高速公路涵洞防水施工

摘要：公路隧道防排水技術(shù)是隧道設(shè)計、施工的關(guān)鍵，是隧道正常使用和運營當(dāng)中的重要環(huán)節(jié)。尤其在高寒地區(qū)，防排水顯得特別重要，這直接關(guān)系到隧道襯砌結(jié)構(gòu)的可靠性、耐久性及其通行能力。本文結(jié)合隧道防排水實踐，結(jié)合防排水設(shè)計新思想、新材料、新工藝以及國內(nèi)隧道的建成實踐，在總結(jié)隧道防排水成功和失敗經(jīng)驗教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，對隧道防排水技術(shù)、防排水系統(tǒng)等有關(guān)問題進行了研究。

關(guān)鍵詞：公路隧道;防水排水技術(shù);研究

1公路隧道出水、涌水概述

隧道出水類型與地層巖性、構(gòu)造具有直接關(guān)系，隧道涌水與地貌、溝谷分布密切相關(guān)。其具體關(guān)系如表1、表2.

表1""隧道出水類型與地層巖性、構(gòu)造

2公路隧道防水排水新技術(shù)

根據(jù)隧道出水、涌水與地形地貌關(guān)系，按照“NATM’’原理設(shè)計和施工的隧道，設(shè)在初期支護和二次襯砌之間的寬幅高分子防水板通過實現(xiàn)“無釘鋪掛”工藝，板與板之間采用雙焊縫熱熔粘結(jié)技術(shù)，暗埋在初期支護噴射混凝土中的各種類型排水管，直接將地下水排人墻腳特殊PVC排水管中，通過實現(xiàn)“動態(tài)排水”設(shè)計思想，隧道襯砌背面大大減少了水壓，無論是一般寒冷地區(qū)還是高寒地區(qū)，隧道的水害問題將得到徹底解決[1]。

3主要技術(shù)內(nèi)容

3.1防水

①隧道初期支護與二次襯砌間的防水層，應(yīng)選用耐老化、耐細菌腐蝕、易操作且焊接時無毒氣的高分子柔性防水卷材。防水層在拱部和邊墻全斷面鋪設(shè)，對環(huán)境要求高、不適宜排水的隧道應(yīng)采用全封閉的防水襯砌結(jié)構(gòu)。

②采用高分子柔性防水卷材防水層時，初期支護表面的各種突出物和二次襯砌中預(yù)埋的各種構(gòu)件不能鑿穿防水層，必須采用“無釘鋪掛”工藝。當(dāng)無法避免時，該處需作特殊的防水處理。

③隧道防水層采用在初期支護與二次襯砌之間鋪設(shè)300～500m夾1～2mm高分子柔性防水卷材。土工布在施工中不但能保護防水板，而且起到毛細滲水作用。

④防水層必須符合國標(biāo)（GBl2952—2003）中各項指標(biāo)的要求，盡量采用寬幅高分子柔性防水卷材，幅寬5—8m為宜，以減少接縫。

⑤防水層搭接寬度≥100mm，采用自動爬焊機械雙焊縫熱熔粘結(jié)技術(shù)，結(jié)合部位采用真空加壓檢測，標(biāo)準(zhǔn)是0.2MPa壓力作用下5min之內(nèi)不得小于0.16MPa。

3.2排水系統(tǒng)

①隧道內(nèi)地下水和清洗消防用水應(yīng)分開排放，滿足環(huán)境保護要求。

②對圍巖裂隙水采用盲溝引排，主要采用各種類型排水管新材料等，可因地制宜選用。一般3～5m設(shè)一道，突出“有水則設(shè)，無水則防”的動態(tài)設(shè)計原則，通過排水管將水直接排人二次襯砌邊墻腳外側(cè)的縱向排水管中。

③分離式隧道內(nèi)沿全長在二次襯砌兩側(cè)邊墻腳外側(cè)設(shè)置PVC縱向排水管，上半斷面眼孔直徑6～8mm，間距10cm，并用PVC排水管橫向連通至中心排水溝或排水邊溝，PVC管徑根據(jù)水力計算確定。

④連拱隧道沿全長在中隔墻頂部兩側(cè)拱腳和邊墻腳附近各設(shè)一道PVC縱向排水管，并用PVC排水管橫向、豎向連通至中心排水溝或排水邊溝。PVC管徑根據(jù)水力計算確定。

⑤隧道內(nèi)應(yīng)根據(jù)公路等級在行車道邊緣設(shè)置雙側(cè)或單側(cè)排水邊溝，排放清洗消防用水，中心排水溝排放地下水。邊溝采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，中心排水溝采用上半斷面打孔雙壁波紋塑料管，水溝的側(cè)面應(yīng)留有足夠的泄水孔。

⑥為了便于對排水管定期采用管道疏通機及時疏通，設(shè)計上在二次襯砌墻腳縱向間隔50～100m對稱布設(shè)檢查維修孔。排水管流出的水經(jīng)檢查孔由橫向PVC排水管與中心排水溝管連通排出洞外。隧道內(nèi)行車道邊緣排水溝每50m設(shè)一處鐵篦子泄水檢查孔，中心排水溝每200～250m設(shè)一處沉沙檢查井，并鋪設(shè)鋼筋混凝土蓋板。這樣排水系統(tǒng)就形成了一個便于維修、疏通、檢查且“始終通暢無阻”的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，確保隧道正常運營[2]。

⑦寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)的隧道，最冷月平均溫度在-10～-15℃時，應(yīng)采用雙側(cè)保溫水溝;最冷月平均溫度在-15～-25℃時，應(yīng)采用中心深埋保溫水溝;最冷月平均溫度低于-25℃時，在主洞隧道以下應(yīng)采用防寒泄水洞，其埋深以行車道邊緣算起大于隧址區(qū)的凍結(jié)深度為宜。隧道內(nèi)應(yīng)根據(jù)實際情況設(shè)置防寒環(huán)向、縱向盲溝，洞外應(yīng)設(shè)暗溝、保溫出水口等排水設(shè)施，使隧道內(nèi)外形成一個通暢、便于維修的防寒排水系統(tǒng)。

4應(yīng)用效益

隧道防水采用5～8m寬高分子柔性防水卷材減少接縫，通過實現(xiàn)“無釘鋪掛”工藝。，板與板之間采用雙焊縫熱熔粘結(jié)技術(shù)，防水安全可靠;型排水管系列新材料造價低廉、施工工藝簡單、效果理想，可確保隧道內(nèi)排水系統(tǒng)通暢無阻。隧道采用該防排水新技術(shù)后使隧道洞內(nèi)外形成一個完整、通暢、便于維修的防排水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，防排水造價可降低40%以上，其他價格昂貴的各種防水劑、堵漏劑、注漿等材料僅在特殊情況下使用。

5應(yīng)用技術(shù)指導(dǎo)

隧道施工過程中，防水采用在噴射混凝土表面先把土工布用熱融襯墊貼上，然后用射釘錨固，射釘長度大于50mm，平均拱頂3～4點/，邊墻2～3點/;鋪設(shè)防水層時，采用手動專用熔結(jié)器熱熔在襯墊上，兩者粘接剝離強度不得小于防水層抗拉強度的100%;形排水管應(yīng)根據(jù)地下水大小及圍巖監(jiān)控量測變形收斂速率，一般噴射混凝土可分2～6層達到預(yù)設(shè)厚度，每層不小于5cm。當(dāng)開挖斷面符合設(shè)計要求后，由于圍巖裂隙水的全面流出，立即噴射第一層5cm的混凝土及時封閉圍巖;隨著圍巖的變形，第一層噴射混凝土產(chǎn)生裂縫漏水，此時，凡漏水處均鋪設(shè)形排水管然后用噴射厚約l～2cm混凝土包裹固定之;檢查第一層噴射混凝土表面有無滲漏水現(xiàn)象，在有滲漏水的部位鉆孔集中排水，再鋪設(shè)形排水管并噴射混凝土固定之。如此類推，逐步分層、分批埋設(shè)，直至初期支護表面干燥無水，且使各形排水管與襯砌墻腳特殊PVC縱向排水管連通將水排出洞外，達到“排水通暢”的要求[3]。

6工程應(yīng)用實例

我國在某高速公路施工中，對于施工中的三座中長隧道都采用了該項排水技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用使得隧道建成后滴水不漏，防水可靠，排水系統(tǒng)通暢。由于該新技術(shù)施工工藝簡單，效果理想，可確保隧道內(nèi)排水系統(tǒng)通暢無阻。以1000m隧道為例，防排水造價約100萬元，采用新技術(shù)后由于施工極其方便可節(jié)約費用約20萬元，隧道建成后深埋在噴射混凝土中的形排水管不需養(yǎng)護維修且避免和減少了二次襯砌的開裂節(jié)省約25萬元。如果按100km隧道計算，估計可節(jié)省工程造價約4500萬元。

結(jié)語

隧道以往僅注重堵漏，而忽視了疏導(dǎo)，必然造成排水不暢，導(dǎo)致隧道襯砌結(jié)構(gòu)外圍產(chǎn)生不同程度的水壓，對圍巖的穩(wěn)定性影響較大，隨著時間推移造成圍巖的變形而隧道襯砌開裂產(chǎn)生滲水、漏水。通過本文分析可知，隧道初期支護噴射混凝土中采用了形排水管系列新材料，并結(jié)合可靠的防水材料和“無釘鋪掛”工藝，解決了多年來困擾隧道的滲漏水難題。隧道防排水新技術(shù)的普遍應(yīng)用，由于其獨特的防排水功能和方便的施工特點，能確保隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)部防水可靠、排水系統(tǒng)永久暢通，盡可能減少和消除了隧道襯砌結(jié)構(gòu)外圍的水壓。

參考文獻：

【1】董嫣.淺談隧道防排水施工程序和施工方法[J].科技資訊，2009，（2）：115.

【2】陳國舉.關(guān)于山區(qū)公路隧道防排水施工技術(shù)分析[J].價值工程，2011，（2）：159.