云南某在建高速公路隧道排水系統(tǒng)堵塞原因及處治分析

李宏杰

（云南省建設(shè)投資控股集團(tuán)有限公司國(guó)際工程部，云南昆明650000）

0 引言

隧道排水系統(tǒng)自身在失效后，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)，從而可能會(huì)形成外部壓力過(guò)高，導(dǎo)致排水系統(tǒng)受到一定的影響，水的壓力過(guò)大則會(huì)導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同的變化，這樣的情況下使得其自身很容易出現(xiàn)一些漏水現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形，使得車(chē)輛行車(chē)安全方面出現(xiàn)問(wèn)題。因此，相應(yīng)的工作人員在專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)和防治方面需要給予一定的重視，同時(shí)還要采取有效的方法，但是從當(dāng)前整體來(lái)看，建設(shè)隧道排水系統(tǒng)需要結(jié)合排水系統(tǒng)做好各方面的調(diào)整，同時(shí)還要針對(duì)一些相關(guān)內(nèi)容展開(kāi)研究，這樣有利于做好各項(xiàng)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，以此解決當(dāng)前階段存在的問(wèn)題。

1 項(xiàng)目概況

1.1 項(xiàng)目基本情況

該隧道右幅起訖里程為K25+862～K29+185，全長(zhǎng)3323m，屬特長(zhǎng)隧道，隧道最大埋深約338.54m，擬建隧道位于云龍縣寶豐鄉(xiāng)北東側(cè)4.0km，起始于寶豐鄉(xiāng)大石哨附近，終止于寶豐鄉(xiāng)瓦工河附近，進(jìn)出口附近均有省道通往，交通較為便利。隧道布設(shè)于沘江左岸斜坡地帶，地形起伏較大，海拔高程1600～1965m 之間，相對(duì)高差約365m，屬構(gòu)造侵蝕-剝蝕中山地貌。根據(jù)隧道埋深較大及地形起伏較大的特點(diǎn)，選擇采用天然源高頻大地電磁法沿隧道右幅中線布設(shè)一條物探測(cè)線進(jìn)行勘察，數(shù)據(jù)采集儀器采用美國(guó)生產(chǎn)的EH-4 大地電磁成像系統(tǒng)。測(cè)線布置時(shí)采用南方測(cè)繪儀器有限公司S750Ⅱ型GPS 手持?jǐn)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量放點(diǎn)。大地電磁探測(cè)時(shí)按點(diǎn)距20m，單點(diǎn)連續(xù)采集。實(shí)際探測(cè)隧道里程為K25+820～K29+240，剖面總長(zhǎng)3420，實(shí)測(cè)大地電測(cè)法測(cè)點(diǎn)共178 個(gè)，其中實(shí)測(cè)點(diǎn)為172 個(gè)，檢測(cè)點(diǎn)為6 個(gè)。

1.2 區(qū)域水文條件

該隧道進(jìn)口位于山谷地段，其自身屬于比較獨(dú)特的形式，隧道出口位于河流附近，區(qū)域附近常年有水，地下水根據(jù)地層巖性等形成不同的效果，地下水類(lèi)型根據(jù)地層顯示為碎屑型，而其以裂縫水為主，碎屑巖隙水主要賦存砂巖之中，與泥巖交替分布，其中沙段占據(jù)比例約為66%，孔隙水賦存第四系松散土壤之中，富水性比較頻繁土體自身比較軟化，在降雨較多的季節(jié)會(huì)降低土體自身的強(qiáng)度。

1.3 隧道排水系統(tǒng)

隧道位于比較特殊的區(qū)域，針對(duì)區(qū)域的防水系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要結(jié)合相關(guān)實(shí)際情況展開(kāi)，隧道采取有效的方法將相應(yīng)的形式結(jié)合在一起，并在排水系統(tǒng)方面利用對(duì)應(yīng)的方法形成結(jié)合。

該隧道的設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)涌水量約為95m3/d，結(jié)合區(qū)域的情況設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的排水方式，從而達(dá)到理想的排水系統(tǒng)。不過(guò)在具體修建的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)隧道滲水量相對(duì)較大，而且還出現(xiàn)了排水系統(tǒng)堵塞等問(wèn)題，為了進(jìn)一步進(jìn)行建設(shè)需要及時(shí)采取有效的方法做好排水工作，從而加大隧道的排水效果[1]。

2 隧道排水系統(tǒng)模型以及工作能力分析

隧道排水設(shè)施是通過(guò)各種不同的元件形成一個(gè)完整的體系，滲水在該體系中會(huì)有對(duì)應(yīng)的流動(dòng)路徑，在整個(gè)隧道系統(tǒng)中排水系統(tǒng)會(huì)形成一個(gè)完善的運(yùn)作模式，如果防水板沒(méi)有受到影響或失效，則它自身會(huì)形成一個(gè)體系，從而達(dá)到導(dǎo)排的效果。其中一些元件也會(huì)對(duì)滲水起到引導(dǎo)作用，讓雜物向底部流入，這樣可以將雜物和其他物質(zhì)排向環(huán)向盲管之中。但是在具體的工作中需要考慮到噴射混凝土的自身情況，這也使得不能過(guò)于密貼，一般情況下需要在中間設(shè)定對(duì)應(yīng)間，這樣可以讓滲水跟著主流方向流動(dòng)，從而讓無(wú)紡布起到導(dǎo)水的作用。在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中還可以根據(jù)區(qū)域情況選取一些對(duì)應(yīng)的排水材料，這樣能夠達(dá)到理想的效果。

當(dāng)前階段隧道環(huán)向和縱向排水多采用軟式透水管，管材由彈簧鋼線和外覆透水層形成，而且自身屬于復(fù)合體管材，經(jīng)過(guò)相關(guān)人員的測(cè)試發(fā)現(xiàn)，隧道縱向排水盲管可以利用鉆機(jī)的PVC 管和打孔波紋管進(jìn)行改善，從而形成無(wú)紡布反濾層，這樣可以形成一個(gè)較好的過(guò)濾體系，但相關(guān)人員需要對(duì)管材的進(jìn)水以及排水能力進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)獲取數(shù)據(jù)得到最小值，而且管材的進(jìn)水能力和打孔的各項(xiàng)數(shù)據(jù)有一定的關(guān)聯(lián)，相關(guān)人員需要結(jié)合工程情況進(jìn)一步進(jìn)行深度研究與探討。當(dāng)隧道排水系統(tǒng)的各部件排水能力確定后，需要根據(jù)自身的公式計(jì)算出相應(yīng)的排水系數(shù)，這樣能夠確定其自身的方法并考慮到部件之間的連接方式，從而能夠減少一些因素對(duì)于系統(tǒng)排水能力的影響。在水流量較小的情況下，可以考慮忽略其結(jié)果，但是如果處于水流量較高的情況下需要進(jìn)一步做好分析[2]。

3 隧道排水系統(tǒng)堵塞的主要原因

3.1 圍巖碎屑流進(jìn)排水系統(tǒng)

因?yàn)樗淼雷陨斫Y(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，而且隧道的范圍比較廣泛，各區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境如積粉質(zhì)黏土、統(tǒng)曼崗組泥巖、砂巖等都會(huì)給排水系統(tǒng)帶來(lái)極大的影響。

經(jīng)過(guò)相應(yīng)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，排水管內(nèi)存在較多的砂巖，在這樣長(zhǎng)期的情況下，砂巖在排水管內(nèi)形成大量的堆積，則必然會(huì)造成隧道排水系統(tǒng)自身存在問(wèn)題，最終導(dǎo)致堵塞，這對(duì)于隧道排水的后期使用造成極大的影響。形成這種問(wèn)題的主要原因是因?yàn)樗淼雷陨黹L(zhǎng)期有隙水流動(dòng)，隙水的長(zhǎng)期沖刷使得周邊的碎屑流動(dòng)，墜入到排水系統(tǒng)之中，長(zhǎng)期的情況下碎屑形成了堆積，最終導(dǎo)致排水系統(tǒng)堵塞等問(wèn)題。

3.2 結(jié)晶體堵塞

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)大量的調(diào)查與研究發(fā)現(xiàn)，排水管內(nèi)很容易呈現(xiàn)出大量的白色結(jié)晶體，結(jié)晶堵塞是當(dāng)前隧道施工中排水管中比較常見(jiàn)的一種現(xiàn)象，同時(shí)也是影響排水管運(yùn)作的主要因素。相關(guān)的技術(shù)人員通過(guò)大量的調(diào)查與研究發(fā)現(xiàn)，白色晶體在檢測(cè)與分析后，自身有98.74%成分為碳酸鈣，而且發(fā)現(xiàn)大量的白色結(jié)晶不僅會(huì)影響排水系統(tǒng)，還會(huì)導(dǎo)致施工中存在較多的問(wèn)題，從而帶來(lái)極大的影響。

相關(guān)人員經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)排水管內(nèi)的水流流水對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，水體中含有大量的Ca2+、CO3-和HCO3-等離子。其中Ca2+與CO3-的離子濃度相對(duì)比較高，而且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的堆積形成化學(xué)反應(yīng)，從而形成大量的碳酸鈣沉淀。另外，混凝土溶出物也是導(dǎo)致生成白色結(jié)晶的主要原因，在具體的施工過(guò)程中這種現(xiàn)象比較常見(jiàn)，相關(guān)工作人員將其稱(chēng)之為“泛堿”，而且隧道自身形成的白色結(jié)晶也會(huì)隨著隧道的地下水不斷流動(dòng)，最終流入隧道的排水系統(tǒng)之中[3]。

3.3 排水管內(nèi)壁凹凸不平

一般情況下因?yàn)樗淼雷陨肀容^特殊，在結(jié)構(gòu)方面需要結(jié)合一定的實(shí)際情況做好改善，這也使得罐內(nèi)表面自身凹凸不平，從而很容易造成圍巖碎屑等問(wèn)題，而且結(jié)晶體自身長(zhǎng)期堆積會(huì)導(dǎo)致凹槽自身比較粗糙，從而使得其自身堆積越來(lái)越厚，最終造成排水堵塞的問(wèn)題。在具體的施工現(xiàn)場(chǎng)中，應(yīng)該盡量避免排水系統(tǒng)堵塞等問(wèn)題，同時(shí)相關(guān)人員需要做好對(duì)于材料的篩選，良好的材料篩選能夠確保施工質(zhì)量，以此減少排水管堵塞的問(wèn)題。

4 隧道排水的現(xiàn)場(chǎng)預(yù)防和處治措施

4.1 設(shè)置環(huán)向排水管檢查口

在設(shè)計(jì)方面設(shè)置對(duì)應(yīng)的檢查口，針對(duì)特殊部分需要做好排水管的利用與銜接，并合理地設(shè)定排水管檢查口，這樣可以實(shí)現(xiàn)更好的運(yùn)營(yíng)。相關(guān)人員為了做好現(xiàn)場(chǎng)的檢查工作，可以利用相應(yīng)的設(shè)備技術(shù)進(jìn)行安裝，這樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于內(nèi)部的監(jiān)測(cè)，從而觀察其排水管是否出現(xiàn)堵塞等問(wèn)題，還可以通過(guò)環(huán)向排水管及時(shí)地清理一些雜物，防止排水管出現(xiàn)堵塞的問(wèn)題。

4.2 設(shè)置橫向排水管檢查口

除了設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的排水管檢查口以外，還需要及時(shí)做好橫向排水管的設(shè)置工作，當(dāng)完成設(shè)置后還要做好檢查工作。這樣有利于相關(guān)人員更好地開(kāi)展檢查工作，利用橫向排水檢查口與橫向排水口進(jìn)行銜接，從而底部可以檢查橫向排水管的堵塞情況，這樣可以及時(shí)做好清理工作，從而實(shí)現(xiàn)全面檢測(cè)。

4.3 更換內(nèi)壁光滑雙壁波紋管

在具體工作中可以根據(jù)工程情況選用波紋管的形式，這樣的情況下即便隧道存在部分堵塞物，也可以通過(guò)內(nèi)部光滑的表面實(shí)現(xiàn)改善，從而使得雜物更容易流出排水管，減少自身堵塞的概率，在具體的隧道施工材料選擇中，應(yīng)該傾向于內(nèi)壁光滑的波紋管，從而做好各項(xiàng)工作，減少排水系統(tǒng)堵塞的問(wèn)題。

4.4 提供縱向排水管標(biāo)高

在具體的施工過(guò)程中，可以在原設(shè)標(biāo)高的基礎(chǔ)上適當(dāng)做出調(diào)整，通過(guò)標(biāo)高使縱向排水效果更加理想，也使得水流速度提高，有利于更好地將雜質(zhì)和其他物質(zhì)進(jìn)行沖刷，從而防止雜物堵塞。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，從目前來(lái)看，隧道排水系統(tǒng)是隧道工程中需要重視的問(wèn)題，如果隧道出現(xiàn)堵塞問(wèn)題則會(huì)給其使用帶來(lái)影響，同時(shí)還會(huì)造成較大的安全問(wèn)題，技術(shù)人員需要結(jié)合實(shí)際情況做好對(duì)隧道的檢查工作，分析當(dāng)前存在的問(wèn)題，并找到正確的改善方法，從而確保高速公路隧道的正常使用。