龙溪隧道防排水施工技术

吴小毛

摘 要 本文结合龙溪隧道防排水施工实例，介绍了高速公路隧道防排水施工过程中对防排水施工的一些具体做法。

关键词 三道防水屏障 无纺布 防水板 排水管

一、前言

龙溪隧道是国道317（213）线都汶公路工程项目都江堰至映秀高速公路段控制性工程之一，位于映秀大断裂（F3）与龙溪断裂（F2）之间，岷江左岸都江堰镇——汶川映秀镇间的茶坪山以南地段，地形起伏较大，受岷江切割。隧道轴线走向北西，越岭山脊走向北东，与轴线大角度相交。隧址区内均为封山育林保护区，除少数平缓地带有耕地外，大部植被茂密，总体上隧道区内岭脊两侧沟谷发育，山体地形破碎，显示为沟谷相间的地貌形态。龙溪隧道左洞长3 658 m，右洞长3 691 m。

在隧道开挖的过程中，围岩的断裂带、节理裂隙发育会有滴水或渗水现象，局部有股水，对施工产生较大的安全隐患，直接影响以后的隧道验收和高速公路运营。为排除隧道围岩断裂带的地下水、渗漏水的安全隐患，必须做好隧道结构的防排水施工。

二、防排水施工

随着高速公路的发展，隧道施工技术越来越严格，标准也在不断提高，其中隧道防排水施工技术就是其中的重点，为了能做好龙溪隧道的防排水工程，我们通过熟悉设计图纸，掌握地质资料，充分理解防排水设计意图和设计目的。以排为主，防、排、堵、截相结合，并结合以往排水施工的经验和教训，除布置必要的排水设施外，同时做好三道防排水屏障，使水能顺利排到洞外，以保证隧道不渗漏。

（一）初期支护前通过“引、堵、排”相结合做好第一道防排水防线

1.引水。隧道开挖至接近断裂带时，股水较集中，喷锚前有股水流处设置弹簧盲沟，盲沟管端部应直接与股水流处对接以达到更好的引水效果。

2.堵水。隧道开挖到断裂带时，往往地下水发育，渗水面积广，根据现在施工经验采取超前小导管注浆及喷砼相结合堵住水源，以便施工。

第一，超前小导管施工。⑴超前小导管工艺原理。在破碎松散岩体中超前钻孔，打入小导管并压注具有胶凝性质的浆液，浆液在注浆压力的作用下呈脉状快速渗入破碎松散岩体中，并将其中的空气、水分排出，使松散破碎体胶结、胶化，形成具有一定强度和抗渗阻水能力的以浆胶为骨架的固结体，从而提高围岩的整体性、抗渗性和稳定性。

⑵小导管及水泥砂浆设计参数。小导管外径为42 mm、厚3.5 mm的热轧无缝钢管，长度为4.5 m；环向间距40 cm，搭接长度100 cm；外插角5°～10°；水泥砂浆水灰比：0.5～1.0（重量比）；注浆压力：0.5 MPa～1.0 MPa。

⑶超前小导管施工要求：①小导管安设一般采用钻孔打入法，即先按设计要求钻孔，钻孔直径比钢管直径大3 cm～5 cm，用锤击或钻机顶入，顶入长度不下于钢管长度的90%，并用高压风将钢管内的砂石吹出；②小导管安设后，用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙，必要时在小导管附近及工作面喷射混凝土，堵住表面渗水及防止工作面坍塌；③隧道开挖长度应小于小导管注浆长度，预留部分作为下一循环的止浆墙；④注浆前应进行压水试验，检查机械设备是否正常，管路连接是否正确，为加快注浆速度和发挥设备效率，可采用群管注浆（每次3根～5根）；⑤注浆量达到设计注浆量和注浆压力达到设计终压时可结束注浆；⑥注浆过程要随时观察注浆压力及注浆泵排浆浆量的变化，防止堵管、跑浆、漏浆；⑦注浆选用UB6型注浆泵注浆，采用浆液搅拌桶制浆。为防止浆液从其他孔眼溢出，注浆前对所有孔眼安装止浆塞，注浆顺序从两侧拱脚向拱顶。

第二，喷射混凝土。⑴喷射混凝土防水原理。隧道开挖后，及时对围岩进行喷射砼支护，使表面松碎岩体形成整体，并且使岩体表面裂缝封实，起到一定的堵水作用。

⑵施工要点。①采用掺速凝剂湿喷混凝土工艺，减小洞内粉尘污染及回弹量。②胶骨比为1∶4～1∶5；水胶比为0.40～0.50；砂率宜为45%～60%；胶凝材料用量不小于400 kg/m3；③喷射作业分段、分片由下向上依次分层进行，每段长度为3 m。为加快混凝土强度的增长速度及提高混凝土的喷射效果，用多盏碘钨灯提高作业环境温度。④喷头喷射方向与岩面偏角小于10°，夹角为45°；喷头至受喷面距离在0.6 m～1.0 m之间，喷头呈螺旋形均匀缓慢移动，一般绕圈直径在0.4 m为宜。

3.施工排水。施工时利用两侧水沟自然排水。

（二）施作纵向、环向排水盲管、无纺布+防水板衬砌背后的柔性排水措施，形成第二道防排水防线

1.衬砌柔性排水流程。基面修整→排水管铺设→铺设无纺布→铺设防水板→防水板焊接→防水板检查

（1）基面修整。基面平整度要求主要表现在凹坑深宽比（D/L；D为凹坑深度，L为两凸出物最高点之间的距离）。凹坑深宽比应控制在1/6～1/10以内，深宽比大于1/6的凹坑应用细石混凝土填平，凹坑太大时必须用与二衬同级的混凝土进行回填，确保混凝土表面平整，无尖锐棱角。

（2）铺设排水盲管。洞身基面检查合格后进行排水管安装，两侧纵向盲管15 m分一段，环向排水管采用弹簧排水软管，纵向排水管采用Φ100HDPE单壁打孔波纹排水管，排水管用环箍固定于初期支护表面。排水管安装，必须保证透水管的完整，防止出现断节错位。

（3）铺设无纺布+防水板选材及施工。防水卷材技术指标如下：

①铺设300 g/m2无纺布用简易作业台车将单幅无纺布固定到预定的位置，然后用射钉将无纺布固定在喷射混凝土上。射钉按梅花形布置，拱部间距0.5 m～0.7 m，边墙间距1.0 m～1.2 m。无纺布铺设应松紧适度，使之能紧贴在喷射混凝土表面，不至于因过紧被撕裂；过松影响下步防水板的挂设。无纺布幅间搭接宽度应大于15 cm。

②铺设防水板用简易作业台车人工配合将之固定到预定位置，然后用手动电热熔接器加热，使防水板焊接在固定无纺布的专用热熔衬垫上。防水板铺设同样松紧要适度并留有余量（一般实铺长度与弧长的比值为10∶8），使之能与无纺布充分接合并紧贴在喷射混凝土表面。防止过紧或过松、受挤压破损，同时应保证防水板全部面积均能抵到洞身围岩。

③防水板的铺设：铺设的方法是从隧道拱顶纵中心线开始向两侧下垂铺设。下部防水板应压住上部防水板，搭接宽度应大于15 cm。防水板与防水板间的搭接缝应与变形缝、施工缝等防水薄弱环节错开1 m以上。

④防水板焊接：防水板间焊接用自动双缝热熔焊接按照预定的温度、速度焊接（焊接前应先除尽防水板表面的灰尘），单条焊缝的有效焊缝宽度不小于1 cm（焊接后两条缝间留有一条空气道，用于空气检测器检查焊接的质量）。固定防水板铺设如图1所示。

固定无纺布与防水板示意图

（4）接缝焊接。上下循环两幅大幅面的防水板应保证搭接长度不小于10 cm，用双焊缝焊机焊接，每一单焊缝宽度不小于15 mm。防水板焊接见图2。

（5）焊缝检查。焊缝检查需保证无露焊、假焊、焊焦、焊穿等现象，并用真空压力法检测焊缝是否严密，具体做法是封住焊缝两端，用真空压力机，压入空气，两条焊缝间生成2.5 巴的气压，在保持15 min内，气压下降值应小于0.25 巴以内，说明焊缝合格。如有变化，则在焊缝上涂检测液，再次充气检测，查出漏气部位，对漏气部位进行补焊。

（三）通过浇注防水混凝土和止水条、止水带施工构筑第三道防水防线

1.混凝土衬砌。二衬施工砼灌注，对隧道防水起很大的作用，在施工中，务必做好二衬的砼灌注。衬砌模板使用整体钢模模板台车，保证砼浇注的稳定和质量。

第一，防水衬砌混凝土施工要求。（1）灌注砼时左、右侧应分层对称平衡施工，每灌一层（约0.8 m～1.0 m），应用振捣器捣固密实。

（2）为了便于拱圈封顶密实，在台车顶部预留5个作业窗口。在每个作业窗口上焊有封顶时压实混凝土的管道。封顶时把作业窗上压实混凝土管口与混凝土输送管连接，用输送泵直接给压把混凝土压入拱圈顶，当输送泵的工作压升到正常工作压2倍甚至更高时，停止加压，并把作业窗口混凝土管封闭。然后再把混凝土输送管接到下一个窗口，直到全部作业窗口都压混凝土完毕。

（3）砼灌注应从新旧混凝土接茬处开始均匀分布灌注，最后在单元体中间位置进行挤压泵送灌注，待混凝土自挡头板挤出浆来时，稳压持续几分钟，看混凝土是否灌满，如稳定压力不能再灌入时，说明拱顶已灌满，若稳定压力仍能灌入，则稳压持续到不能灌入为止，这样可以保证混凝土具有良好的密实性。

第二，施工要点及注意事项。

（1）混凝土拌和时按配合比严格计算。

（2）混凝土衬砌用输送泵作业。因此，粗骨料最大料径宜在25 mm以下，水灰比为0.51，坍落度控制在7 cm～10 cm。

（3）防水混凝土施工，每组尽可能一次灌筑完成。

（4）灌注混凝土的入模自落高度超过1.5 m时应设有串筒将混凝土送入。

（5）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 mm～55mm厚的同配比水泥砂浆。

（6）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，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。

2.止水带施工。本隧道的变形缝设置橡胶止水带，止水带的施工方法如下图3。

止水带施工顺序为：①沿衬砌设计轴线间隔0.5 m在挡头板上钻一φ12钢筋孔。②将加工成型的φ10钢筋卡由模筑混凝土一侧向另一侧穿入，内侧卡紧止水带一半，另一半止水带伸出挡头板。为防止止水带在施工时损坏，将外露部分止水带用防护罩保护好。

3.施工缝止水条施工。（1）纵向、环向施工缝浇筑砼前，将其表面浮浆和杂物清除干净。

（2）设止水条的浅槽应在二衬前在施工缝处预留，槽应平直，槽宽比止水条宽1 mm～2 mm，槽深应为止水条厚度的1/2。

（3）止水条表面应洁净，防止因遇水膨胀后用于施工，使其失去止水作用。

三、结束语

根据施工经验要做好隧道防排水，必须从隧道施工过程的每一道工序做起，超前小导管预注浆、初期支护、防水板铺设、二次防水衬砌、排水设施等每道工序的施工质量都对隧道防排水效果产生很大的影响，施工中的一点疏忽可能造成渗漏水隐患。因此，每道工序的施工质量都要达到设计预期的效果，才能使隧道防排水工程质量有保证。

参考文献

[1]公路隧道施工技术规范.

[2]四川省交通厅国道317（213）线都江堰至汶川公路两阶段施工图设计文件.

③防水板的铺设：铺设的方法是从隧道拱顶纵中心线开始向两侧下垂铺设。下部防水板应压住上部防水板，搭接宽度应大于15 cm。防水板与防水板间的搭接缝应与变形缝、施工缝等防水薄弱环节错开1 m以上。

④防水板焊接：防水板间焊接用自动双缝热熔焊接按照预定的温度、速度焊接（焊接前应先除尽防水板表面的灰尘），单条焊缝的有效焊缝宽度不小于1 cm（焊接后两条缝间留有一条空气道，用于空气检测器检查焊接的质量）。固定防水板铺设如图1所示。

固定无纺布与防水板示意图

（4）接缝焊接。上下循环两幅大幅面的防水板应保证搭接长度不小于10 cm，用双焊缝焊机焊接，每一单焊缝宽度不小于15 mm。防水板焊接见图2。

（5）焊缝检查。焊缝检查需保证无露焊、假焊、焊焦、焊穿等现象，并用真空压力法检测焊缝是否严密，具体做法是封住焊缝两端，用真空压力机，压入空气，两条焊缝间生成2.5 巴的气压，在保持15 min内，气压下降值应小于0.25 巴以内，说明焊缝合格。如有变化，则在焊缝上涂检测液，再次充气检测，查出漏气部位，对漏气部位进行补焊。

（三）通过浇注防水混凝土和止水条、止水带施工构筑第三道防水防线

1.混凝土衬砌。二衬施工砼灌注，对隧道防水起很大的作用，在施工中，务必做好二衬的砼灌注。衬砌模板使用整体钢模模板台车，保证砼浇注的稳定和质量。

第一，防水衬砌混凝土施工要求。（1）灌注砼时左、右侧应分层对称平衡施工，每灌一层（约0.8 m～1.0 m），应用振捣器捣固密实。

（2）为了便于拱圈封顶密实，在台车顶部预留5个作业窗口。在每个作业窗口上焊有封顶时压实混凝土的管道。封顶时把作业窗上压实混凝土管口与混凝土输送管连接，用输送泵直接给压把混凝土压入拱圈顶，当输送泵的工作压升到正常工作压2倍甚至更高时，停止加压，并把作业窗口混凝土管封闭。然后再把混凝土输送管接到下一个窗口，直到全部作业窗口都压混凝土完毕。

（3）砼灌注应从新旧混凝土接茬处开始均匀分布灌注，最后在单元体中间位置进行挤压泵送灌注，待混凝土自挡头板挤出浆来时，稳压持续几分钟，看混凝土是否灌满，如稳定压力不能再灌入时，说明拱顶已灌满，若稳定压力仍能灌入，则稳压持续到不能灌入为止，这样可以保证混凝土具有良好的密实性。

第二，施工要点及注意事项。

（1）混凝土拌和时按配合比严格计算。

（2）混凝土衬砌用输送泵作业。因此，粗骨料最大料径宜在25 mm以下，水灰比为0.51，坍落度控制在7 cm～10 cm。

（3）防水混凝土施工，每组尽可能一次灌筑完成。

（4）灌注混凝土的入模自落高度超过1.5 m时应设有串筒将混凝土送入。

（5）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 mm～55mm厚的同配比水泥砂浆。

（6）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，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。

2.止水带施工。本隧道的变形缝设置橡胶止水带，止水带的施工方法如下图3。

止水带施工顺序为：①沿衬砌设计轴线间隔0.5 m在挡头板上钻一φ12钢筋孔。②将加工成型的φ10钢筋卡由模筑混凝土一侧向另一侧穿入，内侧卡紧止水带一半，另一半止水带伸出挡头板。为防止止水带在施工时损坏，将外露部分止水带用防护罩保护好。

3.施工缝止水条施工。（1）纵向、环向施工缝浇筑砼前，将其表面浮浆和杂物清除干净。

（2）设止水条的浅槽应在二衬前在施工缝处预留，槽应平直，槽宽比止水条宽1 mm～2 mm，槽深应为止水条厚度的1/2。

（3）止水条表面应洁净，防止因遇水膨胀后用于施工，使其失去止水作用。

三、结束语

根据施工经验要做好隧道防排水，必须从隧道施工过程的每一道工序做起，超前小导管预注浆、初期支护、防水板铺设、二次防水衬砌、排水设施等每道工序的施工质量都对隧道防排水效果产生很大的影响，施工中的一点疏忽可能造成渗漏水隐患。因此，每道工序的施工质量都要达到设计预期的效果，才能使隧道防排水工程质量有保证。

参考文献

[1]公路隧道施工技术规范.

[2]四川省交通厅国道317（213）线都江堰至汶川公路两阶段施工图设计文件.

③防水板的铺设：铺设的方法是从隧道拱顶纵中心线开始向两侧下垂铺设。下部防水板应压住上部防水板，搭接宽度应大于15 cm。防水板与防水板间的搭接缝应与变形缝、施工缝等防水薄弱环节错开1 m以上。

④防水板焊接：防水板间焊接用自动双缝热熔焊接按照预定的温度、速度焊接（焊接前应先除尽防水板表面的灰尘），单条焊缝的有效焊缝宽度不小于1 cm（焊接后两条缝间留有一条空气道，用于空气检测器检查焊接的质量）。固定防水板铺设如图1所示。

固定无纺布与防水板示意图

（4）接缝焊接。上下循环两幅大幅面的防水板应保证搭接长度不小于10 cm，用双焊缝焊机焊接，每一单焊缝宽度不小于15 mm。防水板焊接见图2。

（5）焊缝检查。焊缝检查需保证无露焊、假焊、焊焦、焊穿等现象，并用真空压力法检测焊缝是否严密，具体做法是封住焊缝两端，用真空压力机，压入空气，两条焊缝间生成2.5 巴的气压，在保持15 min内，气压下降值应小于0.25 巴以内，说明焊缝合格。如有变化，则在焊缝上涂检测液，再次充气检测，查出漏气部位，对漏气部位进行补焊。

（三）通过浇注防水混凝土和止水条、止水带施工构筑第三道防水防线

1.混凝土衬砌。二衬施工砼灌注，对隧道防水起很大的作用，在施工中，务必做好二衬的砼灌注。衬砌模板使用整体钢模模板台车，保证砼浇注的稳定和质量。

第一，防水衬砌混凝土施工要求。（1）灌注砼时左、右侧应分层对称平衡施工，每灌一层（约0.8 m～1.0 m），应用振捣器捣固密实。

（2）为了便于拱圈封顶密实，在台车顶部预留5个作业窗口。在每个作业窗口上焊有封顶时压实混凝土的管道。封顶时把作业窗上压实混凝土管口与混凝土输送管连接，用输送泵直接给压把混凝土压入拱圈顶，当输送泵的工作压升到正常工作压2倍甚至更高时，停止加压，并把作业窗口混凝土管封闭。然后再把混凝土输送管接到下一个窗口，直到全部作业窗口都压混凝土完毕。

（3）砼灌注应从新旧混凝土接茬处开始均匀分布灌注，最后在单元体中间位置进行挤压泵送灌注，待混凝土自挡头板挤出浆来时，稳压持续几分钟，看混凝土是否灌满，如稳定压力不能再灌入时，说明拱顶已灌满，若稳定压力仍能灌入，则稳压持续到不能灌入为止，这样可以保证混凝土具有良好的密实性。

第二，施工要点及注意事项。

（1）混凝土拌和时按配合比严格计算。

（2）混凝土衬砌用输送泵作业。因此，粗骨料最大料径宜在25 mm以下，水灰比为0.51，坍落度控制在7 cm～10 cm。

（3）防水混凝土施工，每组尽可能一次灌筑完成。

（4）灌注混凝土的入模自落高度超过1.5 m时应设有串筒将混凝土送入。

（5）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 mm～55mm厚的同配比水泥砂浆。

（6）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，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。

2.止水带施工。本隧道的变形缝设置橡胶止水带，止水带的施工方法如下图3。

止水带施工顺序为：①沿衬砌设计轴线间隔0.5 m在挡头板上钻一φ12钢筋孔。②将加工成型的φ10钢筋卡由模筑混凝土一侧向另一侧穿入，内侧卡紧止水带一半，另一半止水带伸出挡头板。为防止止水带在施工时损坏，将外露部分止水带用防护罩保护好。

3.施工缝止水条施工。（1）纵向、环向施工缝浇筑砼前，将其表面浮浆和杂物清除干净。

（2）设止水条的浅槽应在二衬前在施工缝处预留，槽应平直，槽宽比止水条宽1 mm～2 mm，槽深应为止水条厚度的1/2。

（3）止水条表面应洁净，防止因遇水膨胀后用于施工，使其失去止水作用。

三、结束语

根据施工经验要做好隧道防排水，必须从隧道施工过程的每一道工序做起，超前小导管预注浆、初期支护、防水板铺设、二次防水衬砌、排水设施等每道工序的施工质量都对隧道防排水效果产生很大的影响，施工中的一点疏忽可能造成渗漏水隐患。因此，每道工序的施工质量都要达到设计预期的效果，才能使隧道防排水工程质量有保证。

参考文献

[1]公路隧道施工技术规范.

[2]四川省交通厅国道317（213）线都江堰至汶川公路两阶段施工图设计文件.