青藏高原地区高寒、高海拔隧道防排水施工技术

李凌云

摘要：本文以青海省省道312线珍秦至称多公路拉庚拉隧道工程为例，介绍了青藏高原地区高寒隧道防排水施工技术，分别阐述了洞内外防排水、中心深埋水沟、环纵向盲沟等分部工序施工要点，对青藏高原高寒、高海拔地区隧道防排水施工具有借鉴作用。

关键词：青藏高原；高寒；高海拔；隧道；防排水；施工技术

1、工程概况及隧道防排水设计原则

拉庚拉隧道位于青海省称多县境内，隧道长度2735米，设计为单洞两车道隧道，隧道建筑限界净宽10m，净高5.Om，设计纵坡-2.65%。最大埋深454m。

该隧道属高寒、高海拔地区。在设计时，为防止冻胀对隧道结构产生危害，隧道防排水采用“以防、排为主，以截、堵为辅，综合治理”的原则。

该隧道防排水系统由环向、纵向设置透水盲沟、初期支护表面挂设一布一膜+防水板、仰拱底部设置中心深埋水沟、衬砌内侧设置双向侧沟、施工缝、变形缝采用带注浆管止水条、中埋式止水带等防排水措施构成。

2、防排水施工

2.1 洞外防排水措施

拉庚拉隧道进口段围岩极差，为全风化页岩，围岩以粉质粘土为主，土质不均匀，含5%的碎石，易渗水、坍塌。在边仰坡施工前，先完成洞顶截水天沟，防止地表水冲刷边仰坡或渗入构筑物背后产生冻胀，破坏结构。

明洞段衬砌采用外贴防水层防水，洞顶回填并设置粘土隔水层，洞顶刷坡线5m以外设截水沟，以防止雨水对坡面及洞口的危害，并与路基排水系统形成完整有效的排水系统。为避免大量雨水及冰雪融水流入隧道内，在洞外设置横向拦水沟，洞外路基边沟适当加深，以确保水流的畅通。

2.2 中心深埋水沟、检查井、横向排水管施工

基坑开挖：因深埋水沟开挖较深，应根据围岩情况分次开挖到位：同时应注意放坡，施工人员在下方施工时，应清除坡顶边缘的弃碴，起到减压作用，防止深基坑坍塌：在围岩较好的地段，尽可能的缩小开挖槽口的宽度，减少对边墙底脚的扰动，确保拱墙的整体性和稳定性。

施作混凝土垫层：按深埋水沟的标高，沿纵向坡度施作混凝土垫层，混凝土垫层的施作质量，决定了水沟的排水坡度与分节接口的平顺质量。

安设管道：采用砂浆保护层，对管道接头进行包裹密封，确保接头质量，达到封闭效果。

回填3～5mm碎石及片石砼回填：回填前，首先检查深埋水管的渗水孔有无淤泥堵塞、深埋水管与横向排水管连接是否牢固、对位：回填时，应两侧对应分层夯实，如回填不好，易造成仰拱底部出现空洞、不密实，引起仰拱下沉等情况：碎石回填完后采用C15片石砼回填基坑至设计标高。

检查井施工：每250m施作一处检查井，井内的上下爬梯与横纵向排水管的联接质量是检查井施作的重点，为防止冻结，检查井设双层盖板，两层盖板之间填塞保温材料。

施工注意事项：a.要控制好埋设的坡度.b.对每节管联接要衔接好.c.对端头处水管要采用加盖处理，防止杂物进入堵塞；对露出的管头部分注意采用级配碎石保护，尤其是管口，有利于下环衔接：d.中心深埋水沟开挖应较开挖的仰拱距离只长出1节管，有助于及时封闭成环仰拱初支，确保稳定.e.施工过程中应在仰拱前方至少不小于2m处设集水坑，采用水泵抽入最近的集水井中，不允许有积水浸泡，这样既可以增加埋设的水管接头凝固时间，又可防止水带淤泥流入管内，堵塞水管。

2.3 环向、纵向盲沟施工

由于拉庚拉隧道地处三江源头，俗称“水塔”，围岩含水量很大，地下水出露条件不一，受青藏高原高寒地区影响，隧道纵、横向盲管外均缠绕无纺布，以防止水泥或泥土堵塞管道，确保排水畅通，使隧道初支及衬砌内外形成通畅的排水系统，才能有效地防止隧道冻害。

环向盲沟：环向盲沟设置于防水板背后，每4m～10m一道，视具体情况而定，适当加密环向盲管，环向盲沟施工完后，通过三通连接将水引排至纵向排水盲管，再将水排到中心深埋水沟。

纵向盲沟：为确保初期支护剩余渗水的引排，在初支表面施作纵向盲沟，纵向盲管采用qbl60排水管，围岩水经由环向排水管引到纵向排水管再经由横向引水管将水排到中心排水沟。

2.4 无纺布、防水板施工

初支表面处理：首先保证防水板背后初支表面的平顺，并且割去外露的钢筋头、锚杆头等，然后用砂浆抹平，避免刺破防水板。环纵向盲沟设置：挂设无纺布前应先设置好环向透水盲沟和纵向透水盲沟。盲沟接头采用三通联接，且纵向透水盲管要预留向衬砌外引排的PVC管，低洞口处环、纵向均与中心深埋水沟通过横向排水管联接，联接良好后方能挂设土工布。环向无纺布、防水板挂设：环向无纺布挂钉间距，拱部3～4点/m²，边墙2～3点/m²，梅花形布置，挂点要尽量规则，以便于下步防水板挂设。环向防水板要自拱部向边墙顺序，依次与热熔垫圈热合。无纺布、防水板挂设注意事项：其搭接宽度均不得小于10cm。采用调温、调速热楔自动爬行式热合机热熔焊接，焊缝采用双条焊缝，焊好后进行充气试验。防水板在挂设过程中不得有任何刺破，如不小心刺穿防水板时，要采用热风枪补焊，补焊片直径不小于30cm。

2.5 止水带的安设

中埋式止水带：所有中埋止水带必须埋入一半外露一半，环向止水带要圆顺，且必须置于施工混凝土的中部。安设前要做到先计算好止水带的长度或采用直观的缠绕于台车上的方法来计算出长度后再割去多余部分，坚决杜绝止水带不够长、未伸到底脚处，尽量减少止水带接头数量。中埋式止水带埋设方法很多，其中采用钢筋卡具固定效果较好，其安装示意图如图所示。

采用这种方法，解决了衬砌环向中埋式止水带埋设困难的问题，在安设过程中，严禁铁丝穿透止水带，每50cm布设—个卡具为宜。

止水带安设注意事项：接头联接，采用热熔挤压或专用防水胶粘结，确保粘结质量。为更好的固定其位置，确保接头粘结牢固，粘结完成后，再采用三个钢筋卡夹紧，接头搭接长度不小于25cm，衬砌环向止水带避免在拱部及拱腰部位搭接。

3、结语

地下水渗漏是隧道在运营中主要的病害之一，尤其是在青藏高原高寒区，极易发生冻害，因此在施工中应采取防、排、截、堵相结合的原则，严把工序质量关，加强过程控制，避免对隧道以后的运营带来较大安全隐患。

青藏高原高寒地区隧道防排水施工效果，重点体现在防排水系统处理与保温措施的落实程度上，防排水各项措施结合互补，缺一不可，施工过程中应逐项精细施作到位，否则衬砌后出现渗漏，补救困难。

中心深埋水沟由于施工难度大，一般只适用于高寒区隧道，但在地下水丰富的隧道施工中，中心深埋水沟对于降低地下水位，减少衬砌背后水的压力，防止渗漏效果明显。

深埋水沟其技术控制指标非常重要，比如管口的衔接、纵向坡度的平顺、管内定期清淤等。

深埋水沟具有利弊双面性，优点较明显，但也有如易堵管、相邻管口错台较大造成排水截面减小等缺点，施作不好，易对后续工程造成较大影响，对日后运营及维修产生极大困难。