论文/THESIS
隧道仰拱及二衬拱脚渗水的处置技术
宋建强
（甘肃省公路交通建设集团有限公司，甘肃 兰州 730070）
摘要：仰拱及二衬拱脚渗水作为隧道病害之一，严重影响隧道在运营期间的安全及耐久性。本文通过深入分析甘肃敦当高速公路当金山隧道仰拱及二衬拱脚渗水现象产生的原因，针对仰拱已施工段落和未施工段落分别提出综合处置方案。
关键词：特长隧道；仰拱；二衬；渗水处置
甘肃敦煌至当金山口高速公路是国家高速公路（G3011）甘肃柳园至青海格尔木建设项目的重要组成部分，也是连接甘肃和青海两省的重要通道，路线全长196.355km。其中，作为项目控制性工程之一的当金山特长隧道左洞长4441m，右洞长4418m，最大埋深460m。隧址区位于中高山区，属高寒半干旱气候区，季节性温差较大，区域内山势陡峻，分布有4条断层，海拔高度3000m～3540m，属高寒干旱地区石质特长隧道。
向（路线中心处）每隔100m设一处中心水沟检查井，以便定期疏导、检查中心水沟。
环向排水。环向排水管采用Φ100mm软式半圆排水管，沿初期支护表面环向设置，在两侧拱脚采用三通与纵向管连接。
横向排水。隧道均设置内径Φ100HDPE横向排水管，横向排水管不打孔，通过三通连接纵向排水管与中心水沟。
二、渗水病害特征及原因
一、防排水设计方案
（一）防水系统
除仰拱外，初期支护与二次衬砌之间均满铺防水卷材，采用350g/m2无纺布+1.5mm厚EVA防水板，搭接宽度≥10cm。
施工缝、变形缝均在防水层内侧设置带半圆孔的背贴式橡胶止水带，在防水的同时排水，以减小水压，背贴式橡胶止水带在两侧拱脚处与纵向排水盲管连接。
在主洞洞身拱脚两侧二衬混凝土中间设钢边止水带，加强防水。二次衬砌混凝土抗渗等级不低于P8。
（二） 排水系统
纵向排水。隧道两侧拱脚沿纵向设置内径Φ100HDPE双壁波纹管，并在波纹管上半断面打孔。隧道沿纵向在仰拱上方紧贴仰拱处设置中心排水沟，为满足中心水沟防冻保温需求，在隧道进、出口约1000m范围将中心水沟设置在仰拱下方，水沟纵坡与路线同坡。为防止中心水沟堵塞，沿隧道纵
责任编辑/赵晓夏 美术编辑/王德本
图1
2020年3月，在日常质量巡查过程中发现，当金山隧道成洞段仰拱、二衬拱脚部分施工缝处存在混凝土表面潮湿及渗水现象，个别部位伴有白色结晶体。随后，建设单位委托第三方检测机构化验水质及白色结晶体，结果表明硫酸根离子含量达1442mg/L，其次为氯离子，含量为15.95mg/L。
根据渗水部位分析，原因总结为设置在仰拱填充层内的中心水沟局部段落出现堵塞，造成排水不畅，导致堵塞段落形成外水压力。由于纵向排水系统尚未全隧贯通，在堵塞段落局部外水压作用下，沿纵向、横向施工缝防水薄弱处渗
拱脚部位二衬混凝土表面潮湿 图2 仰拱施工缝处渗水
拱以下10cm，中心水沟在仰拱以下时，钻孔深度至中心水沟底面以下20cm。
图3
图3
塑料排水盲管处置方案
塑料排水盲管处置方案
漏。此外，仰拱及填充层属于隐蔽工程，在施工时一般采用简易模板封堵端头，导致端头混凝土密实度和表面平整度较差。在下一模仰拱及填充层施工时，未严格按照规范要求，对混凝土表面进行凿毛处理，导致仰拱整体性较差，致使施工缝成为地下水流通通道。
三、处置方案
（一）未施工段落处置方案
为有效排除仰拱及填充层横向施工缝处产生的渗漏水，沿中心水沟方向每6m在井壁及井底布设TMF10.5×3.5塑料排水盲管一道。在施工下一板仰拱及填充层前，直接采用钢筋或钢钉将TMF10.5×3.5塑料排水盲管（外套透水土工布）固定在已施工完毕的中心水沟井壁上，即可开展下一板混凝土浇筑。
浇筑完成后形成了相应的透水环，可使仰拱返水通过TMF塑料排水盲管后进入中心水沟排出，避免通过施工缝反射到填充层顶面。
（二）已施工段落处置方案
通过专用清理设备彻底疏通中心水沟。清理冲洗渗水部位的淤泥及杂物，确保排水通畅。
开槽处理渗水部位，找到明确的出水点或渗水位置，引流处理已出现渗漏的路段，以便将渗水点的水引排至通畅段中心水沟或检查井排出。
在隧道二衬拱脚和仰拱施工缝渗水位置，开凿深25cm、宽15cm的排水槽，排水槽与中心水沟贯通，在槽底反扣一半的Φ100HDPE塑料排水管，管壁打Φ6mm小圆孔，间距10cm，双排梅花状布置，半圆管用双层无纺布包裹覆盖。
图4 打孔方案
图5
引流方案
在中心水沟纵向方向每5m钻孔一道，孔径5cm，中心水沟在仰拱以上时钻孔深度至仰拱以下10cm，中心水沟在仰拱以下时，钻孔深度至中心水沟底面以下20cm。
在渗水处沿中心水沟纵向仰拱填充顶面凿槽深25cm、宽15cm排水槽，通过钻孔与中心水沟贯通，在槽底反扣一半的Φ100HDPE塑料排水管，管壁打Φ6mm小圆孔，间距10cm，双排梅花状布置，半圆管用双层无纺布包裹覆盖。
在塑料排水管上铺设10cm碎石反滤层（粒径3cm至5cm），再铺设一层防水板隔离碎石反滤层，上方浇筑10cm厚C30混凝土封闭。
四、结语
经过处理后，所有渗水点均未出现二次渗水现象，渗水处置效果较为显著。
通过在仰拱施工缝处布设TMF10.5×3.5塑料排水盲管，有效阻断了因仰拱分段施工而产生的渗水通道，避免仰拱施工缝处产生新的渗水点。
实践表明，该处置方案是可行、有效的，同时，也对高寒干旱地区石质隧道仰拱及二衬拱脚渗水处置提供了新的方法，具有较高的参考价值。
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