韓劍
摘? 要:削壁嶺隧道洞口位于溝谷富水區,土質為高滲透性土,隧道防排水設計是本項目的重點。根據水量核算,按照“以排為主,防排結合”的設計原則,制定了明暗洞防排水措施,取得了良好效果。
關鍵詞:高滲透性土質;隧道防排水
1工程概況
削壁嶺隧道屬于越沙線的一段,位于寧??h一市鎮,隧道長1115m。技術標準為二級公路,設計速度60Km/h??紤]非機動車通行,隧道兩側設置2m寬人非混行道,隧道凈寬12.5m。暗洞段采用初期支護+防水層+二次襯砌的復合式襯砌結構,明洞設計采用60cm厚鋼筋混凝土襯砌。
2地質概況
削壁嶺隧道進洞口段溪溝發育,溪溝寬約3~5m,平時溪溝內流水較小甚至干涸,雨季水量較大,水流湍急,水位猛漲,動態變化大。
進洞口以崩積、坡洪積成因的塊石、滾石、碎石夾黏性土為主,粒徑0.2~3.5m,不同土質差異性大,堆積物較松散,地下水較豐富,土體滲透性大。雨季降水快速滲入地層中,截水溝難以起到作用,水集聚在隧道明洞周邊,增加了隧道滲漏的風險。
按照《公路隧道設計規范》要求,隧道需做到“拱部、邊墻、設備箱洞不滲水,路面無濕漬”。為達到這一要求,隧道需設置完善的防排水措施。
3水量計算
根據《公路排水設計規范》,設計徑流量采用公式Qs=16.67ψqp,tF計算。qp,t為設計重現期和降雨歷時內的平均平均降雨強度(mm/min)。根據計算,設計徑流量為1.8m3/s。
排水結構物泄水能力采用公式Qc=vA(m3/s)進行核算,其中v為平均流速(m/s),計算公式為,其中R為水力半徑,I為水力坡度。根據計算,排水結構物尺寸為兩道寬0.6m,高0.6m排水溝,泄水能力為2.1m3/s。
4明洞防排水措施
一般山嶺隧道明洞兩側設置φ100mm盲管。根據計算結果,盲管排水能力難以滿足要求,且后期運營階段難以檢修,堵塞后明洞側水壓將急劇增加,對隧道結構及邊仰坡安全造成威脅
根據高滲透性土性質,隧道截水溝及防水黏土層難以奏效,需以加強明洞兩側排水能力為重點,整體按照“以排為主,防排結合”的原則進行設計。
1、排水措施
根據計算,隧道明洞兩側設置寬0.6m,高0.6m的排水暗溝,靠近隧道一側采用C20混凝土墻身,靠近邊坡一側采用漿砌片石墻身便于收水,暗溝頂部設置兩層200g/m2土工布,同時設置0.4m厚碎石用于收水,另外將明洞側排水管水一并匯入暗溝中,不再做明洞橫穿管道。
排水暗溝設置在明洞兩側路面以下,明洞兩側采用C20片石混凝土回填,回填頂部坡度設置為10%,在保證隧道明洞兩側結構受力同時,也起到防水作用。
為便于后期明洞側暗溝檢修,在明洞結束位置,即洞門后設置暗溝檢查井,檢查井依靠洞門施做,保證整體結構安全。檢查井設置爬梯,便于后期檢修人員上下,同時頂部設置蓋板。
暗溝在洞門位置設置φ600mm涵管,將水排入路基邊溝,在管溝相接處設置沉沙井。
2、防水措施
明洞防水主要采取以下措施:
(1)明洞外側采用瀝青涂刷后,設置雙層自粘式防水層。
(2)明洞混凝土防水等級提高至P10。
(3)明暗洞相接處采用噴射混凝土噴平后,設置背貼式止水帶,襯砌中部設置中埋式止水帶。
5暗洞防排水措施
為加強暗洞段排水效果,主要采取以下措施:
(1)在洞口100m范圍內增設環向排水管,間距縮小為2m一道,環向排水管采用φ50mm環向透水管,縱向排水管單側采用三根φ100mmHDPE雙壁打孔波紋管。
(2)暗洞混凝土防水等級提高至P10。
(3)暗洞施工縫及變形縫均采用背貼式止水帶+中埋式止水帶相結合的防水措施。
(4)暗洞段增設小導管注漿量,減少水在隧道周邊的聚集。
6結語
1、通過“以排為主,防排結合”的設計原則,采取以上處理措施后,隧道沒有發生滲漏現象。明洞襯砌背后排水通暢,解決了高滲透土質段隧道易滲漏的問題,達到了隧道防排水技術要求。
2、在高滲透性土質段,隧道防排水措施需根據水量計算結果,選擇合適的防排水措施。結合本工程,在明洞兩側設置排水暗溝是不錯的選擇,類似工程可以借鑒。
3、隧道明洞段需加強隧道防水設計,可采用雙層自粘式防水層進行防水,背貼式止水帶+中埋式止水帶也可有效防止滲漏。
參考文獻:
[1] JTG 3370.1-2018公路隧道設計規范[S];
[2] 易定達.隧道洞口明洞段防排水技術的探討[J].山西建筑,2009(4):321.