李家石堡隧道隧道排水系统施工工艺操作手册.docx

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李家石堡隧道隧道排水系统施工工艺操作手册

隧道排水系统施工工艺操作手册

中铁二十局集团神府高速公路第9合同段项目经理部

二〇〇九年八月十一日

隧道排水系统施工工艺操作手册

一、李家石堡隧道排水系统简介

该隧道设计为一双向六车道，小净距，大跨度曲线形隧道。

主要分部围岩有新黄土层，强～中分化砂岩、泥质砂岩为主，夹砂质泥岩，泥岩薄层，局部以互层状产出，属软岩～较软岩，岩体较完整～较破碎，岩体节理较发育。

地下水不发育，主要为基岩裂隙水，水量较贫乏，但在高速公路的施工中，对防排水非常重要，要求也相当严格。

隧道防排水设计遵循“防排结合，综合治理”的原则。

采用防、截、堵、排相结合，形成完整的防排水体系，使隧道防水可靠，排水畅通，保证运营期隧道内不渗不漏，基本干燥。

隧道明洞段采用双层土工布夹防水板及粘土隔水层防水，采用碎石盲沟及Φ100mm半边打孔PE管排水；洞内复合式衬砌采用土工布加防水板防水，环向采用Φ100mmΩ排水管（半管安装前应先在岩面打引水孔），墙脚纵向排水管采用Φ100mm半边打孔PE管，横向采用Φ100mmPE波纹管排水。

明洞沉降缝、洞内施工缝处均设20mm（厚）×30mm（宽）橡胶止水条。

隧道洞内全长设中心排水沟，纵向排水沟采用上半断面打孔Φ300mm波纹管（HDPE）。

洞门上方仰坡坡顶以外5～10m外设截水沟，引地表水至路基边沟或洞门外侧自然沟谷，以此形成完善且维修养护的洞内外防排水系统。

具体施工操作见后文。

二、隧道防排水

（一）、隧道明洞防排水

明洞段采用350g/m2土工布（双层布置）+（EVAMPE）防水板,厚1.2mm+50mm厚粘土隔水层，墙脚采用3～5cm碎石反滤层及纵向Φ100半边打孔PE管（内径100mm,外径116mm）排水，横向排水管采用Φ100PE波纹管（内径100mm,外径116mm）排水。

1、施工准备

在明洞衬砌混凝土浇筑的同时，根据实际拱圈面积，提前上报预备防水板、土工布等材料，对于预填粘土隔水层的选材提前准备备料，施工班组在人员和配套设备上提前安排，防水设置要在明洞衬砌混凝土浇筑完成后及时紧跟施作。

2、防水层铺设施工方法及工艺

明洞衬砌混凝土

浇筑完成

准备工作

土工布、防水板质量检查

防水层铺设施工工艺流程见图一。

用射钉枪固定土工布

防水板就位

用手动热焊机将防水板热熔在衬垫上，松紧适度

焊接防水板搭接缝

补强

不合格

结束

铺设第二层土工布

合格

明洞衬砌浇筑混凝土施工完成（抗压强度达到90﹪以后）后，进行防水流程的施工，将事先裁剪加工好的无纺布铺设于待施工部位，并采用塑料衬垫配合水泥钉将无纺布固定牢固，水泥钉长度不得小于50mm。

固定无纺布的钉孔纵向间距为0.8～1.0m，环向间距为边墙处0.8～1.0m，拱部0.5～0.8m，并按梅花形布置,平均拱顶点3～4个/m2,边墙3～4个/m2。

完成无纺布缓冲层的铺设固定工作后，将防水板采用简易台架吊装在待铺设部位，由拱部向两侧采用热焊粘结的办法与塑料衬垫熔焊牢固，防水板在保证具有一定松弛度（鱼鳞状）的同时，要求与岩壁面密贴。

施工中杜绝漏焊或遇到折皱难焊部位不焊等现象，防止焊焦、烧穿防水板或损坏塑料垫圈。

紧接着铺设第二层土工布，两环土工布的搭接应≮150mm，施工中要小心施工，以防破损。

土工布及防水板在边墙墙脚处要留有足够的余料，一般≥60cm，并且将多余部分向外侧卷起，下部放置在预设C15素混凝土基座上。

明洞回填夯实时应小心施工，注意防止防水板和土工布破损，待回填完后，最后设50cm厚粘土隔水层，填筑要人工操作，夯压密实，设置1﹪横向坡度，结合洞门设计施工图最终将地表水引排至洞顶截水沟或洞外侧自然沟谷。

防水层铺设工艺见图二。

图1

图2

两环防水板及墙脚防水板与仰拱预留的防水板用热焊机双焊缝焊接，焊缝宽度不小于2.5cm，搭接宽度不小于10cm。

3、防水层施工技术措施

在防水板焊接施工中应控制焊接温度及爬焊速度，搭接要平顺，固定防水层时，应视混凝土浇筑面的平整度将防水层预留一定的富余量，以防过紧在后来的明洞回填过程中由于铺设过紧迸裂损坏。

为使防水层防水效果良好，最外层土工布的铺设搭接缝应错开防水板层搭接缝≮50cm。

明洞表层粘土隔水层夯实密实度要达到90﹪以上。

（二）、洞内复合式衬砌段防排水

全隧道洞身喷砼与模筑砼之间设PVCⅡ型防水板+无纺布防水层（防水板厚1.2mm,无纺布300g/m2）。

1、施工准备

吊挂防水层台架就位后，用电焊或氧焊将初期支护外露的锚杆头、小导管头等铁件切除，并抹砂浆遮盖，以防刺破防水层。

对喷砼面凹凸不平的部位须用砂浆找平，仰拱预留防水层清洗干净。

2、防水层铺设施工方法及工艺

防水层铺设工艺流程见图一。

施工准备工作完成后，将事先裁剪加工好的无纺布铺设于待施工部位，并采用塑料垫圈配合水泥钉将无纺布固定牢固。

固定无纺布的钉孔纵向间距为0.8～1.0m，环向间距为边墙处0.8～1.0m，拱部0.5～0.8m，并按梅花形布置，平均拱顶点3～4个/m2,边墙3～4个/m2。

完成无纺布缓冲层的铺设固定工作后，将防水板采用简易台架吊装在待铺设部位，由拱部向两侧采用热焊粘结的办法与塑料垫圈焊接牢固，防水板在保证具有一定松弛度（鱼鳞状）的同时，要求与岩壁面密贴。

施工中应注意控制焊接温度，防止烧穿防水板或损坏塑料垫圈。

防水板铺设工艺见图二。

图一防水层铺设工艺流程图

图二防水板铺设工艺图

两环防水板及墙脚防水板与仰拱预留的防水板用热焊机双焊缝焊接，焊缝宽度不小于2.5cm，搭接宽度不小于10cm。

3、防水层施工技术措施

固定防水层时，应视喷锚支护面的平整度将防水层预留一定的富余量，以防过紧而被砼挤破。

为使防水层接头焊接良好，防水层每环铺设长度应比衬砌长度长0.5～1.0m，以利接头焊接施工。

防水层铺设好后，做好防护设施，尽快安排灌注砼。

软岩地段砼衬砌紧跟开挖面时，衬砌端部预留防水层接头须采取防护措施，防止掌子面爆破时，飞石砸破防水层。

钢筋绑扎焊接时，做好防护措施。

此外各种预埋件设置，挡头模板安装，以及泵送砼等工序作业中要防止破坏防水层。

（三）、明洞沉降缝、洞内施工缝防排水

对于明洞沉降缝、施工缝，洞内施工缝的处理，设计中均设20mm（厚）×30mm（宽）橡胶止水条。

1、施工准备

在明洞及洞内二次衬砌混凝土浇筑前，根据隧道衬砌台车预定位置：

台车封头部位（与下一模施工缝）、明洞与暗洞交接处、明洞范围内土石交界面以及洞内围岩变化处均需要设置中埋止水条的部位，在施工前期的实施性计划安排工期中应当提前做好安排，包括材料的计划、安排、可操作性等方面，这一部分由技术主管负责牵头，及时下发实施性技术交底，有必要时报监理查勘。

前期可准备水泥钉，钉子长度不得≮50mm。

2、止水条铺设施工方法及工艺

在隧道上模衬砌浇筑完后，待混凝土凝固后拆封头板施工的同时便可进行橡胶止水条的安装作业。

止水条用水泥钉沿衬砌断面中心位置布设，钉子钉设间距25∽30cm，用射钉枪钉设，钉设后可进行下模砼的浇筑。

止水条施作流程示意图见图3。

见图3

3、止水条铺设施工技术措施

止水条的施工在隧道整体施工过程中，可以说是杜绝围岩裂隙水及地下水渗漏的最后一道屏障，因此在二次衬砌施工中尤为重要，施工中严格按照施工规范及相关要求进行实施性操作。

止水条的预埋设在衬砌的中心位置，包括台车封头部位（与下一模施工缝）、拱墙与矮边墙施工缝、明洞与暗洞交接处、明洞范围内土石交界面以及洞内围岩变化等部位均应设置。

在安装中，水泥钉的钉设一定要到位钉牢，防止在下一次砼浇筑时由于砼的流动性或其他原因脱落，在钉之前要求必须沿已浇筑断面密实紧贴牢固。

不得出现拱起或随意钉设等现象。

（四）、隧道内整体排水系统

在隧道的整体设计中，设置中心排水沟，排水沟采用Φ300mm双壁波纹管（HDPE），每根6m长。

两侧设C25砼排水沟，50cm（宽）×60cm（高），最终与洞外排水暗沟连接排出。

1、施工准备

在进行中心排水管埋设之前可进行材料的订购进场。

仰拱施工中，对预留尺寸和位置的控制，首先及其重要，沿隧道中线预留尺寸为下底宽60cm,上底宽95cm，高70cm的矩形断面沟槽；两侧排水沟在进行隧道仰拱回填及路面工程时严格控制尺寸。

2、施工方法及工艺

仰拱二次填充完成后，首先进行预埋管基座的施工，技术交底要及时下发，基座采用C15混凝土基础，基座设置在接头处，施工完后可进行吊装埋设Φ300mm双壁波纹管（HDPE），相邻两根管的连接采用承插式连接，接头处采用弹性密封胶圈密闭，管体上半面预留Ø20mm泄水孔。

以梅花形布置，纵向间距50cm。

安装好后最后进行3～5cm碎石回填并夯实。

施作流程示意图见图1。

见图2

3、施工技术措施

在进行基座安装时，标高要严控制，按照隧道设计2﹪的坡度进行施作，在密闭环节的施作中现场技术员要严格把关，防止工人在施工中的惰性作为，安装的纵向管整体平直、顺坡，在该段施工完成后每50m要求做试水试验检验，由现场技术主管主抓。

（五）、洞顶上方截水沟

为了将隧道洞口附近，尤其是洞顶附近的地表水快速，及时的排除，保证并防止隧道明洞及洞口地表水的浸害，在洞口上方仰坡坡顶以外5～10m外设截水沟，引地表水至路基边沟或洞门外侧自然沟谷。

截水沟砌厚30cm,沟内高60cm，上口宽120cm,底宽60cm,设计为一矩形断面。

1、施工准备

该地区地处黄土高原，地表基本以黄土层覆盖，而黄土具有湿陷性大，新刷边坡如不及时防护容易坍塌。

因此在明洞及洞口开挖的同时，应及时进行洞顶截水沟的开挖施作。

在开挖施作的同时，可进行片石的选购进场。

2、施工方法及工艺

截水沟的位置根据实际情况可设置在洞口仰坡和地面交接线5m以外的位置，待位置定好后，及时下发技术交底指导书开挖、砌筑，砌筑时严格按照设计交底尺寸施作，沟渠开挖后，基底应夯实整平，在进行砌筑，为了施工方便，施工班组可临时做一副模架，施工时采用四线拉通定位的施工方法，以此保证沟外侧壁的平顺、美观。

片石采用挤浆法进行砌筑，片石应分层砌筑，竖缝应相互错开，不得贯通，砌缝宽度一般不应大于40mm,片石厚度≮15cm，选材石质要坚硬，镶面石要平整。

在该段砌筑基本完后，及时进行勾缝处理，勾缝砂浆要嵌入砌缝内2cm以上，内要填塞密实。

砌筑过程中，按每10m一道设伸缩缝，缝用沥青麻筋填塞。

最后截水沟出水口附近应也用浆砌片石铺砌以防冲刷。

施作流程示意图见图1

3、施工技术措施

在砌筑施工中，严格按照施工技术规范进行，技术员进行直接监督，要求每位砌石工在施作前，由我方技术员出面，施工班班长带头，对每道工序及要求熟悉。

在进行砌石勾缝前要求先润湿，以保证勾缝砂浆填塞牢固。

技术员要及时检查，对不符合要求的要坚决整改。

最后截水沟出水口附近应也用浆砌片石铺砌以防冲刷。

（六）、隧道纵、横、环向排水

全隧整体布设纵、横向排水管，纵向Φ100半边打孔PE管（内径100mm,外径116mm）沿隧道双侧矮边墙内岩壁埋设；横向排水管采用Φ100PE波纹管（内径100mm,外径116mm）的布设根据开挖后设计地下水情况进行，布设间距：

明洞段一般≯10m，暗洞段≯15m；环向排水管用Φ100半圆管，布设于暗洞拱墙部位，主要承担拱墙内承压水及部分围岩裂隙水，直接布设在经喷浆后的岩壁上。

整个这三根排水管最终经三通管汇集到一起，最后流入中心排水管。

1、施工准备

纵向排水管及环向排水管在布设前需准备水泥钉、射钉枪以及铁丝（Ø3mm），Φ110mm三通管等。

2、施工方法及工艺

纵向排水管在施工中全隧埋设，在隧道开挖支护后的仰拱混凝土浇筑前埋设，双侧布置，在施工中直接用射钉枪打钉，铁丝绑扎由于岩壁上，将水管放置于防水板、土工布墙脚预留部分内并形成半裹状。

环向排水半圆管在铺设中为了使半圆管与岩面密贴，围岩开挖后先喷2～5cm厚混凝土，再挂设，挂设采用射钉枪打钉，铁丝绑定牢固，在接下来的喷射混凝土中注意不能直接将环向排水管冲击、损坏或冲掉，喷射要尽可能将水管覆盖，在两侧边墙部位的绑定中要将环向排水管通过三通管接入纵向排水管，每道设计间距为：

1）、Ⅳ级围岩按6m一道，局部水量大时由现场技术员可酌情增加设置；

2）、Ⅴ级围岩按4m一道设计，局部水量大时由现场技术员可酌情增加设置。

见图1

横向排水管在布设中，明洞按横向7﹪坡度布置，暗洞按横向8﹪坡度布置，在仰拱回填施工过程中要严格控制水管坡度，边墙一侧直接接三通管，见图4。

另一侧接入中心排水沟碎石垫层，在混凝土施工过程中预埋Φ110PVC管将水管引入碎石垫层。

见图2

见图3

见图4

3、施工技术措施

纵向排水管在埋设中，埋设坡度与隧道纵坡一致，在钉设过程中要以标高线位为依据埋设，同时管体绑定中要有足够张紧度，杜绝松垮下垂。

环向排水管在涌水、突水段每道2根，必要时采用注浆堵水；当岩面由大面积裂隙渗水，且水量、压力较小时，可结合初期支护采用喷射混凝土堵水，再敷设排水半圆管，喷射混凝土应加大速凝剂用量，进行连续喷射，且在主裂隙处不喷射混凝土，使水流能够集中于主裂隙进入环向排水半圆管；当岩面大面积淋水段，应先用排水半圆管引排水，上覆铁丝网后再喷混凝土。

另外初喷完成后，若还有渗漏水段，可适当加设Φ100半圆管排水。

在C15片石混凝土仰拱回填浇筑中，中心排水沟一侧，可将水管固定于缝头板上，以防止径缩。