公路隧道路面防排水裝置、滲水病害處理及施工工藝特點(diǎn)分析

□ 羅 釗

本文以某隧道為例，分析隧道路面防排水的施工技術(shù)工藝和防滲水的處理方法[1]，以期為延長(zhǎng)隧道路面的使用壽命，控制投資和后期維護(hù)費(fèi)用，采用切實(shí)有效的施工工藝提供參考，提高隧道路面的防滲水維護(hù)能力和管理工作的能力。

1 案例簡(jiǎn)述

隧道為長(zhǎng)隧道，采用單洞布置，起訖樁號(hào)為K18+005～K19+865，長(zhǎng)1860m；隧道進(jìn)口處于直線段上,出口處在半徑為880m的平曲線上；隧道縱坡為-1.7%、-2.6%。隧道在樁號(hào)K18+630.11處上穿某鎮(zhèn)引水洞，兩者平面夾角為18°。在對(duì)應(yīng)交叉處，隧道設(shè)計(jì)標(biāo)高為389.22m，引水洞中心標(biāo)高為380.16m。兩者之間的高差為9.06m。該引水洞為發(fā)電站的重要飲水工程，引水隧洞全長(zhǎng)2108.30m。斷面形式采用直徑2m的馬蹄形斷面，進(jìn)口高程為379.81m，出口高程為337.08m。該引水工程隧洞目前已全線貫通十幾年，根據(jù)引水隧洞施工圖，引水隧洞在交叉段未采用支護(hù)措施。地質(zhì)勘探資料表明與引水隧洞交叉位置穿越巖層為Ⅳ級(jí)圍巖，Ⅳ級(jí)圍巖段為微風(fēng)化碎斑熔巖，裂隙較發(fā)育，巖體較破碎，以巨塊（石）碎（石）狀鑲嵌結(jié)構(gòu)為主，爆破振動(dòng)過(guò)大易坍塌。隧道路面結(jié)構(gòu)類(lèi)型為復(fù)合式水泥混凝土路面，該隧道在通車(chē)運(yùn)營(yíng)后，路面表面多處出現(xiàn)局部滲水。

2 隧道排水設(shè)計(jì)的重要性

因?yàn)樗淼罉?gòu)造性質(zhì)特殊，容易受地下水滲透侵蝕，為保證隧道的安全使用，隧道的地面需要保持干燥整潔。隧道路面的干燥能減少因?yàn)榉e水濕滑造成行駛車(chē)輪胎打滑的現(xiàn)象，以防止事故的發(fā)生。隧道通常會(huì)修建于地表層，極易造成底層中蘊(yùn)藏的地下水泄露。豐富的地下水會(huì)從細(xì)孔緩慢滲透至隧道結(jié)構(gòu)層內(nèi)部，造成隧道內(nèi)部積水[2]。隧道內(nèi)部長(zhǎng)期留存積水會(huì)對(duì)隧道造成全方位的不良影響，即對(duì)隧道施工、維護(hù)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性、管理等造成影響。

結(jié)合隧道自身復(fù)雜的情況，在進(jìn)行排水工程設(shè)計(jì)的時(shí)候要將隧道洞身防排水和路面防排水等各部分系統(tǒng)融合為一個(gè)整體。隧道防排水工程是從最初的設(shè)計(jì)、施工材料選擇、施工方案審批，到后期運(yùn)營(yíng)、養(yǎng)護(hù)各個(gè)環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的綜合性系統(tǒng)工程。各個(gè)環(huán)節(jié)之間在各自獨(dú)立的基礎(chǔ)上又互相關(guān)聯(lián)，選擇合適的科學(xué)材料和施工方法是基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本和完成隧道安全使用為設(shè)計(jì)目標(biāo)，按照安全環(huán)保的操作標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格遵照施工步驟完成施工任務(wù)，認(rèn)真按照周期完成隧道的運(yùn)維工作。為設(shè)計(jì)出適合該隧道路面的防排水裝置，減少隧道因?yàn)榕潘患皶r(shí)、排水不暢等造成積水沉積，需根據(jù)隧道實(shí)際地質(zhì)情況和地下水系情況，制訂出合適的隧道路面防排水方案和隧道路面滲水病害的治理措施[3]。

3 隧道洞身和路面防排水設(shè)計(jì)與施工

在進(jìn)行該隧道的環(huán)向、縱向、橫向、側(cè)式排水管和洞身防水板以及路面底塑料盲溝等施工之前，首先要明確施工使用的防排水材料和施工方法[4]。

3.1 隧道洞身防排水設(shè)計(jì)與施工

隧道洞身防排水裝置設(shè)計(jì)于二次襯砌同初期支護(hù)之間的位置，洞身防水層主要是選用不低于1.2mm的EVA防水板和300g/m2的無(wú)紡?fù)凉げ冀M成。在進(jìn)行防水層施工時(shí)，首先要清除表層的雜物以及各類(lèi)凸起尖銳物。如果發(fā)現(xiàn)初支鋼筋網(wǎng)凸起的情況，要先斬?cái)喽嘤噤摻睿儆缅N子錘平，抹平水泥。錨桿存在凸出的地方，除了預(yù)留一定的位置安裝螺頭頂之外，還要使用塑料帽去除尖銳部分。凹凸的地方需使用混凝土補(bǔ)噴至平整。在進(jìn)行施工之前，要做好洞身滲水的引排，并清理上一步施工留下的雜物。在下料之前要仔細(xì)比對(duì)設(shè)計(jì)圖紙，按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)要求的標(biāo)高尺寸，制定基線再進(jìn)行下料。為保證施工時(shí)使用的熱焊機(jī)等設(shè)備正常工作，需要在施工之前做好檢查工作，使其符合操作標(biāo)準(zhǔn)，確保使用時(shí)不會(huì)出現(xiàn)故障，保證隧道排水工程的施工質(zhì)量[5]。

隧道洞身防排水主要通過(guò)洞身布設(shè)無(wú)紡?fù)凉げ?、防水板、環(huán)向盲溝等將積水引向兩側(cè)邊墻角縱向排水管、橫向排水管、側(cè)式排水管等排出洞外?？v向排水管、橫向排水管、側(cè)式排水管等要按照設(shè)計(jì)型號(hào)和坡率等要求進(jìn)行布置，否則管內(nèi)水不易排出。

隧道洞身環(huán)向盲溝選用φ5的單壁打孔波紋管外包一層200g/m2的無(wú)紡?fù)凉げ?，正常?m～15m沿著襯砌背后環(huán)向設(shè)置一道，施工過(guò)程中可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際水量進(jìn)行調(diào)整、增加或加密；縱向排水管選用φ10HDPE雙臂打孔波紋管外包一層200g/m2的無(wú)紡?fù)凉げ?，沿隧道通長(zhǎng)布置；側(cè)式排水管采用φ25PVC-U雙臂打孔波紋管外包一層200g/m2的無(wú)紡?fù)凉げ?，沿隧道通長(zhǎng)布置；橫向排水管選用φ10cmPVC-U管，每8m設(shè)置一道，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水量進(jìn)行調(diào)整、增加或加密；各管道選用三通和二通接頭緊密連接。隧道洞身排水主要通過(guò)防水板、環(huán)向盲溝引向兩側(cè)邊墻角，再通過(guò)縱向排水管、橫向排水管、側(cè)式排水管排出洞外。

3.2 隧道路面防排水設(shè)計(jì)與施工

隧道路面結(jié)構(gòu)層為復(fù)合式水泥混凝土路面，依次為水泥混凝土面層、熱瀝青表處下封層、C20素混凝土調(diào)平層。路面底（即調(diào)平層底）設(shè)置MF12塑料盲溝，5m～15m設(shè)置一道，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)路面底實(shí)際涌水量進(jìn)行調(diào)整、增加或加密。隧道路面結(jié)構(gòu)層在施工期間要對(duì)外露的排水管采取一定的保護(hù)措施，減少施工失誤造成的管道破裂。

4 隧道路面滲水病害處理

隧道通車(chē)運(yùn)營(yíng)后，該隧道洞內(nèi)水泥混凝土路面出現(xiàn)多處滲水。經(jīng)排查，路面滲水原因?yàn)椋核淼郎洗┰撴?zhèn)引水洞，在對(duì)應(yīng)交叉處，兩者之間的高差為9.06m，引水隧洞在交叉段未采取支護(hù)措施。該交叉區(qū)域隧底部分段落地質(zhì)節(jié)理裂隙發(fā)育，地下水系豐富，涌水量較大。施工單位在隧底標(biāo)高開(kāi)挖到位后，發(fā)現(xiàn)部分段落局部地下水涌出較大，未在該段落路面底涌水處加密布設(shè)MF12塑料盲溝將地下水引至兩側(cè)排水管排出洞外，也未采取其他有效的防排水措施進(jìn)行處理，并且施工單位未按照設(shè)計(jì)圖紙施工熱瀝青表處下封層；施工單位在發(fā)現(xiàn)隧道路面底涌水較大且超出設(shè)計(jì)地勘資料內(nèi)的涌水量時(shí)，未上報(bào)且未經(jīng)“四方”現(xiàn)場(chǎng)會(huì)勘制訂切實(shí)有效的處理方案，僅憑經(jīng)驗(yàn)施工；該隧道未設(shè)計(jì)級(jí)配碎石排水墊層。隧道路面滲水病害治理方案如下。

4.1 “角鋼成孔”引排法

首先，找到路面滲水點(diǎn)，根據(jù)角鋼尺寸鑿開(kāi)引流槽。其次，查清滲水量和位置，埋設(shè)角鋼將滲水引至兩側(cè)邊溝。再次，填充碎石層，施工路面封層，填充高強(qiáng)度水泥混凝土至路面標(biāo)高。最后，待路面強(qiáng)度達(dá)到要求后開(kāi)放交通。

4.2 注漿堵水法

在路面滲水處5m范圍內(nèi)，開(kāi)槽埋設(shè)注漿管，封閉槽口，注射化學(xué)漿液，對(duì)滲水點(diǎn)進(jìn)行封堵處理。

5 隧道路面防排水施工注意事項(xiàng)

5.1 施工安全要求

由于隧道路面防排水施工是在隧道洞內(nèi)受限的空間內(nèi)作業(yè)，存在交叉施工、能見(jiàn)度不足、洞內(nèi)粉塵較大、臨時(shí)用電不規(guī)范等安全隱患，施工安全風(fēng)險(xiǎn)不容小覷。

一是要提高作業(yè)人員安全意識(shí)。路面施工前，要先對(duì)作業(yè)班組開(kāi)展隧道路面防排水施工安全教育培訓(xùn)以及安全技術(shù)交底，提高作業(yè)人員安全意識(shí)，要求作業(yè)人員務(wù)必遵守安全操作規(guī)程；對(duì)于外來(lái)進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)的人員，須進(jìn)行簡(jiǎn)要的安全提醒，查看對(duì)方是否正確佩戴相應(yīng)的安全防具；做好路面施工機(jī)械設(shè)備的檢修和保養(yǎng)工作，不讓機(jī)械設(shè)備帶病工作。這樣有助于提高施工質(zhì)量并規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

二是加強(qiáng)隧道路面防排水施工安全檢查，加大安全隱患排查和整改力度，加強(qiáng)施工安全管控[6]。

5.2 施工控制要點(diǎn)

要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行隧道路面防排水施工，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)、涌水等與設(shè)計(jì)地勘資料不符的情況，要及時(shí)上報(bào)，制定合理的施工方法。

應(yīng)根據(jù)隧道路面底實(shí)際涌水量的大小，合理布設(shè)盲溝引排。超出原設(shè)計(jì)地勘涌水量時(shí)，需經(jīng)施工、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、業(yè)主等四方現(xiàn)場(chǎng)共同會(huì)勘確認(rèn)，制訂處理方案。

6 隧道路面防排水施工、滲水病害治理的合理化建議

隧道防排水施工建設(shè)中涉及多方的協(xié)調(diào)配合，為便于施工、管理，順利進(jìn)行隧道防排水施工，要制訂相應(yīng)的工作計(jì)劃和工作流程制度，以保證后期的監(jiān)管、維護(hù)順利開(kāi)展。在制定工作制度的時(shí)候要充分結(jié)合國(guó)家的相關(guān)法律規(guī)定，在保證隧道防排水施工質(zhì)量的同時(shí)減少施工中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。除了嚴(yán)格制定施工現(xiàn)場(chǎng)要遵守的規(guī)章制度之外，還要謹(jǐn)慎記錄施工中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，保證數(shù)據(jù)信息記錄真實(shí)準(zhǔn)確，記錄結(jié)果和現(xiàn)實(shí)情況一一對(duì)應(yīng)。數(shù)據(jù)錄入還可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行分析比較，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。合理充分的信息備案還有利于為后續(xù)提供優(yōu)秀的案例進(jìn)行分析比較。

7 結(jié)語(yǔ)

隧道路面的干凈整潔、無(wú)積水，能夠保證來(lái)往車(chē)輛通行安全。為提高隧道的使用壽命，應(yīng)做好后期維護(hù)工作；合理安排排水管道的安置工作，保證施工時(shí)隧道路面排水系統(tǒng)暢通，順利排除隧道洞身和路面底積水的同時(shí)，還要加強(qiáng)隧道安全使用方面的管理。