公路隧道防水及排水系统设计探讨

公路隧道防水及排水系统设计探讨

李盛亮

辽宁省公路勘测设计公司辽宁110006

摘要：目前我国公路隧道在勘察设计、施工与运营管理等方面的水平都有了显著提高，而公路隧道建设也逐渐增多，它的出现主要是为了缓解交通压力，同时也能够解决路基深挖问题。70年代我国隧道建设在引入新奥法后，未及时采用引流、隔水措施，隧道渗漏水情况并未得到明显改善;80年代中后期，隧道工程人员认识到隧道渗漏水所带来的严重安全隐患，故而，施工企业应注重防水材料以及施工工艺的选择，提升自身施工水平，从而提高公路隧道施工质量。

关键词：公路隧道；防水；排水；设计

1导言

随着近几年我国公路隧道建设的不断增多，目前在运营的隧道中，渗漏水已逐步成为隧道的主要病害之一，用于诊治渗漏水病害的费用也十分高昂。随着技术的进步、经验的积累及防水材料的发展，公路隧道防排水技术也日趋成熟。然而，从建成和在建的隧道来看，还有相当一部分隧道由于种种原因出现较为严重的渗漏水现象，甚至出现还未完工就需要处治的情况。

2隧道防水系统设计现状

我国隧道修建主要采用新奥法原理，复合式衬砌结构设计施工，经过多年以来探索与创新，基本形成了我国特有的隧道防排水体系。复合式衬砌结构是洞身防水和排水行之有效的结构，其特点是能防水，以衬砌结构封堵围岩渗水，设置防水层，抵挡水害于洞身之外。防水层的设置一般包括喷涂防水膜或者设置符合防水卷材、防水隔板等。喷涂防水膜，最大的缺点是对初期支护的平整度要求较高，同时，还需要干燥的环境，而在隧道施工的恶劣环境下很难达到平整、干燥的要求，因此，很少出现在当前的隧道施工中。目前，国内常见的做法是通过设置防水板，即在初期支护与二次衬砌之间铺设防水卷材，防水卷材一般有土工布及塑料防水板组成，包括有聚氯乙烯(PVC)、高密度聚乙烯(HDPE)及氯化聚乙烯(CPE)等材料。

另外，通过围岩注浆堵水方法来进行适当防排水设置，通过减小隧道周边岩体的渗透系数来降低渗水量。

3公路隧道防排水施工技术工艺存在的问题

3.1公路隧道防排水施工技艺不够规范

我国对不同公路隧道相关防排水施工技艺做了规范和规定，但是在进行具体的实施工作上却没有充分考虑到效率和经济问题，也没有对这两者进行系统研究，在公路隧道防排水施工技艺和举措上规范度不高；另一方面，公路隧道施工人员的专业施工技艺水平不高，这就使得施工质量难以得到有效的保证，这些都为公路隧道施工埋下了质量安全隐患，带来了渗漏现象。

3.2公路隧道防排水设计没有充分的依据作支撑

在进行公路隧道防排水施工时，设计工作做得不够到位，这主要是由于在公路隧道施工过程中，其地质条件是比较复杂的，而对其地质条件进行勘探费用比较高昂。一般情况下很难支付得起高昂费用来对其地质情况进行勘探，因此也就很难准确地了解和掌握公路隧道的地质情况究竟如何；另一方面公路隧道中地下水运动是一个极其复杂而不规律的运动，对其不能够准确地进行计算，地下水运动会对公路隧道的整体结构产生渗透作用和影响。在进行公路隧道防排水设计时，相关设计人员没有充分设计依据作支撑，也没有相关的建设性意见来指导其进行设计，使得其在进行公路隧道防排水设计工作前，不能够充分地考虑到公路隧道地质情况和水文情况，对这两者了解度和掌握度不高，对公路隧道周边地下水水源、流向、水量等以及水质勘察工作也不全面，这些都导致了公路隧道防排水设计没有充分的依据作支撑。

4公路隧道防水及排水系统设计

4.1隧道防排水设计

4.1.1一般结构

完善的隧道防排水设计应遵循“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，设计中须对地表水、地下水进行妥善处理，降低隧道结构周围地下水赋集，设置合理的截排水管路和隔水措施，使得隧道结构拥有一个完善通畅的防排水系统。达到隧道防水可靠，排水畅通，运营期间隧道内不渗不漏，基本干燥的要求，从而保证结构和设备的正常使用，达到行车安全的目的。

4.1.2防水措施

隧道防水的目的是将地下水隔离在二次衬砌之外，从而保证隧道洞内保持基本干燥。现在通用的做法是在初期支护与二次衬砌之间敷设防水板起到隔水作用，成为隧道衬砌结构的第一道防水措施;并在隧道拱部及边墙的二次衬砌采用防水混凝土，防水等级一般不小于P6，这样二次衬砌成为第二道防水措施。二次衬砌变形缝、纵向施工缝等结构薄弱处采用止水带、止水条止水等加强防水。

4.1.3排水措施

按照地下水与地表水分开引排的原则进行设计，特别是黄土隧道雨季施工时，应尽早做好地表的防排水系统。隧道开挖后，根据地下水的发育情况，在防水板外侧设置环向排水管，将围岩渗漏水引至边墙底部设置的纵向排水管内，再通过横向排水管将水引入隧道中心排水沟，最终排出洞外。

4.2施工缝、沉降缝防水

（1）在隧道施工缝处理时，需要在施工缝处采用一道SM胶，SM胶涂刷在二衬混凝土施工缝中间位置，施工缝表面必须干净无灰、无杂物，SM胶确保混凝土接缝环向全部覆盖。（2）变形缝处采用QDM-IT注浆管加两道SM胶复合施工，QDM-IT注浆管布设在施工缝中间位置，SM胶布设在注浆管两侧。注浆管在施工缝环向全长设置，该预埋注浆管系统其注浆时间可自由选择，若不渗漏水可不注浆；若有渗漏水，可注入油性聚氨酯浆液封闭，注浆压力按0.5～1.4MPa控制。（3）二次衬砌表面每道施工缝、变形缝，在二衬施工完成后沿施工缝环向切割宽5cm，深2cm的矩形槽，与两侧电缆沟盖板外侧预留矩形槽相连，使少量渗漏水流入两侧排水边沟。切割的矩形槽内涂刷改性沥青。

4.3衬砌结构的自防水

地层富水地段，宜采用复合式衬砌支护。（1）应加强超前注浆堵水及超前小导管注浆加固，通过喷锚支护封闭开挖面，起到初步防水的效果；（2）在初支和二衬之间，应设置夹层防水层。二次衬砌混凝土一般采用C30防水混凝土，抗渗等级不小于P8，严控施工质量，确保混凝土的密实性。

4.4防水板加土工布的吊挂工作

隧道边墙区域附近，拱部横向间距与纵向间距均为1m，施工人员使用电钻打孔，将碰撞螺栓打入，之后截取长度为3mm的铁线，并拉紧，然后将其水平固定于螺栓之上，之后将防水板加土公布沿着台架成环向展开。同时，施工人员托举防水板加土工布，并使其与岩面贴近，吊挂于铁线之上。吊挂工作完成，施工人员还需将其与下幅防水板加土工布相粘，使其成为一个整体。施工人员需将接缝处放平，并施加压力，以确保粘结的牢固程度，且搭接宽度应大于10cm。除此以外，施工人员还应在纵向搭接和环向搭接中间加设一层防水板。施工人员在焊接多层防水板过程中，应保证搭接区域的焊缝彼此错开，不可存在三层以上的搭接重叠。

4.5中心排水沟

国内隧道一般采用管状中心排水沟，由于地下涌水难于估量，有时涌水(特别是施工期间)超过了中心排水沟的泄水能力，而矩形沟槽在泄水能力上远大于管状排水沟，因而在长隧道、特长隧道中可适当采用矩型沟槽的形式。中心排水沟检查井一般200～250m设置一道，检查井一般设在沥青面层以下，打开困难且影响交通，可每隔50m设一沉砂池降低清淤次数。

结束语

综上所述，完善的防排水系统是确保隧道在运营过程中行车安全和结构实体工程使用寿命的良好保障。作为施工企业，应不断提高施工人员对隧道防水施工技术使用的熟练程度，从而确保隧道工程整体质量

参考文献

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