排水式快速安装止水槽在隧道防排水中的应用

徐 亮，李 欣

1.中交第三航务工程局有限公司南京分公司，江苏 南京 210009

2.中交二公局第二工程有限公司，陕西 西安 710075

渗漏水是隧道最常见的病害，威胁隧道的安全运营，增加隧道的维护费用，影响隧道的整体形象。隧道的渗漏水主要发生在衬砌段间的施工缝（包括变形缝）上。目前，国内用于二衬施工缝、伸缩缝的防排水普遍采用传统中埋式止水带，有钢板腻子止水带、一字形橡胶止水带+背贴式止水带等。

止水带虽能够很好地将裂隙水止于二衬混凝土后，但仍存在以下不足：（1）对漏水只堵不排，止水压力大，止水困难。（2）造型不佳，安装不便。目前通常采用简易铺挂台架和小型机具手工作业，机械化程度低，防排水设施的施工质量直接与施工人员的素质相关，同时质量检验大多靠充气检验和肉眼观察的方式进行，检验的可靠性低。（3）二衬混凝土浇筑过程中，安装好的止水带易受外力影响发生变形、错位等问题。（4）端头二衬止水带裸露在外，掌子面爆破过程中飞石、突发气浪会不同程度地破坏止水带。

因此，技术上的缺陷会造成各种施工困难，使看似完善的设计思想无法得到真正落实。排水式快速安装止水槽的出现则弥补了止水带的不足，优化了施工工艺，更方便了现场的施工。相较于老式止水带，排水式快速安装止水槽更符合施工现场的技术需求，具有安装方便、堵排结合、集中引流、排水缓压等特点，能更进一步提高隧道排水能力。

1 工程概况

云南省华坪至丽江高速公路石格拉2#隧道为一座分岔隧道（Ⅱ型连拱隧道-小净距隧道），左线隧道长4832m，右线隧道长4890m。隧址区地下水类型为第四系松散层孔隙水及基岩裂隙水，分别赋存于坡残积层、基岩岩层中，水位埋深随季节变化，水量受基岩裂隙发育程度影响，局部可能富集。地下水以大气降水补给为主，以蒸发、侧向径流为主要排泄方式。

隧道围岩以中风化玄武岩为主，节理裂隙较发育，岩体较破碎，多呈碎石状碎裂结构或块状镶嵌结构。岩土体富水性较弱，开挖时可能存在淋雨状或涌流状出水、渗水等现象，雨季流量可能有所增大。

2 排水式快速安装止水槽概述

云南省华坪至丽江高速公路石格拉2#隧道采用排水式快速安装止水槽，排水式快速安装止水槽（又称H形止水槽）是一种具有新型结构的隧道施工缝用止水材料，可以将流至施工缝迎水面的地下水先排后堵，减小或者基本消除止水槽迎水面的水压，使止水槽在低压或无压的状态下止水。

排水式快速安装止水槽材料具有良好的弹性、耐磨性、耐老化性和抗撕裂性能，适应变形能力强，防水性能好。该止水槽材质为橡胶，利用橡胶的高弹性，在各种荷载下产生弹性变形，从而能坚固密封，有效地防止建筑构造漏水、渗水并起到减震缓冲的作用。

止水槽由H形框架、位于左右两侧的止水翼（其上有若干止水棱）以及顶部的止浆滤水条构成。H形的上凹口与顶部的止浆滤水条形成排水通道，H形的下凹口供端头模板插入，使止水槽准确就位。止水棱的作用是增加止水带两侧的抗渗阻力，同时增加止水翼的抗拔力，以免施工时止水槽意外脱落。排水通道和纵向排水管连接，即将波纹管的一端插入止水槽的排水通道，另一端穿过防水层插入纵向排水管，接缝处可填充密封胶。止浆滤水条在衬砌混凝土浇筑时阻止水泥浆进入排水通道，而在隧道服务期间，衬砌壁后的渗水经过滤水条的过滤可通过排水通道下排。排水式快速安装止水槽横断面结构如图1所示。

图1 排水式快速安装止水槽横断面结构图

排水式快速安装止水槽的合理造型使其安装使用十分方便，安装时只需用衬砌混凝土台车的端头模板插入H形的下凹槽并直接顶压即可，安装方便，可以提高施工质量，从而完全实现设计思想。排水式快速安装止水槽的性能指标如表1所示。

表1 排水式快速安装止水槽的性能指标

3 施工工艺

（1）将止水槽长翼一侧朝向衬砌段的先浇侧。为了使止水槽结构科学合理，排水式快速安装止水槽的两侧不对称，安装时需注意其方向性。在止水槽长翼与短翼两侧50mm处可取消纵向钢筋，以免影响止水槽的安装效果。妥善连接排水通道和纵向排水管，将一段波纹管的一端插入止水槽的排水通道，另一端穿过防水层置于纵向排水管之上，接缝处可填充密封胶，整条止水槽的下端都如此处理。排水式快速安装止水槽的安装如图 2 所示。

图2 排水式快速安装止水槽安装示意图

（2）按“米”字形沿隧道环向临时固定止水槽，即在几何特征位置插入端头模板。止水槽都是定长生产，而隧道的外轮廓则不尽相同，通过先临时固定止水槽，可以调整止水槽沿四周的松紧程度，再利用橡胶材料的弹性，便能使止水槽适应隧道轮廓的种种变化。

（3）连接排水通道和纵向排水管。止水槽的长度留有余量，在止水槽的实际用长确定后，截除止水槽下端的多余部分，然后将一段φ20mm的排水管的一端插入止水带下端的排水通道，引入侧水沟，埋设时保证预埋引水管的排水坡度。整条止水槽的两下端都如此处理。

（4）自下而上逐块插入端头模板并可靠固定，止水槽安装即完成。

（5）衬砌浇筑。衬砌混凝土浇筑时，应注意止水槽止水翼两侧的振捣。橡胶材料能够恢复自身原有形状，即使浇筑或振捣初期使止水翼产生些许移位变形，止水翼也会很快复位。

4 经济效益

为了从根本上减少因隧道渗水造成的病害，项目部对施工现场进行了多方面的数据采集调研，并广泛听取专家、一线工人的意见。经分析对比，决定将该隧道二衬环向施工缝原设计钢板腻子止水带替换为排水式快速安装止水槽。使用排水式快速安装止水槽具有良好的经济效益，具体如下。

（1）材料成本。以隧道中每12m设置一环二衬施工缝计算，该隧道共有施工缝82道；以每道施工缝使用止水带或排水式快速安装止水槽30m计算，共需止水带或排水式快速安装止水槽2460m。传统止水带是100元/m，排水式快速安装止水槽是200元/m，因而使用排水式快速安装止水槽会增加造价246000元。

（2）安装成本。每一环二衬施工缝，若使用传统止水带，需4个工人5h完成安装，全隧道施工共需1640h；若使用排水式快速安装止水槽，需2个工人2h完成安装，全隧道施工共需328h。故使用排水式快速安装止水槽可节约1312h，以每人每日工作8h支付200元计，使用排水式快速安装止水槽共节约造价32800元。

（3）养护成本。排水式快速安装止水槽能有效解决隧道施工缝渗水漏水等严重问题，有效预防病害，节约养护费用约200000元/年。

综上，使用排水式快速安装止水槽，虽然在材料成本上的投入较高，但能显著降低安装成本和养护成本。以10年为周期计算，使用排水式快速安装止水槽可节省费用约180万元。

5 结束语

文章介绍了云南省华坪至丽江高速公路石格拉2#隧道采用排水式快速安装止水槽的性能指标和施工工艺，并通过其在隧道防排水中的应用实例进行了效益分析，对类似工程有一定的参考意义。