脂，主要成分为97.5%的高密度聚乙烯，约2.5%的碳黑、抗老化材料、抗氧剂、紫外线吸收剂、稳定剂等辅料，经三层共挤技术制成。本标段采用的1.2毫米改性LDPE防水板符合国标（GB12953-91）中优等品的要求。其主要指标：抗拉强度≥12Mpa，断裂伸长率≥300%，邵氏硬度≤40邵氏度，颜色为浅白色，幅宽≥450cm，板厚1.2mm。
4.1.2 Yas排水半管
根据初期支护喷射混凝土的厚度以及地下水大小和围岩量测变形速度，将设计的喷射混凝土总厚度分2～4层喷射，每层厚不小于5cm。首先，当围岩开挖断面符合要求后，由于，围岩中的地下水会沿裂隙大面积流出，这时立即喷射第1层混凝土（厚5cm）封闭围岩。随着围岩的变形，第1层喷射混凝土产生裂缝漏水，凡漏水处均附设Yas排水半管，接着向Yas排水半管面喷射混凝土厚约1～2cm包裹。然后，检查第1层喷射混凝土表面有无渗水现象，在有渗水的部位打眼引水，并设Yas排水半管，同样在其表面喷混凝土包裹。再依据围岩变形量测情况，完成第2层喷射混凝土，按上述方法在渗漏处设Yas排水半管，直到围岩变形稳定，最后一层喷射混凝土完成后不再出现渗漏现象为止。
4.2 复合式防水层安装
4.2.1 施工准备
首先检查初期支护表面是否渗水。除了按设计图纸要求，在初喷后，根据岩面渗漏情况在初期支护中埋设1～2层排水半管外。初期支护完成后，在各渗漏水处钻1～1.5m深孔，找出出水点。其次要在施工前检查初期支护净空，提前处理岩面超欠挖。
4.2.2 防水层铺设
铺设塑料防水板之前将防水板在洞外找一平地进行拼幅，每三幅焊接在一起，再用装载机将拼装在一起的防水板放在架子上进行安装。防水层铺设采用无钉热合铺设法。防水板搭接采用ZPR—210型爬行热合机双缝焊接，中间留出空隙以便充气检查。
4.2.3 纵、横向排水管
在二次衬砌施工前，将纵向φ116×4双壁波纹管下半周埋设在10号素混凝土管基中，上半周布置Φ6mm～Φ8mm的小孔，梅花型布置，用1-2cm碎石覆盖其上，并且用土工布、防水板包裹碎石及φ116×4双壁波纹管，使φ116×4双壁波纹管处于土工布、防水板包围中，严格使Yas排水半管中的漏水通过碎石过滤层进入纵向φ116×4双壁波纹管。每50m设置检修井截断纵向φ116×4双壁波纹管，并与横向φ116×4双壁波纹管相通。衬砌背后的地下水通过环向Yas排水半管、防水板汇集到纵向φ116×4双壁波纹管，再通过检修井导人横向排水管，流入中央排水管，构成一个完整的排水系统，如图六所示。
图六
4.2.4 中央排水管的安装
首先，按设计要求对排水管上半部凿直径为2厘米的泄水孔，泄水孔为5排梅花型布置。排水管采用吊车安装，管节安装从下游开始，使接头面向上游，每节涵管应紧贴于基座上。管节就位时涵管的底部高程应在同一坡度上。管节顺流水坡度安装平顺，管节必须垫稳坐实。接口平直、平顺。管节缝施工应按设计要求填塞密实，上半圈用在沥青中浸过的麻絮从外面塞进去；排水管上半部用350g/m2土工布覆盖。管上面用3～5cm碎石回填，如图所示。
5.效果评价
孤独庙隧道竣工后，上、下行线两座隧道衬砌背后形成一个整体排水系统，无压防排水法有效地解决了岩石隧道裂隙水渗漏问题。由于该隧道绝大部分地段均处于地下水位线以下，在喷射混凝土表面安设Yas排水半管能将洞身涌水或裂隙水通过纵向φ116×4双壁波纹管排入隧道中心排水管，从而有效解决了隧道渗漏水现象。
参考文献：
[1]JTJ042-94 《公路隧道施工技术规范》 北京 人民交通出版社
[2]黄成光 《公路隧道施工》 北京 人民交通出版社