高寒地区隧道防排水施工技术要点

王兴鸿

（中铁十一局集团第二工程有限公司，湖北 十堰442000）

1 引言

隧道所处环境复杂，地下渗水极容易对隧道整体质量造成影响，加之高寒地区地质环境较为特殊，更容易出现冻害现象。基于此，实际施工中需采取多种手段相综合的方式，提升防、排、堵等技术的应用效果，做好原材料控制工作，给隧道的正常使用提供保障。

2 工程概况

红旗隧道建设于鸡西市滴道区安平村，总长度4 318m，隧址地质状况欠佳，围岩稳定性不足，含大量云母片岩。根据气象资料得知，项目所在区域冬季尤为严寒，平均气温-20℃，极端情况下达到-35℃，存在明显的地面冻结现象，深度约2～3m不等。勘察结果显示，隧道埋深较浅，施工区域地下水发育，伴随明显的冻胀现象。隧道里程DK164+177～DK168+495，地质环境复杂，最大埋深约144.83m，根据工期要求，于冬季展开施工作业。

3 隧道防排水设计原则

隧道所在区域为典型的高寒地区，且为浅埋隧道。考虑到冻胀现象的不良影响，从隧道实际情况出发，采取环向埋深透水盲沟、深埋水沟、沉降缝等多种手段相结合的方式。高寒地区的地质环境较为特殊，针对隧道内排水系统的设计工作，需充分考虑到埋深与保温措施，并对比高、低洞口在冬季严寒环境下各自表现出的排水状况【1】。

4 防排水施工

4.1 洞外防排水措施

隧道洞口处围岩稳定性不足，该处以全风化云母片岩居多，极容易引发渗水、坍塌现象。关于边仰坡施工作业，首先要注重截水天沟与路堑顶边沟连接区域的处理，使其有效顺接，以免地表水受到冲刷影响，确保构筑物的稳定性，不出现冻胀现象。洞内中心深埋水沟所处位置为轨面下方3.5m 处，为提升洞内外排水效率，针对洞外路基过渡段采取优化措施，于该处施作深埋排水沟，以10m 为间隔相继设置检查井。隧道内的积水通过深埋排水沟及时排出，将其汇聚至背风低洼处。

4.2 中心深埋水沟、检查井、横向深埋排水管施工

4.2.1 基坑开挖

考虑到埋深水沟开挖深度大的基本特点，以围岩情况为准，为之展开分次开挖作业；合理放坡，及时处理弃碴，发挥出减压的效果，以免深基坑出现坍塌现象；针对围岩状况较好的地段，要求该处的挖槽口宽度适当缩小，最大限度上缓解边墙底脚受扰现象，使得拱墙具有足够的稳定性。

根据深埋水沟的标高情况，顺着纵向坡度有效完成垫层施工作业，全面确保混凝土垫层施工质量，此项工作将直接对水沟坡度带来影响。

4.2.3 安设管道

设置砂浆保护层，针对管道接头采取严密的包裹措施，提升该处的封闭性。

4.2.4 回填级配碎石

做好准备工作，全面检查深埋水管，不可出现渗水孔堵塞现象，确保深埋水管与横向排水管处于稳定连接状态；实际回填作业时，采取两侧同步夯实的方式，若回填效果欠佳，极容易对仰拱完整性造成影响，使其底部出现空洞现象，或是仰拱下沉。

4.2.5 检查井施工

所设置的检查井间距保持为30m，各排水管的连接状况需足够良好，仰拱填充顶面中心处施作排水沟（此部分坡度为2%）。

4.3 环向深埋盲沟、纵向保温盲沟施工

4.3.1 环向深埋盲沟

于初期支护背后区域展开施工作业，各道间距控制在8～12m。为全面避免冻胀现象，采取深埋处理方式，针对Ⅴ级围岩地质的特殊性，利用风镐人工开挖，若为Ⅲ级、Ⅳ级围岩，则该处较为可行的是爆破技术。环向盲沟施作时，要求开槽宽度均为1.5m，根据实际情况调整深度，具体为1.5～2.0m。若施工现场的地质环境较差，开槽作业时需针对两侧采取防护措施，如格栅喷锚加固等【2】。开槽底部施作环向盲沟，满足平顺、通畅的基本要求，于外部增设沥青木板箱型结构（采取洞外分段预制的方式，并转移至洞内安装，施工中使用到轻质混凝土，使用到挂板法）。结束环向盲沟施工后，将其与中心深埋水沟有效连接。

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4.3.2 纵向保温盲沟

若初期支护出现渗水现象，需将其及时引排，因此在初支表面设置纵向盲沟，铺设保温板（实际施工中需控制板标高），以盲管高度为准，合理设置中间突起部分，使其有效盖住纵向透水盲管，并与中心深埋水沟有效连接。

4.4 无纺布、防水板施工

该环节施工具体内容有：

1）初支表面处理：要求防水板背后初支具有良好的平顺性，将多余的钢筋头去除，否则会出现防水板被刺破的现象。

2）施作环向埋深透水盲沟以及纵向保温透水盲沟，要求各个接头部分的处理都采取三通连接的方式，较特殊的是纵向透水盲管，该处需要设置PVC 管（具体位置应在高洞口处），以实现向衬砌的引排。关于低洞口处，该区域的环纵向盲沟都要与排水管有效连接，无误后挂土工布，具体情况如图1所示。

图1 土工布铺设示意图

3）根据项目所在地的自然环境，防水板下端应当有效地置于衬砌纵向施工缝中，换言之，需深入至仰拱内。有必要做好仰拱施工前的准备工作，即横向挂设防水板，通过挂钉提升其稳定性。为避免防水板移动现象，需在横向防水板高度下方30cm 处依次设置橡胶热熔垫圈（彼此间距均设置为1.0m）。控制好防水板挂设高度，外露部分为1.7m。需注意的是，防水板边缘处不可采取钢钉固定措施，调节好防水板挂设顶端高度，其应当与坡度保持一致，主要目的在于实现与环向拱墙衬砌防水板的有效连接，为焊接施工质量提供保障【3】。

4）环向无纺布需要利用挂钉提升其稳定性，不同区域设置间距有所不同，拱部50～80cm，边墙80～100cm，均采取的是梅花形布置方式。做好对各个挂点的测量工作，以便给防水板挂设提供指导，此部分遵循由拱部逐步向边墙施工的工艺顺序。

5）施工所用防水板主要有环向与纵向2 种，二者产生的搭接宽度至少都要达到15cm。施工现场适配热楔自动爬行式热合机，其具备灵活调温、调速的特点，可达到热熔焊接的效果，此处使用的是双条焊缝，结束焊接后对其展开充气试验。关于防水板的挂设作业，需控制好松弛度，以10∶1 为宜，且整个施工过程中都不可出现防水板破损现象，否则需要及时利用热风枪补焊，要求所用的补焊片直径至少达到30cm。

4.5 止水带的安设

4.5.1 中埋式止水带

遵循埋入与外露各1/2 的原则，纵向止水带应具有平直性，所设置的环向止水带需足够圆顺，合理的位置为混凝土中部。经计算后求得止水带的合适长度，以便给中埋式止水带安设作业提供指导；多出的止水带需割除，不可出现止水带长度不足的情况，且止水带接头数量要得到有效控制。现阶段，中埋式止水带埋设作业中可行的方法较多，其中以钢筋卡具固定最为可行，其具有优良应用效果，可提升埋设稳定性。关于具体安装示意图如图2 所示。

图2 钢筋卡具安装止水带示意图

基于此方法，可为衬砌环向与仰拱纵向埋设作业创造良好条件，安设时做好保护工作，不可出现铁丝穿透止水带的情况，且卡具设置间距均为50cm。

4.5.2 背贴式止水带

此环节安设作业易出现在防水板贴合不紧密的情况，或是单边翘起、未深入仰拱等。对此，需要调节好背贴式止水带长度。需注意，设置背贴式止水带时，需提升其与防水板的连接紧密性，较为可行的是胶粘或热熔的方式。为全面确保密贴效果，需要准确测量衬砌端头的实际位置，经补喷后提升整体平整性，随后再挂防水板，以便给背贴式止水带安装提供优良的施工条件。堵头板安装作业时，必须卡紧中间位置，否则受混凝土浇筑作业的影响，将出现横洞移动现象。

5 结语

本文以高寒地区隧道工程为背景，提出与工程相适应的防排水施工技术，实现对地表水与地下水的有效处理，创建的防排水系统兼顾洞内、外双重需求，即便在高寒环境下也可确保隧道结构的稳定性，使得各类机械设备稳定运行，创造安全的行车环境。