公路隧道工程施工中的防排水原因與防治措施分析

晁曉輝

摘 要：本文主要結(jié)合巴基斯坦KKH項目堰塞湖改線段G3標隧道防排水施工經(jīng)驗，從公路隧道防排水設(shè)施的設(shè)置原則、隧道防水原因分析、采取防治措施等方面進行簡要的闡述。

關(guān)鍵詞：公路隧道；施工；防水設(shè)施

1巴基斯坦KKH項目G3標隧道項目概況

巴基斯坦喀喇昆侖公路堰塞湖改線項目是原喀喇昆侖公路改擴建項目（簡稱KKH項目）的衍生項目，是中巴兩國陸路通道的咽喉部位，KKH項目G3標包括4#、5#隧道，4#隧道起止樁號為：K659+545-K662+225（其中長鏈：56.769米），洞長2736.769米；5#隧道起止樁號為：K662+765-K663+175，洞長洞長410米，兩條隧道合計長度3146.769米。

主要技術(shù)指標：公路等級：三級；設(shè)計行車速度：40km/h；隧道凈寬：9米；隧道內(nèi)輪廓凈高：7.075m；隧道建筑限界高度：5.2m。

項目所在區(qū)域山勢陡峻，侵蝕切割強烈，4#、5#隧道巖性為強風化片麻巖，主要分布于隧道洞口，隧道洞身段為中風化片麻巖，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖質(zhì)較硬，地址構(gòu)造相對穩(wěn)定；地下水主要為孔隙水和基巖裂隙水。

2隧道防排水設(shè)施的設(shè)置原則

2.1設(shè)置原則

隧道防排水施工，是隧道施工過程中質(zhì)量管控的重點，也是隧道運營期極易出現(xiàn)的質(zhì)量通病。隧道防排水質(zhì)量控制和隧道圍巖等級、地址構(gòu)造、裂隙發(fā)育、地下水分布、排水設(shè)施、材料選擇、季節(jié)變化、過程質(zhì)量管控等密切相關(guān)。因隧道施工中，經(jīng)常遇到隧道圍巖等級、地址構(gòu)造、裂隙水等實際因素和設(shè)計不符的情況，我們應(yīng)因地制宜，及時調(diào)整防排水設(shè)計方案，合理設(shè)置隧道防排水設(shè)施，從設(shè)計源頭解決隧道中防排水問題。設(shè)計應(yīng)遵循防、排、堵、截相結(jié)合的設(shè)計原則，以防為主、綜合治理，保證隧道防排水施工達到設(shè)計要求。

2.2具體設(shè)置內(nèi)容

①洞外排水：根據(jù)實際地形條件，在洞口外邊仰坡大于5米位置設(shè)置洞頂截水溝，將邊、仰坡位置的水引流出洞口位置；不具備設(shè)置截水溝條件的，明洞回填后，設(shè)置排水溝引流出隧道區(qū)域外排走。

②明洞排水：明洞拱圈施工完成后，鋪設(shè)防水土工布，再設(shè)置黏土隔水層防水，明洞端墻或擋墻部位設(shè)置縱向排水管與橫向排水管連接，將洞頂部位滲水引入隧道內(nèi)邊溝排走。

③暗洞排水：隧道暗洞復合式襯砌結(jié)構(gòu)一般設(shè)計為土工布加防水板防水，每道施工縫位置設(shè)一道橡膠止水帶防水。環(huán)向排水管采用Φ100半圓管，按照設(shè)計間距布置，環(huán)向排水管與隧道兩側(cè)的縱向Φ100PE排水管相通，最后通過橫向Φ100 mm半邊打孔PE管將縱向排水管與中心排水溝相連，由中心排水溝集中引水至隧道洞外，洞外排水埋設(shè)中心排水管，如果冬季氣候寒冷，還應(yīng)覆蓋保溫材料，防止冬季結(jié)冰。洞內(nèi)縱向管每50米設(shè)置一道縱向管檢查井，中心排水溝每200米設(shè)置一道中心溝檢查井，隧道運營后路面沖洗水，通過路面邊溝引出洞外。

隧道防排水工程主要以以上三種方式組成完善的排水系統(tǒng)。

3公路隧道防水施工現(xiàn)狀

在隧道防水施工當中，我們需要綜合考慮到各種因素，合理的選擇施工卷材、工藝等，然后合理的應(yīng)用防水設(shè)施，建立防水施工體系，完善施工管理制度等方面。根據(jù)我們隧道防水項目的實際效果而言，有很多項目是沒有達到預期目標的，致使隧道防水效果較差，降低了隧道建成后的安全性與穩(wěn)定性，甚至會對人們的出行安全帶來威脅，因此目前我們急需要提升隧道防水施工的整體水平。

4隧道防水施工原因分析

4.1隧道拱頂裂縫，扯斷止水帶漏水

當前很多施工單位都采用較為傳統(tǒng)的先拱后墻整體襯砌的形式來進行防水作業(yè)，然而在具體作業(yè)當中，由于較快的開挖上導坑，同時上下導坑有著較大的距離，若是封閉不及時，將會容易出現(xiàn)端部下沉的現(xiàn)象。在開挖導坑過程中，將加大端部的下沉，從而使得拱頂裂縫的出現(xiàn)，扯斷止水帶，最終導致漏水的情況出現(xiàn)。

4.2橡膠止水帶環(huán)形施工縫處的滲水

隧道拱圈之間一般每隔10米設(shè)置一道環(huán)形施工縫，施工位置用橡膠止水帶止水，在下一道拱圈襯砌混凝土施工時，若是沒有鑿毛上一個拱圈襯砌混凝土表面，導致不能牢固的粘結(jié)新舊混凝土，將會導致止水帶變形的情況出現(xiàn)，其防水作用也將會大幅降低?；炷猎谔钊R口凝固時，有著十分大的收縮，若是沒有密實的粘結(jié)混凝土與止水帶，則會產(chǎn)生裂縫從而出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

4.3縱向盲溝管堵塞漏水

最后若是沒有包裹好襯砌混凝土外縱向盲溝管，堵塞問題出現(xiàn)的幾率極大，減緩水流匯集的速度。同時在設(shè)置排水導管的坡度時沒有把握好，將會無法排出地下水，造成漏水問題的出現(xiàn)。

4.4中心排水溝堵塞

隧道中心排水管施工中，縱坡控制不嚴格，或是縱坡坡度太小，在隧道裂隙水匯集到中心排水溝后，如果存在硅酸鹽成分的礦物質(zhì)，長時間后，容易在縱坡較緩位置堵塞中心排水溝，造成路面結(jié)構(gòu)層浸水破壞。

4.5裂隙水隨著季節(jié)規(guī)律性變化

隧洞施工中，我們經(jīng)常遇到在冬季隧道裂隙水流量小，或者沒有裂隙水出現(xiàn)，在夏季隨著溫度升高，隧道洞頂融雪導致水量增大，夏季構(gòu)造裂隙水涌水量增加，導致隧道完工后，出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。

5主要采取以下幾種防治措施

5.1對隧道涌水量進行科學的測量

公路隧道的施工質(zhì)量會受到涌水量多少的影響，因此在施工之前就需要對隧道涌水量進行科學的預測，從而制定合理的措施進行防水，避免過多的積水帶來水害問題。

5.2設(shè)計合理防排水方案

①在設(shè)計防水施工方案前，根據(jù)碎隧道涌水量的科學預測，施工現(xiàn)場的氣候條件、技術(shù)應(yīng)用等方面綜合考慮各種影響因素，對施工方案進行合理的設(shè)計。

②根據(jù)防水工程的具體要求，選擇合理的防水材料，同時需要根據(jù)要求檢測防水材料的性能，堅決抵制不合格的防水材料應(yīng)用到施工當中。

③隧道開挖過程中，根據(jù)裂隙水變化，必要時調(diào)整中心排水管縱坡，加密中心排水溝檢查井，增加環(huán)向排水溝，鋪設(shè)雙層土工布等措施，保證隧道防排水設(shè)計方案合理。

5.3襯砌混凝土自防水施工質(zhì)量控制

隧道二次襯砌混凝土澆筑過程中，襯砌臺車中振動器系統(tǒng)要布置合理，確?；炷琳駬v到位，混凝土密實，不產(chǎn)生裂縫，為避免普通混凝土澆筑后產(chǎn)生的收縮開裂，一般在混凝土配合比中加入防裂型FS防水劑，可以起到較好的防滲效果。

5.4安裝縱、環(huán)向排水管

在安裝以及鋪設(shè)系統(tǒng)排水盲管時，主要通過以下方式進行：首先，安裝縱向PE盲管，將盲管用卡子固定在設(shè)計位置；其次，安裝環(huán)向盲管，在噴射混凝土表面做好安裝位置的標記，固定環(huán)向排水管。安裝過程中，根據(jù)隧道滲漏水的具體狀況，盡量在出水點以及凹處通過，適當調(diào)整、或加密環(huán)向排水管布置。鉆孔朝著水源方位，然后單排盲管插入，合理的封堵四周，保證排水盲管能夠把地下水引出。

5.5鋪設(shè)防水板

①隧道防水板的施工，是隧道防水處理的重要部位，一般防水板材選擇ECB防水板、EVA防水板、PVC防水板等材料。防水板材的抗拉強度、抗?jié)B透性、耐酸堿性、斷裂延伸率等技術(shù)指標必須滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

②鋪設(shè)流程：鋪設(shè)準備→防水板鋪設(shè)→防水板固定→防水板焊接→質(zhì)量檢查→移工作平臺→下一循環(huán)

③防水板鋪設(shè)一般在二次襯砌10～20m前位置施工，采用自動爬行熱焊機進行熱熔焊接，接縫為雙焊縫，焊接溫度應(yīng)控制在200～270℃之間，并保持適當?shù)臏囟燃纯刂圃?.1～0.15m/min范圍內(nèi)；細部處理或局部修補采用手持焊槍。單條焊縫的有效焊接寬度一般大于10mm，焊接要求嚴密，不得出現(xiàn)焊焦焊穿。

④防水板的搭接縫焊接質(zhì)量一般采用充氣法檢測，或采用比較簡單的方法是在焊縫上涂肥皂水，有氣泡的地方不合格，需要重新補焊，直到不漏氣為止，經(jīng)檢測合格后，方可進入下道工序施工。防水板表面應(yīng)平順，無明顯褶皺、無氣泡、無破損，當隧道斷面輪廓凸凹不平時，要預留足夠的松散系數(shù)，并增加懸掛點，保證防水板面與混凝土表面緊密相貼。

5.6止水帶及止水條施工

①止水帶施工工藝流程：安裝檔頭模板及鋼筋卡扣→固定止水帶→澆筑混凝土→拆擋頭模板→下一個循環(huán)。

②施工控制要點：一般施工縫、變形縫采用中埋式橡膠止水帶，止水帶安裝定位后，模筑襯砌混凝土澆筑過程中，止水帶附近振搗一定要密實，且不得碰撞止水帶，防止止水帶偏位。

5.7中心排水溝的施工

中心排水溝一般在隧道開挖過程中，仰拱施工前進行埋設(shè)施工，在隧道施工為順坡施工時，應(yīng)設(shè)置排水溝，防止隧道水漫流；反坡施工時，配置排水機械，設(shè)置機械排水管路。中心排水溝施工中，盡量避免隧道洞內(nèi)裂隙水直接排進中心排水溝，并且要中心排水管端部設(shè)置鐵篦子，防止泥渣進入，堵塞中心排水管。

中心排水管縱坡一定巖嚴格控制，埋設(shè)要規(guī)范，管節(jié)之間要確保閉水，不漏水，且預制中心排水管質(zhì)量要合格，避免在出渣過程中重型機械壓壞管節(jié)。如果裂隙水流量較大，可增設(shè)中心排水管檢查井，防止后期疏通。同時，根據(jù)施工中裂隙水的實際情況，如果涌水量較大，要變更中心排水管管徑，加密中心排水管檢查井的設(shè)置數(shù)量，防止后期疏通困難。

5.8隧道運營期滲漏水的處理方法

隧道在施工完成后，經(jīng)常出現(xiàn)局部滲漏水現(xiàn)象，一般在采取交通管制的情況下，對滲漏部位進行處理。通常采用以下方法：

化學注漿法：適用于伸縮縫、變形縫等局部位置處的滲漏，注漿材料一般選擇環(huán)氧樹脂等材料；面層法：適用于隧道洞內(nèi)大面積滲水，一般采用自粘膠膜防水卷材處理；特殊引導法：對于局部漏水嚴重部位，采用局部刻槽后，預埋環(huán)向排水管，將裂隙水引導至中心排水溝，最后封堵刻槽位置。

6 結(jié)語

為保證隧道防排水施工質(zhì)量滿足設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求，避免在運營過程中出現(xiàn)滲、漏水等質(zhì)量問題，影響隧道安全運行，因此，我們要對隧道防排水原因進行科學分析；因地制宜的選擇合理的技術(shù)方案，采取科學的防治措施，提升隧道防排水施工的質(zhì)量，為公路隧道工程的質(zhì)量提供保障。

參考文獻

[1]顧光富.公路隧道防水排水[J].水科學與工程技術(shù)，2015（06）：28-30.

[2]雷鳴，萬芳芳.探究防水技術(shù)在公路隧道工程施工中的應(yīng)用[J].華東公路，2016（03）：41-42.

[3]李藏哲，張國珍.公路隧道防水技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展[J].中國建筑防水，2015（12）：21-25.

[4]趙金祥.公路隧道防水及排水工程研究[J].中國外資，2011（04）：192-193.

[5]楊會雷.試分析公路隧道防水的施工技術(shù)[J].四川水泥，2017（01）：32.