淺談隧道中央排水系統(tǒng)結(jié)晶堵塞處治建議

許紅霞 唐迪

1浙江交工集團(tuán)股份有限公司 浙江 杭州 310051

2浙江交工金筑交通建設(shè)有限公司 浙江 杭州 310051

近些年在富水段施工的隧道經(jīng)常發(fā)生中央水管堵塞現(xiàn)象，隧道防排水系統(tǒng)是及時(shí)排出隧道內(nèi)積水、保障隧道安全運(yùn)營(yíng)的重要結(jié)構(gòu)。然而近些年省內(nèi)多處特長(zhǎng)隧道建設(shè)在富水地區(qū)，伴隨著隧道中央排水系統(tǒng)被結(jié)晶體堵塞的問題越來越多。導(dǎo)致隧道內(nèi)瀝青路面滲水，威脅到行車過程中的安全。給道路運(yùn)管部門造成了極大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和壓力。隧道中央排水系統(tǒng)結(jié)晶堵塞后，水壓力過大會(huì)導(dǎo)致水往隧道混凝土路面上滲出來直至隧道瀝青路面，導(dǎo)致瀝青路面受損，進(jìn)而引發(fā)一些交通隱患。所以針對(duì)瀝青路面滲水結(jié)合相關(guān)實(shí)例提出幾種解決方案。

1 隧道排水施工方法

1.1 隧道二襯防排水

因本隧道為分離式隧道，故左、右洞施工相互間沒有影響，根據(jù)各自隧道斷面尺寸一致，左右洞每個(gè)工作面分別配一套防水板臺(tái)車。

隧道初期支護(hù)與二次襯砌間拱墻部位鋪設(shè)“EVA防水板+土工布”作為防水層。EVA防水板厚度不小于1.2mm，土工布重量不小于400g/m2。

隧道錨噴支護(hù)與土工布之間設(shè)置φ50mmHDPE單壁打孔波紋管，Ⅴ圍巖2m、Ⅳ圍巖5m、Ⅲ級(jí)圍巖每10m或每個(gè)施工縫附近設(shè)置一道，富水區(qū)段或拱部局部滲水較大形成徑流區(qū)段可酌情加密。

滲漏水集中處可增設(shè)豎向?qū)埽捎忙?0mmΩ型彈簧排水管，數(shù)量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定，必要時(shí)，采用卡扣對(duì)環(huán)向排水管進(jìn)行固定。

邊墻縱向盲溝采用φ100mmHDPE打孔波紋管，外裹200g/㎡土工布。橫向?qū)苊?0m設(shè)置一道，橫向排水管與隧道中心排水溝相連，縱向排水管全線貫通。

本隧道主洞洞身防排水示意圖

本隧道車行通道防排水示意圖

本隧道人行通道防排水示意圖

1.2 施工方法

襯砌背后防排水設(shè)施：

(1) 襯砌背后防排水設(shè)施有縱、橫、環(huán)向盲管、側(cè)埋式縱向排水溝等；環(huán)向排水管采用中50mmHDPE雙壁打孔波紋管，一般按Ⅴ級(jí)圍巖2m,Ⅳ級(jí)圍巖5m,每個(gè)施工縫附近設(shè)置1道，設(shè)置在錨噴支護(hù)和土工布之間，富水區(qū)段或拱部局部滲水較大形成逕流區(qū)段可酌情加密；橫向排水管每20m一道，并與側(cè)埋式縱向排水管相接，縱向排水管全線貫通。縱、橫(環(huán))向排水管采用三通相連接，連接牢固、暢通，安裝坡度符合設(shè)計(jì)要求。

(2) 防排水設(shè)施應(yīng)配合襯砌進(jìn)行施工，施工時(shí)既要防止因漏水而造成漿液流失，還要注意灌筑混凝土或壓漿時(shí)，漿液不得浸入溝管內(nèi)，確保預(yù)埋的透水盲溝不被堵塞；并注意排水孔道的連接，以形成一個(gè)有機(jī)、通暢的排水系統(tǒng)。

(3) 環(huán)向排水盲管應(yīng)緊貼支護(hù)表面或滲水巖壁安設(shè)，排水盲管布置應(yīng)圓順，不得起伏不平，在必要時(shí)可采用卡扣對(duì)其進(jìn)行固定。

(4) 側(cè)埋式縱向排水溝尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求?；A(chǔ)的總體坡度、段落坡度、單管坡度應(yīng)協(xié)調(diào)一致，并符合設(shè)計(jì)要求，不得高低起伏。

(5) 滲漏水集中處可增設(shè)豎向排水管，采用50mmΩ型彈簧排水管，數(shù)量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定。

(6) 所有HDPE打孔排水管均外裹一層200g/m2無紡?fù)凉げ?，防止砂土流入管?nèi)。

(7) 在路面底設(shè)置橫向盲溝，排水至側(cè)埋式縱向排水溝;每10m一道，一般設(shè)置在路面砼板塊橫縫位置，富水區(qū)段可酌情加密。

(8) 施工時(shí)應(yīng)結(jié)合路面橫坡超高情況，調(diào)整側(cè)埋式排水溝管底高程，以確保橫向排水坡度不小于2%。

2 中央排水系統(tǒng)結(jié)晶堵塞處治建議

對(duì)于隧道中央排水管堵塞由兩種解決方案：1、把原有的路緣水溝改造成明溝，2、在中央清理及增設(shè)橫向消防水管。兩種方案僅供參考。

2.1 把原有的路緣水溝改造成明溝

封閉單洞一車道進(jìn)行路緣排水工程施工。

針對(duì)本隧道內(nèi)路面滲水、鼓包實(shí)際情況，封閉單洞左（右）幅一車道，由施工樁號(hào)對(duì)洞內(nèi)路緣排水溝開挖邊線定位，采用輪胎式鎬頭機(jī)對(duì)路緣封閉路段順延隧道路線方向鑿除，找到環(huán)向排水管，保證后續(xù)可使環(huán)向排水管通過直徑φ10的橫向?qū)芘c新施工縱向路緣排水溝連接，同時(shí)利用新施工縱向排水溝截?cái)喾舛逻B接中央排水溝的環(huán)向排水管[1]。

新施工縱向排水溝，為了方便后期疏通等施工，進(jìn)而采用明溝加蓋板形式。使隧道內(nèi)的水直接通過明溝排出洞外。

注意：

在施工過程中要求鎬頭機(jī)和挖機(jī)順?biāo)淼缆肪€方向施工，禁止隨便擺動(dòng)大臂，不可占用第二車道空間，保證邊通車邊施工的安全性；

施工過程中安全指導(dǎo)員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督并指揮交通，以防安全施工發(fā)生及應(yīng)急處理。

注意：

1)溝底鋪設(shè)采用C30砼；2)矩形路緣排水溝溝底標(biāo)高需低于橫向排水管出水口標(biāo)高；3)矩形水溝墻身采用C30現(xiàn)澆鋼筋混凝土砼結(jié)構(gòu)；4)蓋板采用C30預(yù)制鋼筋混凝土砼結(jié)構(gòu)。

2.2 中央清理及增設(shè)橫向消防水管

2.2.1 查找中央排水管堵塞點(diǎn)

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)路面滲水點(diǎn)位置，在路面滲水點(diǎn)上坡位置先開窗，由此判定堵塞點(diǎn)，一般堵塞點(diǎn)在隧道上坡的方向。先在隧道出洞口位置查找檢查井開窗，如開窗位置為堵塞，即判定該區(qū)域已全部堵塞。如出洞口開窗位置未堵塞，在該開窗點(diǎn)和向前40m未滲水位置再開窗，如該該點(diǎn)仍未堵塞，在該點(diǎn)與40m中間位置再開窗，以此方法縮小查找范圍依次開窗直至找到堵塞點(diǎn)；如該中間點(diǎn)開窗位置堵塞了，在該點(diǎn)與出洞口開窗點(diǎn)中間再開窗，與以上方法相同，直至找到堵塞點(diǎn)。找到堵塞點(diǎn)后方可進(jìn)行管道疏通與清洗[2]。

2.2.2 路面及管道開窗

(1) 路面開窗

根據(jù)施工樁號(hào)，對(duì)洞內(nèi)路面定位，使用路面切割機(jī)進(jìn)行切槽，然后使用鎬頭機(jī)對(duì)切槽位置進(jìn)行鑿除，當(dāng)鑿除路面結(jié)構(gòu)層后人工使用電鎬打鑿，盡量減少對(duì)仰拱或找平層的破壞。

(2) 中央排水管開窗

當(dāng)中央檢查井開窗時(shí)位置有偏差，開挖至中央排水管后人工使用電鎬進(jìn)行開槽，使用管道機(jī)器人探勘中央排水管內(nèi)堵塞情況。

路面開窗分段進(jìn)行，以兩檢查井之間250m為一段。原則上只開窗檢查井位置，但實(shí)際施工中偶有部分偏差，我部將使用管道機(jī)器人查找檢查井準(zhǔn)確位置并定位。管道機(jī)器人自帶輪子可以遙控前進(jìn)、后退及自身升降，并且其前段帶有燈光及攝像頭，攝像頭可以360°旋轉(zhuǎn)，可以較為清晰的看清中央排水管內(nèi)的實(shí)際情況。

2.2.3 中央排水管疏通

針對(duì)管內(nèi)的堵塞情況，為保證本次中央排水管疏通進(jìn)度及質(zhì)量，我部將投入WX5120GQX型清洗車等設(shè)備。WX5120GQX型清洗車采用東風(fēng)天錦DFL1120B1型底盤改裝而成的管道疏通專用車輛，軸距為3800MM ，動(dòng)力為東風(fēng)康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)，選用德國(guó)烏拉卡等高壓柱塞泵，選用該系列最短軸距底盤，整車結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)彎半徑小、通過性能好，作業(yè)更方便、更安全[3]。

清洗車上配備的高壓水泵為德國(guó)產(chǎn)柱塞式高壓水泵，標(biāo)準(zhǔn)出水壓力為20Mpa，流量270L/M，疏通壓力大，可選裝高壓清洗噴頭和帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)切割，可清洗排水管道內(nèi)各類頑垢。該設(shè)備有低水位報(bào)警器的泵體保護(hù)，氣動(dòng)控制的高壓泵嚙合控制，確保使用安全。

(1) 清除井內(nèi)堵塞物

人工清除井內(nèi)堵塞物。將需要疏通的中央排水管進(jìn)行分段，兩檢查井之間250m為一段。

(2) 管道封堵

封堵工作是非常重要的一步工作，可以防止堵塞物在疏通過程中流入下游管道，我部采用氣囊封堵法：

氣囊封堵法，將氣囊放入下游中央排水管內(nèi)開始充氣，持續(xù)加壓至1Kg/cm2并保持這個(gè)壓力,在井口橫置工字鋼，固定氣囊牽引繩和進(jìn)氣閥門、進(jìn)氣管等在工字鋼上完成封堵。

本封堵方案

1）根據(jù)確定的分段方案，采用分段清理的方法，封堵的管道采用橡膠氣囊封堵，封堵在出口處和分段處，防止管內(nèi)原有水倒灌，然后抽水清除淤泥。

2）管道降水

管道降水的直接目的是降低施工作業(yè)段上游的水位，防止疏通期間的上游漫溢。

①臨時(shí)截流的設(shè)置如下圖：

②臨時(shí)排水水泵的選型：自吸泵

由于臨時(shí)排水選用防汛靜音自吸泵，具有移動(dòng)方便，避免了采用水泵笨重、拉電源或發(fā)電機(jī)不便的弊病。

說明：a、將出水管用軟管加長(zhǎng)，根據(jù)施工范圍延長(zhǎng)。在高差2m范圍內(nèi)，最長(zhǎng)可達(dá)1000m以上。

b、防汛水泵不是污水泵，因此對(duì)大的顆粒物、垃圾較為敏感，由于臨時(shí)排水的原則是“降低液位”而不是“抽干”，因此，吸水應(yīng)放在水面以下的中間高程，避免吸入底部雜物或水面漂浮物。或在吸管頭設(shè)一個(gè)大的濾網(wǎng)，隨時(shí)可清理外側(cè)垃圾，確保連續(xù)使用不發(fā)生故障[4]。

(3) 中央排水管疏通清淤

通常清洗的方法有：高壓水沖洗車沖洗；鋼刷，活塞刷，清通采用大型吸污車。本次中央排水管清洗依靠高壓沖洗車配合大型吸污車對(duì)管道進(jìn)行疏通，人工輔助。

1）高壓沖洗車清洗疏通

高壓水疏通清洗一般遵循自下而上的原則，即根據(jù)水流方向，首先疏通下游管道，然后逐步推進(jìn)，疏通上游管道。疏通過程中，將抓泥斗放置于管道下游井室，疏通主要使用高壓水車對(duì)管道進(jìn)行反復(fù)沖洗，每清洗一次將抓泥斗內(nèi)的污泥運(yùn)出，循環(huán)復(fù)使將管道內(nèi)淤泥沖洗干凈[5]。

2）對(duì)堵塞嚴(yán)重不易沖洗的選用德國(guó)SPECK泵體的疏通車，最大流量達(dá)到285L/min，最大壓力超過20MPa，配合采用德國(guó)Wamax200型號(hào)旋轉(zhuǎn)刀頭,可切硬堵塞物，或者配合KEG旋轉(zhuǎn)刀頭，可切割雜物、較軟堵塞物等中央排水管內(nèi)障礙物。

2.2.4 中央排水管內(nèi)疏通后堵塞物的處理

在堵塞物疏通過程中，堵塞物主要以兩種方式存在，濕狀堵塞物和硬質(zhì)塊堵塞物。針對(duì)清理出來的堵塞物我部委托外單位統(tǒng)一處理，通過專業(yè)運(yùn)輸設(shè)備外運(yùn)至指定單位和指定處置地點(diǎn)。

2.2.5 中央排水管清理后的效果檢查

在管道清理后先用高壓水管進(jìn)行通水試驗(yàn)，觀察其水流量。然后使用管道機(jī)器人進(jìn)入中央排水管進(jìn)行逐段檢查，仔細(xì)查看管道機(jī)器人的傳輸影像，確保中央排水管內(nèi)清理干凈。

2.2.6 預(yù)埋高壓水管

中央排水管疏通清理后，在每間隔250m處的檢查井處先對(duì)路面進(jìn)行橫向開槽，在檢查井邊側(cè)鉆孔，預(yù)埋DN65消防管，消防管一端接至檢查井內(nèi)，消防管管口朝斜向下游中央排水管；另一端預(yù)埋至路緣溝的沉砂井井身，并對(duì)該處接口上安裝密封蓋，需使用時(shí)用消防軟管將該處接口與消防洞室內(nèi)消防栓連接即可沖洗管道，方便日后定期沖洗中央排水管[6]。

2.2.7 開窗位置的澆筑

(1) 檢查井位置恢復(fù)。檢查井位置的恢復(fù)先將檢查井的破損蓋板更換，然后對(duì)開窗位置有松散的混凝土鑿除進(jìn)行，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片使用早強(qiáng)混凝土澆筑，在保證施工質(zhì)量前提下，盡量縮短施工時(shí)間，早日恢復(fù)高速通行。

(2) 中央排水管位置恢復(fù)。將破損的排水管切除，重新埋設(shè)排水管，使用土工布包裹好排水管子，然后使用混凝土整體澆筑、恢復(fù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

上面兩種方案，第一種適合在封道困難的路段，但施工費(fèi)用較高，第二種適合在封道方便，施工費(fèi)用較低。綜上所述，建議后續(xù)設(shè)計(jì)單位在富水區(qū)盡量?jī)?yōu)化隧道排水系統(tǒng)，避免類似堵塞問題。