公路隧道施工防排水問題探究

王擁軍

（山西交通科學研究院，山西 太原 030006）

1 隧道導排水結構

隧道導排水結構主要包括整體導排水結構與初襯背后的導流結構。

1.1 隧道整體導排水結構

隧道使用過程中產(chǎn)生的污水和隧道圍巖中滲出的地下水是隧道內(nèi)的主要水系。針對這兩種水系，目前各國公路隧道采用的導排水結構大致有兩種。

（1）第一種結構是歐洲及日本等常用的導排水結構，如圖1所示。這種結構具有以下特點：①路面下路基山體滲水直接通過滲水層匯入中央主排水管排出洞外； ②糙道內(nèi)路面污水由路緣側排水溝排出; ③油體內(nèi)滲水通過襯砌后面縱向匯水管匯集，再通過橫向導水管流入路面下中央主排水管排出洞外。

（2）另一種結構是我國常用的導排水結構，如圖2所示。其主要特點是路面污水與圍巖滲出的地下水經(jīng)由路緣排水溝排出。

1.2 初襯背后的導排水結構

一般情況下，在襯砌背后都會出現(xiàn)地下水的集聚。而如何有效及時的排出這些積聚的地下水，防止其對隧道支護的損害，是關乎著隧道壽命的關鍵。針對此處的排水系統(tǒng)，通常在設計中采用設置導流設施，降水導向襯砌后面匯水管處排出的方法。

2 公路隧道主要防排水技術

2.1 復合式襯砌防排水技術

目前我國采用新奧法施工的隧道一般都使用復合式襯砌防排水技術。此種技術主要包括一次支護、兩次模筑混凝，以及加筑其間的防水材料(注漿填塞)。

（1）初期支護通常包括錨桿和噴射混凝土兩部分。鋪設一次支護時，通常采用或刷式或噴涂式或粘貼式的方法鋪設防水材料。其中，刷式防水層是指將新型的防水材料刷在初期支護上，形成隔水層；噴涂防水層，顧名思義指的是將防水材料噴涂在初期支護表面上，使其形成一層保護層，從而達到防水的目的。粘貼防水層將防水材料以粘貼的方式緊密的與支護粘連在一起，來達到防水效果。

（2）在完成二次襯砌后，需要通過注漿的方式，來達到防水的效果。其原理是將漿料注入預留好的注漿孔，從而控制在防水層與二次襯砌之間的注漿量，以達到完全密貼止水的效果。模筑襯砌的質量可靠，一般不僅可以做到有效的防水，還能有效的減少噴射的混凝土與二次襯砌模注的混凝土之間約束應力，從而有效地防止了二次模注混凝土產(chǎn)生的裂縫。但需要指出的是：如若前兩道結構的防水失敗，在二次模注的施工縫和沉降縫處會產(chǎn)生滲漏水現(xiàn)象。因此，如何保證二次襯砌的施工縫和沉降縫處的防水工藝質量在隧道施工中需要特別注意。

2.2 單層式襯砌防排水技術

噴錨襯砌的單層式結構是由北歐許多國家推廣的，噴錨襯砌主要由錨桿、混凝土(HPS)和鋼支架組成。其具有支護強度高、無滲水或極少滲水、一次成型、無施工和沉降縫等優(yōu)點。但考慮到運營要求，此種施工方法需要在其內(nèi)部安裝離壁式的非受力結構，因此目前我國僅在低等級公路隧道中使用單層式結構。

2.3 斷層、破碎帶地層中的防排水技術

針對于通過斷層、破碎帶地層的隧道，需要采取特殊的排水系統(tǒng)。這類地帶常常處于富水地層，經(jīng)常出現(xiàn)暗河或溶洞流水等情況。目前國內(nèi)對這類地段的排水系統(tǒng)主要采用超前或環(huán)向等注漿的方式進行堵水。其中的關鍵在于明確水源位置，超前預測，合理處理好堵與排的關系并選用合適漿料[1]。

3 隧道防排水施工步驟與方法

隧道防排水施工要和新奧法施工的初期支護(噴射混凝土)和二次襯砌(模筑混凝土)結合起來進行，堅持排、防、引為主，截、堵、壓漿為輔，排、防、引、截、堵、壓漿相結合的原則，進行綜合治理，從而徹底消除滲漏水現(xiàn)象，確保路面無積水，隧道無滲漏水現(xiàn)象[2]。

3.1 支護初期防排水施工方法

（1）在明洞開挖之后，首先要對隧道輪廓進行混凝土的初噴，來進行加固。在此過程中，同樣要注重防水排水問題。針對水量的情況，予以具體的防護措施。針對小面積的淋水、滴水地段，一般采取水眼處埋設塑料軟管對其進行引流的方式來排水。而針對水量較大的涌水地段，一般采取堵水和引水雙重措施，即根據(jù)具體的涌水地段首先實施堵水措施，然后在出水點出埋設YAS半圓排水管以將水排出。需要注意的是：無論是引流用的塑料軟管還是涌水段的半圓排水管，都要求緊貼巖壁并且要將鑿槽充分固定并且要連接至下拱腳處。

圖1 國外常用的導排水結構圖

圖2 我國常用的導排水結構圖

（2）在上一步工作后，為了保證防水措施的質量，可繼上述工作完成后進行一次加噴混凝土，來觀察是否有滲水漏水的情況出現(xiàn)。一般情況下，在通過了堵水、埋管、引流和加噴混凝土封閉等一系列措施后，基本上可以達到防水效果，但有時也會出現(xiàn)浸淋水變?yōu)楣闪魉揖植繚B漏水現(xiàn)象，針對這種特殊情況，一般采取在各流水點重鋪設半圓排水管并進行二次混凝土加噴。如圖3。

3.2 二次襯砌工防排水施工方法

（1）隧道在進行二次襯砌混凝土施工前首先要選擇性的進行鋪掛防水層。這主要是因為在經(jīng)過了支護初期的防排水處理后，針對一些特殊情況，部分地段仍然出現(xiàn)漏滲水現(xiàn)象。對這類漏滲水的地方，需要鋪掛防水層，來進行防水。其流程是：首先檢測統(tǒng)計有滲漏水現(xiàn)象的地帶，其次對這些地帶進行特殊處理，最后在各滲漏水地帶外圍鋪設排水板，排水板外圍3到5米處再環(huán)向鋪設一圈以加強排水效果[3]。

（2）防水材料鋪掛順序為：先將土工布、排水板、防水板固定牢固，并使用專用墊片將釘帽和墊片用膠帶封死。然后再安裝埋設排水管（注意：接縫處埋設RT 350止水帶和橫向排水管，將橫向排水管接通到隧道排水溝，另一端置于縱向排水管外側防水層內(nèi)側。SH150縱向排水管埋置在防水層和噴射混凝土之間且用碎石覆蓋。防水層、排水管安裝見圖3，止水帶安裝見圖4[4]。

圖3 半圓排水管與塑料引水管布置圖

圖4 混凝土施工縫止水帶安裝示意圖

3.3 隧道仰拱、墊層和路面施工過程中的防排水施作

在進行隧道仰拱、墊層及路面施工中，常常需要鋪設排水系統(tǒng)，針對不同地段的水量多少采取相應的措施。針對隧道底部較大水量的涌水和泉眼，通常采取在出水口處埋設引流管，將水引流至排水溝的方式。針對路面、仰拱、墊層上的滲漏水，通常采取鋪設10厘米左右的透水層來將水匯集至排水溝內(nèi)排出。

3.4 特殊地帶防排水施作

針對大面積淋水地段，除了采用上述鉆孔引流的方式外，通常還會采取壓漿封閉方法。而針對水量很大的涌水地段和流砂地段，在采用堵水和壓漿措施以外，還要進行截流。在進行二次混凝土襯砌施工時，首先在距離涌水點前后10米處擴挖環(huán)向封閉帶；其次，進行混凝土的一次性注模；最后，當混凝土強度達到要求后，立即在兩封閉帶外側，進行緊貼式的壓漿處理。這里需要注意的是：壓漿孔深度不能小于5米，進行環(huán)向壓漿封閉，從而將水截堵在封閉帶內(nèi)。另外，封閉帶內(nèi)還需鋪設排水管，用以將水排入排水溝排出[5]。

4 結語

在公路隧道的建設中，隧道施工的防排水是一個十分重要的問題。根據(jù)國外隧道的統(tǒng)計報告以及建成隧道的使用情況來看，隧道中的防排水系統(tǒng)是隧道使用壽命長短的關鍵。我們應根據(jù)工程地質、水文地質資料而設計出合理的綜合設計。在施工上必須嚴格按照防排水設計和施工工序進行，解決好隧道的防排水問題，確保隧道施工質量。

[1]李永林，徐寶賢.淺析公路隧道的防水和排水[C].第四屆全國公路隧道學術會議，1996.

[2]陳昌玉.有關高速公路隧道施工技術的研究[J].黑龍江交通科技，2012，(07).

[3]李智廣.淺析影響混凝土耐久性的主要因素及改進措施[J].科技信息，2012，(04).

[4]陳玉成.關于高速公路隧道施工技術的研究[J].城市建設理論研究，2011，(10).

[5]趙存明，盧立波.公路隧道施工安全管理及控制[M].人民交通出版社，2010，(03).