高渗透性土质段隧道防排水设计

韩剑

摘  要：削壁岭隧道洞口位于沟谷富水区，土质为高渗透性土，隧道防排水设计是本项目的重点。根据水量核算，按照“以排为主，防排结合”的设计原则，制定了明暗洞防排水措施，取得了良好效果。

关键词：高渗透性土质;隧道防排水

1工程概况

削壁岭隧道属于越沙线的一段，位于宁海县一市镇，隧道長1115m。技术标准为二级公路，设计速度60Km/h。考虑非机动车通行，隧道两侧设置2m宽人非混行道，隧道净宽12.5m。暗洞段采用初期支护+防水层+二次衬砌的复合式衬砌结构，明洞设计采用60cm厚钢筋混凝土衬砌。

2地质概况

削壁岭隧道进洞口段溪沟发育，溪沟宽约3～5m，平时溪沟内流水较小甚至干涸，雨季水量较大，水流湍急，水位猛涨，动态变化大。

进洞口以崩积、坡洪积成因的块石、滚石、碎石夹黏性土为主，粒径0.2～3.5m，不同土质差异性大，堆积物较松散，地下水较丰富，土体渗透性大。雨季降水快速渗入地层中，截水沟难以起到作用，水集聚在隧道明洞周边，增加了隧道渗漏的风险。

按照《公路隧道设计规范》要求，隧道需做到“拱部、边墙、设备箱洞不渗水，路面无湿渍”。为达到这一要求，隧道需设置完善的防排水措施。

3水量计算

根据《公路排水设计规范》，设计径流量采用公式Qs=16.67ψqp，tF计算。qp，t为设计重现期和降雨历时内的平均平均降雨强度（mm/min）。根据计算，设计径流量为1.8m3/s。

排水结构物泄水能力采用公式Qc=vA（m3/s）进行核算，其中v为平均流速（m/s），计算公式为，其中R为水力半径，I为水力坡度。根据计算，排水结构物尺寸为两道宽0.6m，高0.6m排水沟，泄水能力为2.1m3/s。

4明洞防排水措施

一般山岭隧道明洞两侧设置φ100mm盲管。根据计算结果，盲管排水能力难以满足要求，且后期运营阶段难以检修，堵塞后明洞侧水压将急剧增加，对隧道结构及边仰坡安全造成威胁

根据高渗透性土性质，隧道截水沟及防水黏土层难以奏效，需以加强明洞两侧排水能力为重点，整体按照“以排为主，防排结合”的原则进行设计。

1、排水措施

根据计算，隧道明洞两侧设置宽0.6m，高0.6m的排水暗沟，靠近隧道一侧采用C20混凝土墙身，靠近边坡一侧采用浆砌片石墙身便于收水，暗沟顶部设置两层200g/m2土工布，同时设置0.4m厚碎石用于收水，另外将明洞侧排水管水一并汇入暗沟中，不再做明洞横穿管道。

排水暗沟设置在明洞两侧路面以下，明洞两侧采用C20片石混凝土回填，回填顶部坡度设置为10%，在保证隧道明洞两侧结构受力同时，也起到防水作用。

为便于后期明洞侧暗沟检修，在明洞结束位置，即洞门后设置暗沟检查井，检查井依靠洞门施做，保证整体结构安全。检查井设置爬梯，便于后期检修人员上下，同时顶部设置盖板。

暗沟在洞门位置设置φ600mm涵管，将水排入路基边沟，在管沟相接处设置沉沙井。

2、防水措施

明洞防水主要采取以下措施：

（1）明洞外侧采用沥青涂刷后，设置双层自粘式防水层。

（2）明洞混凝土防水等级提高至P10。

（3）明暗洞相接处采用喷射混凝土喷平后，设置背贴式止水带，衬砌中部设置中埋式止水带。

5暗洞防排水措施

为加强暗洞段排水效果，主要采取以下措施：

（1）在洞口100m范围内增设环向排水管，间距缩小为2m一道，环向排水管采用φ50mm环向透水管，纵向排水管单侧采用三根φ100mmHDPE双壁打孔波纹管。

（2）暗洞混凝土防水等级提高至P10。

（3）暗洞施工缝及变形缝均采用背贴式止水带+中埋式止水带相结合的防水措施。

（4）暗洞段增设小导管注浆量，减少水在隧道周边的聚集。

6结语

1、通过“以排为主，防排结合”的设计原则，采取以上处理措施后，隧道没有发生渗漏现象。明洞衬砌背后排水通畅，解决了高渗透土质段隧道易渗漏的问题，达到了隧道防排水技术要求。

2、在高渗透性土质段，隧道防排水措施需根据水量计算结果，选择合适的防排水措施。结合本工程，在明洞两侧设置排水暗沟是不错的选择，类似工程可以借鉴。

3、隧道明洞段需加强隧道防水设计，可采用双层自粘式防水层进行防水，背贴式止水带+中埋式止水带也可有效防止渗漏。

参考文献：

[1] JTG 3370.1-2018公路隧道设计规范[S];

[2] 易定达.隧道洞口明洞段防排水技术的探讨[J].山西建筑，2009（4）：321.