山嶺隧道防排水技術(shù)研究

彭小慶（1.山西省交通科學(xué)研究院，山西　太原　030006；2.黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西　太原　030006）

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山嶺隧道防排水技術(shù)研究

彭小慶1，2
（1.山西省交通科學(xué)研究院，山西太原030006；2.黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西太原030006）

摘要：對(duì)山嶺隧道的防排水技術(shù)及其存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出了山嶺隧道防排水設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法，論述了山嶺隧道防排水系統(tǒng)的施工質(zhì)量控制要點(diǎn)，為實(shí)際工程應(yīng)用中山嶺隧道的防排水設(shè)計(jì)及施工提供了參考。

關(guān)鍵詞：山嶺隧道，防排水，質(zhì)量控制

在山嶺隧道建設(shè)過(guò)程中，防排水系統(tǒng)十分關(guān)鍵，若防排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)或施工不良，會(huì)導(dǎo)致隧道出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，滲漏水會(huì)危害隧道襯砌內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，破壞隧道中的通風(fēng)、照明、消防等設(shè)施的可靠性，造成路面濕滑，直接威脅行車(chē)的安全性，嚴(yán)重降低隧道的使用壽命和服務(wù)水平［1，2］。山嶺隧道在交通建設(shè)中起到了很重要的作用，在山嶺區(qū)道路建設(shè)中，占有很大比例。盡管我國(guó)當(dāng)前防排水技術(shù)已經(jīng)取得了很大發(fā)展，但已建成的山嶺隧道中仍然存在滲水、漏水現(xiàn)象［3，4］。因此，研究山嶺隧道防排水技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文首先對(duì)山嶺隧道防排水技術(shù)進(jìn)行闡述，分析當(dāng)前存在的常見(jiàn)問(wèn)題，并提出設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法和施工的質(zhì)量控制要點(diǎn)，以促進(jìn)我國(guó)山嶺隧道防排水技術(shù)的發(fā)展。

1　山嶺隧道防排水技術(shù)及存在問(wèn)題

山嶺隧道防水主要指阻止地下水從隧道的拱部或邊墻進(jìn)行滲漏，而排水則是將襯砌背后的地下水匯集到邊墻腳后通過(guò)泄水孔排出［5］。當(dāng)前山嶺隧道建設(shè)中常用的防排水技術(shù)方法有：初期噴錨支護(hù)防水、噴射混凝土防水、塑料防水板防水層、二次襯砌混凝土的防水、施工縫和變形縫的防水、隧道襯砌的排水系統(tǒng)等［6］。

近年來(lái)，山嶺隧道防排水技術(shù)不斷發(fā)展和完善，但經(jīng)常出現(xiàn)諸如以下問(wèn)題：1）泄水盲溝入水口以下基礎(chǔ)混凝土底面與基巖之間的區(qū)域易形成一個(gè)富水盲區(qū)。在防排水設(shè)計(jì)中，針對(duì)隧道邊墻和頂部基巖滲漏出來(lái)的水，容易進(jìn)行處理，但從流入基巖面和基底基巖滲漏出的水會(huì)逐漸匯集到隧道底部，使隧道基地長(zhǎng)期泡于水中，嚴(yán)重影響隧道的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。2）邊墻的防水板易被破壞。在隧道建設(shè)中二次襯砌混凝土的防水法應(yīng)用最為廣泛，但鋼筋施工過(guò)程中，防水板很容易被破壞，導(dǎo)致隧道出現(xiàn)滲漏水問(wèn)題。3）防水板易于老化破損。隧道的設(shè)計(jì)壽命通常為50年～100年，一般采用PE板、PVC板等高分子聚合物作為防水材料，隨著材料的不斷老化，材料的強(qiáng)度和物理力學(xué)性能不斷降低，且修復(fù)工作難以進(jìn)行。4）排水盲管未充分發(fā)揮其排水功能。在防排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通常采用圓形排水盲管，并沿隧道環(huán)、縱向按一定距離設(shè)置。通常情況下，水流容易沿環(huán)向盲管流動(dòng)，但難以沿縱向盲管流動(dòng)，從而導(dǎo)致縱向盲管失去排水作用。針對(duì)山嶺隧道防排水建設(shè)中存在的一些問(wèn)題，筆者認(rèn)為應(yīng)從優(yōu)化隧道防、排水設(shè)計(jì)方法和嚴(yán)格施工質(zhì)量控制等方面入手，來(lái)改善山嶺隧道的防排水系統(tǒng)建設(shè)。

2　山嶺隧道防排水優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1環(huán)向排水管布設(shè)

針對(duì)環(huán)向排水管的設(shè)計(jì)，應(yīng)從以下方面進(jìn)行改善：1）在正常環(huán)向排水管布置的基礎(chǔ)上，針對(duì)圍巖易出現(xiàn)集中涌水位置，增設(shè)環(huán)向圓形排水管，以隧道增強(qiáng)排水性能，同時(shí)將環(huán)向排水管的水導(dǎo)流至隧道兩側(cè)的縱向排水管；2）針對(duì)圍巖小面積線(xiàn)狀出水情況，設(shè)置防水板于噴射混凝土表面，并將排水導(dǎo)至縱向排水管，另外加大橫向排水管的布置數(shù)量，將水引入中心排水溝，保障排水通暢；3）對(duì)于出現(xiàn)大面積滲水部位，增設(shè)環(huán)向排水盲管和橫向排水管。

2.2側(cè)墻縱向施工縫防水

側(cè)墻縱向施工縫接端面可通過(guò)向隧道外傾斜角度不小于3%的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)在水平施工縫平面部位布設(shè)兩個(gè)注漿止水條，進(jìn)一步提升水平施工縫的防水性能。

2.3環(huán)向施工縫防水

中埋式止水帶由于不易施工，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)防水不良問(wèn)題，不能滿(mǎn)足排水要求，所以在施工過(guò)程中，對(duì)于環(huán)向施工縫部位，可以頂替采用較為簡(jiǎn)單的背貼式止水帶，另外，可加設(shè)一條膨脹止水條，從而加強(qiáng)施工縫位置的防水性能。另一方面，為進(jìn)一步提高防水板的防水能力，可使用一布兩板的方式處治環(huán)向施工縫的防水板焊縫部位。

2.4縱向排水管設(shè)計(jì)

為增強(qiáng)對(duì)環(huán)向排水管和墻腳處滲的地下水的收集能力，形成分區(qū)防水并降低水垢阻塞排水管的幾率，采用V字形狀設(shè)計(jì)縱向排水管的縱向線(xiàn)形，同時(shí)在圍巖開(kāi)挖腳部加設(shè)一組V字形管徑100的雙臂單側(cè)打孔波紋管，并用其連接所增加的縱向排水管與原有的縱向和中心排水溝，從而成為一體。

采用以上防排水設(shè)計(jì)方法，依托山西某山嶺隧道進(jìn)行了實(shí)際工程應(yīng)用，收獲了很好的防排水效果。

3　山嶺隧道防排水施工質(zhì)量控制

在山嶺隧道防排水系統(tǒng)施工過(guò)程中，進(jìn)場(chǎng)會(huì)出現(xiàn)有圍巖基面或初期支護(hù)混凝土表面平整度不滿(mǎn)足要求，防水板的施工不合理，施工縫、變形縫處的止水帶設(shè)置不穩(wěn)定，排水管的連接、線(xiàn)性不符合規(guī)定等一系列問(wèn)題，嚴(yán)重影響隧道防排水系統(tǒng)的施工質(zhì)量。因此，在施工過(guò)程中，必須加強(qiáng)對(duì)防排水材料的檢查和施工工藝的質(zhì)量控制，從而保障防排水系統(tǒng)的施工質(zhì)量。

3.1初襯混凝土或圍巖基面質(zhì)量控制

針對(duì)初襯混凝土或圍巖基面的施工質(zhì)量應(yīng)做好以下幾方面工作：1）外觀檢查。仔細(xì)檢查初襯基層表面的外觀，確保初襯基層表面的清潔，有利于保障初襯表面的平整度和圓順性，針對(duì)疏松的初襯表面可通過(guò)鑿除和修補(bǔ)進(jìn)行處理。2）檢查初襯平整度。要確保支護(hù)基層表面平整度滿(mǎn)足D/L≤1/8（D和L分別為初期支護(hù)基層相鄰兩凸面凹進(jìn)的深度和距離）。3）仔細(xì)檢查尖銳凸出物。對(duì)于噴射混凝土排水施工法，要注重仔細(xì)清楚混凝土表面較大的尖銳物，尤其是錨桿頭、鋼管頭、鐵絲等凸出物，同時(shí)在清除之后進(jìn)行表面抹平，以確保混凝土表面的平整度。4）檢查滲漏水問(wèn)題。通過(guò)檢查確保初期支護(hù)的滲漏水部位一切正常。

3.2防水板鋪設(shè)質(zhì)量控制

針對(duì)防水板部位的施工質(zhì)量控制，需要注意以下幾個(gè)要點(diǎn)：1）確保防水板的懸掛點(diǎn)之間的距離和部位科學(xué)合理，且懸掛點(diǎn)要保證穩(wěn)定可靠。2）在固定防水板時(shí)，不得過(guò)緊或者存在大的鼓包問(wèn)題，松弛程度控制在1.1～1.3，防水板的鋪設(shè)走向要與隧道基面保持一致、且表面平整。3）在進(jìn)行隔熱板施工或者二次襯砌鋼筋焊接后，要檢查防水板是否受到損害。4）檢查防水板施工是否存在漏焊、假焊、烤焦、焊穿等問(wèn)題，如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。

3.3變形縫及施工縫質(zhì)量控制

在變形縫和施工縫施工過(guò)程中，需要進(jìn)行質(zhì)量控制的施工要點(diǎn)包括：1）檢查先澆段接頭處混凝土的表面是否已實(shí)施鑿毛處理。2）確保止水帶牢固可靠且位置準(zhǔn)確，避免出現(xiàn)移位現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)移位，應(yīng)立即進(jìn)行調(diào)整處理。3）確保止水帶的壓茬走向準(zhǔn)確，從而保障排水能夠有效的流入排水系統(tǒng)中。4）在施工縫位置混凝土澆筑時(shí)，要均勻振搗，確保止水帶與混凝土緊密連接在一起，而且在操作過(guò)程中要防止止水帶出現(xiàn)移位。5）在二次襯砌堵頭板拆除和二次襯砌鋼筋施工過(guò)程中，注意確保止水條和止水帶不受到損壞和偏移，出現(xiàn)損壞問(wèn)題及時(shí)處理。6）止水帶接頭通常使用搭接或復(fù)合接的方法，應(yīng)確保安裝準(zhǔn)確。

3.4排水管安裝質(zhì)量控制

在排水系統(tǒng)的安裝施工中，需要注意加強(qiáng)環(huán)向、縱向、橫向排水管以及中心排水溝的施工質(zhì)量控制。

3.4.1環(huán)向排水管

環(huán)向排水管的施工質(zhì)量控制需要注重以下幾點(diǎn)：1）巖面找平檢查，仔細(xì)檢查開(kāi)挖面混凝土的表面平整度，確保排水管精密圓順的與混凝土貼合在一起，避免出現(xiàn)凹凸不平問(wèn)題。2）確保環(huán)向排水管的設(shè)置間距滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。3）進(jìn)行定位檢查，采用鋼卡將環(huán)向排水管進(jìn)行固定牢靠，防止噴射混凝土使排水管出現(xiàn)移位。4）檢查排水管的圓順度，在施工過(guò)程中，容易出現(xiàn)排水管固定不牢等問(wèn)題導(dǎo)致排水管偏移，阻礙管道排水的暢通性。5）仔細(xì)檢查環(huán)向排水管與縱向排水管的連接部位，確保長(zhǎng)度和位置的準(zhǔn)確性。6）檢查環(huán)向排水管出口是否暢通，防止出口處在施工中被混凝土阻塞，影響排水。

3.4.2縱、橫向排水管及中央排水溝

在縱、橫向排水管及中心排水溝施工中，需要做好以下質(zhì)量控制：1）檢查透水孔的規(guī)格和間距是否合理，并確保透水孔的暢通性。2）檢查基座的尺寸是否滿(mǎn)足排水管的布置要求，防止排水管安裝出現(xiàn)懸空或傾斜情況，影響排水效果。3）排水管的安裝需滿(mǎn)足坡度的設(shè)計(jì)要求，不能出現(xiàn)逆坡現(xiàn)象，以免排水管內(nèi)流水出現(xiàn)阻塞或者倒流。4）檢查縱土工布的包裹方式是否符合要求，防止泥沙進(jìn)入排水管。5）做好三通檢查工作，確保連接接頭牢固、連接圓順自然。6）檢查防水板半包縱向排水管設(shè)置是否合理。7）檢查排水管的間距是否符合要求，避免出現(xiàn)晃動(dòng)和移位問(wèn)題。8）對(duì)于中央排水溝，應(yīng)仔細(xì)檢查沉砂井的位置和尺寸、井蓋、保溫層、梯凳等是否滿(mǎn)足要求。

4　結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)山嶺隧道防排水技術(shù)進(jìn)行了闡述，分析了當(dāng)前存在的常見(jiàn)問(wèn)題，并提出了設(shè)計(jì)的優(yōu)化改進(jìn)措施以及施工的質(zhì)量控制要點(diǎn)，以促進(jìn)完善當(dāng)前隧道防排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，增強(qiáng)施工縫和排水管的防、排水能力，進(jìn)一步提升山嶺隧道防排水系統(tǒng)的功能，為我國(guó)山嶺隧道防排水系統(tǒng)的實(shí)際工程應(yīng)用提供參考。

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中圖分類(lèi)號(hào)：U453.6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-6825（2016）06-0177-03

收稿日期：2015-12-15

作者簡(jiǎn)介：彭小慶（1984-），男，工程師

Study on waterproof and drainage techniques of mountain tunnel

Peng Xiaoqing1，2
（1.Shanxi Academy of Traffic Science，Taiyuan 030006，China；
2.Loose Region Highway Construction & Maintenance Traffic Industry Laboratory，Taiyuan 030006，China）

Abstract：The paper analyzes mountain tunnel waterproofing and drainage techniques and existing problems，puts forward mountain tunnel waterproof and drainage design optimizing methods，finally discusses construction quality control points of mountain tunnel waterproof and drainage system，which has provided some guidance for the mountain tunnel waterproof and drainage design and construction in actual engineering application.

Key words：mountain tunnel，waterproof and drainage，quality control