高速公路隧道防排水施工技術(shù)的應(yīng)用研究

尹玉峰 常笑彬 中咨工程管理咨詢有限公司

1 高速公路隧道防排水體系內(nèi)容概述

高速公路隧道防水系統(tǒng)主要由兩部分組成。一是工程初期支護(hù)形成的排水系統(tǒng)，包括基本透水管道和垂直水平方向的排水管；二是進(jìn)行二次封砌過程中所形成的防水系統(tǒng)，包括基礎(chǔ)的防水板以及防水混凝土等內(nèi)容。在進(jìn)行高速公路隧道防排水體系施工的時候，需要遵循防、排、引、堵結(jié)合與綜合治理的原則，要確保防水層的可靠性，避免水流滲漏；還要確保排水層的暢通性，避免積水過多，才能夠?qū)崿F(xiàn)良好的防排水效果。

2 高速公路隧道防排水施工現(xiàn)狀

目前防排水的設(shè)計側(cè)重于洞口及洞內(nèi)，而山體地表防排水容易被忽略，如淺埋，沖溝，裂隙，坑洼等易滲水處若無有效處理措施，將對山體滑坡留下隱患。

在一定程度上，隧道周圍的自然環(huán)境將直接影響高速公路隧道的防水排水性能以及正常的使用功能。然而，高速公路隧道的防水排水施工涉及一個非常復(fù)雜的領(lǐng)域，包括建筑材料的選擇、建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計和建筑施工的技術(shù)操作。當(dāng)前，國內(nèi)的高速公路隧道滲漏問題主要包含隧道拱頂滲水、滴水以及側(cè)墻滲水和局部涌水等情況，在冬季的時候，隧道中還會出現(xiàn)冰堆或者冰坡等災(zāi)害性現(xiàn)象。而大部分高速公路隧道其實(shí)都一直處于被地下水包圍的狀態(tài)中，在施工過程中，只要有一個環(huán)節(jié)操作不慎，就很容易導(dǎo)致隧道排水體系出現(xiàn)漏洞，從而引發(fā)各種滲漏問題。其實(shí)，高速公路隧道防排水出現(xiàn)問題的主要原因還在于施工操作不夠?qū)I(yè)，很多施工團(tuán)隊在進(jìn)行具體工程操作過程中，不僅不對相關(guān)的隧道周邊情況進(jìn)行調(diào)研與勘測，還不重視相關(guān)定量問題的關(guān)注與重視，最終導(dǎo)致相關(guān)隧道設(shè)計方案不夠合理，再加上施工團(tuán)隊質(zhì)量不高，造成了當(dāng)前高速公路隧道滲漏問題層出不窮的現(xiàn)象。

3 高速公路隧道防排水施工技術(shù)分析

3.1 圍巖保護(hù)技術(shù)

在高速公路隧道修建中，圍巖保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用可預(yù)防因圍巖松弛變形出現(xiàn)滲水的情況。隧道圍巖出現(xiàn)松弛變形的現(xiàn)象，會使地下水長期累積，如果累積的水體達(dá)到規(guī)定數(shù)值，會使隧道出現(xiàn)事故。雖然地下積水需要經(jīng)過長時間累積形成，但積水爆發(fā)的時間無法進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測，是隧道施工設(shè)計中設(shè)計人員較為關(guān)注的問題。

在隧道施工建設(shè)中，圍巖保護(hù)的應(yīng)用應(yīng)滿足基本要求，在應(yīng)用這項技術(shù)時，可對軟巖巖體、硬巖土質(zhì)進(jìn)行支撐保護(hù)，通過控制硬巖巖體可使基層巖體具備更強(qiáng)的穩(wěn)定性，降低滲水的速率，提升隧道的防水質(zhì)量。

3.2 防水層鋪設(shè)工藝

3.2.1 防水層鋪設(shè)準(zhǔn)備

在防水層鋪設(shè)的初期，應(yīng)保障支護(hù)材料表面具備平整的特性，支護(hù)材料的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)遵循“三無一準(zhǔn)”。支護(hù)材料表面沒有異物，包括其他的影響物體、石子、沙粒等物體；支護(hù)材料應(yīng)用沒有異狀，支護(hù)材料表質(zhì)不應(yīng)出現(xiàn)酥松的情況，不可出現(xiàn)起伏冒砂、凹凸起伏等現(xiàn)象；支護(hù)材料不可有任何突起，包括施工鋼筋、木頭、鐵絲等尖銳物體；施工時應(yīng)準(zhǔn)確根據(jù)施工流程進(jìn)行。

施工設(shè)備調(diào)試的環(huán)節(jié)，調(diào)試準(zhǔn)備條件應(yīng)與安全焊接施工要求保持高度一致性，在開展施工前應(yīng)對焊接機(jī)、電閘箱、熱風(fēng)槍、檢漏器等設(shè)備的安全性進(jìn)行檢測，在設(shè)備調(diào)試完成后，在保障其能夠正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，開展后續(xù)的施工工序，保障施工可安全開展。

3.2.2 防水板材鋪設(shè)、固定

首先，進(jìn)行建筑防水層鋪設(shè)時，可通過鋼釘圈、防水塑料暗釘墊固定防水層基面。在施工環(huán)節(jié)，做好防水塑料板材固定工作較為重要，施工人員應(yīng)按照實(shí)際防水情況對相關(guān)的材料進(jìn)行加工，將材料應(yīng)用到防水板的固定工序中，保障固定施工的質(zhì)量。

其次，進(jìn)行混凝土縱向墊層鋪設(shè)過程中，應(yīng)對齊拱頂縱向與墊層中心線，要求中心線與隧道標(biāo)志標(biāo)線有較高的統(tǒng)一度，再開展自上而下的鋪設(shè)，科學(xué)完成鋪設(shè)工作開展。為了更好地保障拱頂施工質(zhì)量，選用的水泥螺絲釘?shù)拈L度應(yīng)保持在30mm以下，進(jìn)行拱頂外墻施工時，采用的水泥釘平均密度應(yīng)控制在3個/m2～4個/m2范圍內(nèi)，在邊墻施工中應(yīng)使其密度控制在2個/m2～3個/m2范圍內(nèi)，曲線及變截面處需適當(dāng)加強(qiáng)。

再次，應(yīng)注意防水板材鋪設(shè)，保障中心線的標(biāo)注更加準(zhǔn)確，按照相關(guān)的鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)逐步開展鋪設(shè)的工作。進(jìn)行施工時，應(yīng)明確標(biāo)注拱頂縱向的中心線，保障防水卷材與拱頂?shù)臋M向中心線重合，在保障兩者有效重合的基礎(chǔ)上，從頂部拱頂處對其展開鋪設(shè)，可使熱熔焊和襯墊板焊接可同時完成，保障施工的質(zhì)量。在進(jìn)行防水卷材焊接時其搭接寬度、焊縫寬度需滿足設(shè)計要求。待焊縫冷卻后及時進(jìn)行壓力測試，在壓力測試達(dá)不到設(shè)計要求情況下該接縫必須切除重新焊接，二次焊接會影響防水卷材的耐久性。

最后，應(yīng)重視涂料施工環(huán)節(jié)的操作，進(jìn)行施工時，施工人員應(yīng)注意如果土工布與密貼布一同應(yīng)用時，應(yīng)使其能留出多余熱量，以備不時之需。熱熔化襯墊的應(yīng)用應(yīng)注意熱熔點(diǎn)的變化，將其溫度合理控制在適度的范圍內(nèi)。

3.3 軟式透水管埋設(shè)

在高速公路隧道施工中，選取透水透氣板時，可在其中應(yīng)用軟式大型管材。在軟式透水管的埋設(shè)過程中，要求施工人員根據(jù)公路工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及具體的施工條例開展，可確保埋設(shè)的管道不存在缺陷，保障工程質(zhì)量，降低隧道中滲水現(xiàn)象出現(xiàn)的概率，進(jìn)一步保障行車安全。

3.3.1 布設(shè)位置

軟式透水管的應(yīng)用主要是為了使高速公路隧道排水更加順暢，提升隧道排水的性能。在進(jìn)行高速公路隧道的建設(shè)過程中，通過埋設(shè)軟式透水管，可滿足高速公路隧道排水的需求，提升隧道的排水能力。在透水管的布置過程中，縱橫及環(huán)向透水管連接對排水有重要的意義，也是該項技術(shù)中的關(guān)鍵。施工人員應(yīng)重視縱向邊墻透水指數(shù)，施工時應(yīng)在防水卷材下部科學(xué)設(shè)置盲溝中泄水孔處高度，應(yīng)做好邊墻支護(hù)、復(fù)合防水層的修建工作，保障隧道側(cè)墻盲溝可更加合理連接，正常情況下保障8m的距離設(shè)置一段盲溝。在滿足墻體位置設(shè)計的基礎(chǔ)上，應(yīng)在進(jìn)行鋼筋混凝土施工時預(yù)埋鋼管，使墻體透水層的安裝更方便，可有效避免水體的深入，影響工程的順利開展。

3.3.2 固定技術(shù)

在進(jìn)行混凝土外線上固定的施工過程中，施工人員可以借助盲管射釘槍，將鋼釘打入透水盲管兩側(cè)，在打完鋼釘后需要使用細(xì)鐵線對鋼釘進(jìn)行固定操作。在該環(huán)節(jié)的施工中，需要在環(huán)內(nèi)橫設(shè)三通，保障三通安裝的工序不出現(xiàn)錯誤，保證三通安裝質(zhì)量。如果在施工過程中未做好三通的連接工作，會影響施工的質(zhì)量，因此，施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)開展安全工作，要求相關(guān)監(jiān)管人員做好質(zhì)量驗(yàn)收及相關(guān)工作。

3.3.3 洞口排水技術(shù)

在高速公路隧道的施工中，洞口排水技術(shù)有重要的應(yīng)用，該項技術(shù)主要指在高速公路的隧道洞門頂部，通過建設(shè)截水孔或天溝，有效攔截隧道頂部的流水。借助隧道洞門頂部設(shè)置的端墻和擋翼門側(cè)墻設(shè)置的濾水層，可較好實(shí)現(xiàn)洞門端墻泄水的目標(biāo)。通過較為完善防水系統(tǒng)使隧道的建設(shè)質(zhì)量得到保障，進(jìn)一步使高速公路排水系統(tǒng)更完善，從多個方向保障隧道排水更順暢。

排水系統(tǒng)的天然地溝均被設(shè)置在邊、仰坡頂5m～10m的位置，設(shè)置的坡度差通常根據(jù)隧道所處的實(shí)際地形情況，其誤差值一般在1%～3%之間，可有效避免由于隧道地下泥沙淤積，導(dǎo)致隧道的質(zhì)量受到影響。

在隧道施工完成后，應(yīng)對隧道洞口排水系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，及時清理其中的異物，保障排水系統(tǒng)具備較高的穩(wěn)定性，對保障隧道安全運(yùn)行發(fā)揮了良好的作用。

3.4 澆筑抗?jié)B混凝土，構(gòu)筑第三道防排水防線

在對高速公路隧道工程進(jìn)行防排水處理的時候，往往都會用到防水層來增強(qiáng)隧道的防排水效果，而防水層的施工完成效果關(guān)鍵則在于相關(guān)防水板的質(zhì)量，因此，施工團(tuán)隊需要在進(jìn)行防水層施工之前仔細(xì)確保所使用的防水板的質(zhì)量是否能夠滿足工程的實(shí)際需求與標(biāo)準(zhǔn)。其中主要包括防水板的厚度是否均勻、防水板的縫隙寬度是否在規(guī)定范圍內(nèi)等內(nèi)容，但是，當(dāng)前市面上生產(chǎn)的所有防水板都無法實(shí)現(xiàn)對所有高速公路隧道工程的適應(yīng)，在大部分隧道防水層施工過程中，很多的防水板都會難免存在各種縫隙、不平整以及鋼筋或者錨桿外露等問題。針對上述現(xiàn)象，可以選擇采用建筑防滲混凝土的方式進(jìn)行彌補(bǔ)，在縫隙處澆筑一定數(shù)量的混凝土，能夠起到良好的封堵效果。

比如，相關(guān)高速公路隧道防排水施工團(tuán)隊在進(jìn)行抗?jié)B混凝土澆筑的時候，可以采用“濕治養(yǎng)生法”進(jìn)行具體處理。在整個過程中，技術(shù)人員需要先按照工程實(shí)際需求采用抗?jié)B混凝土將相關(guān)的防水層進(jìn)行抹面處理，之后需要等待兩個小時以上，在確?；炷帘砻嬉呀?jīng)凝固并且具備一定的強(qiáng)度和硬度后，技術(shù)人員需要及時地將各種浸濕過的麻袋或者草墊等將其表面進(jìn)行完整覆蓋，覆蓋區(qū)域不僅僅包括防水層的表面，還包含防水板的側(cè)邊等容易出現(xiàn)縫隙的地方。通過這種“濕治法”能夠起到一定的保濕效果的同時，起到良好的隔溫效果，從而避免澆筑的混凝土圖層受到惡劣天氣等突發(fā)情況的威脅。而在整個養(yǎng)護(hù)期間，技術(shù)人員需要定期對其進(jìn)行灑水處理，從而確?；炷帘砻婺軌蚴冀K處于比較濕潤的狀態(tài)。在進(jìn)行抗?jié)B混凝土澆筑的過程中，還可以采用“塑料薄膜養(yǎng)生法”的方式對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。在完成混凝土澆筑抹面后，技術(shù)人員需要配制一定比例的混合溶液，其中，需要有10%的過氧乙烯樹脂、88%的溶劑油以及一定數(shù)量的苯二甲丁酯等物體混合成胰液，然后，將其均勻地噴灑到混凝土表面，并及時覆蓋上一層塑料薄膜，確保薄膜內(nèi)部水分適中的前提下，嚴(yán)格保證塑料薄膜的封閉性，從而切實(shí)保證混凝土的澆筑效果符合標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)筑高速公路隧道防排水的第三道防線。

3.5 使用防水建材，延長使用壽命

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地區(qū)之間的聯(lián)系越來越密切，交通成為衡量地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要因素。其中高速公路為鐵路和航空疏散了較大的壓力，促進(jìn)了地區(qū)的經(jīng)貿(mào)往來。我國地形復(fù)雜多樣，山地眾多，高速公路隧道經(jīng)過丘陵時要做好防水與排水工程設(shè)計。施工的水文環(huán)境對隧道的質(zhì)量和使用壽命有重要影響，因此，應(yīng)做好防水排水設(shè)計，避免導(dǎo)致內(nèi)部建材銹蝕引發(fā)隧道坍塌等危害。使用防水建材有助于保護(hù)隧道的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對隧道的全覆蓋。

4 結(jié)束語

在公路隧道排水施工過程中，相關(guān)的施工隊伍要注意各個施工環(huán)節(jié)。這些不同的鏈接是相互關(guān)聯(lián)的。一旦某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)漏洞，將直接影響整個工程的排水性能。因此，要加強(qiáng)初期支護(hù)，注意柔性防水和后排水，澆筑不透水混凝土，構(gòu)筑三層防水排水防線。輔以防水性能良好的建筑材料，實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)外結(jié)構(gòu)全覆蓋，延長隧道使用壽命，提高隧道安全性。