山嶺隧道防排水技術研究

彭小慶（1.山西省交通科學研究院，山西　太原　030006；2.黃土地區公路建設與養護技術交通行業重點實驗室，山西　太原　030006）

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山嶺隧道防排水技術研究

彭小慶1，2
（1.山西省交通科學研究院，山西太原030006；2.黃土地區公路建設與養護技術交通行業重點實驗室，山西太原030006）

摘要：對山嶺隧道的防排水技術及其存在的問題進行了分析，提出了山嶺隧道防排水設計的優化方法，論述了山嶺隧道防排水系統的施工質量控制要點，為實際工程應用中山嶺隧道的防排水設計及施工提供了參考。

關鍵詞：山嶺隧道，防排水，質量控制

在山嶺隧道建設過程中，防排水系統十分關鍵，若防排水系統設計或施工不良，會導致隧道出現滲漏水現象，滲漏水會危害隧道襯砌內部結構的穩定性，破壞隧道中的通風、照明、消防等設施的可靠性，造成路面濕滑，直接威脅行車的安全性，嚴重降低隧道的使用壽命和服務水平［1，2］。山嶺隧道在交通建設中起到了很重要的作用，在山嶺區道路建設中，占有很大比例。盡管我國當前防排水技術已經取得了很大發展，但已建成的山嶺隧道中仍然存在滲水、漏水現象［3，4］。因此，研究山嶺隧道防排水技術具有重要的現實意義。本文首先對山嶺隧道防排水技術進行闡述，分析當前存在的常見問題，并提出設計的優化方法和施工的質量控制要點，以促進我國山嶺隧道防排水技術的發展。

1　山嶺隧道防排水技術及存在問題

山嶺隧道防水主要指阻止地下水從隧道的拱部或邊墻進行滲漏，而排水則是將襯砌背后的地下水匯集到邊墻腳后通過泄水孔排出［5］。當前山嶺隧道建設中常用的防排水技術方法有：初期噴錨支護防水、噴射混凝土防水、塑料防水板防水層、二次襯砌混凝土的防水、施工縫和變形縫的防水、隧道襯砌的排水系統等［6］。

近年來，山嶺隧道防排水技術不斷發展和完善，但經常出現諸如以下問題：1）泄水盲溝入水口以下基礎混凝土底面與基巖之間的區域易形成一個富水盲區。在防排水設計中，針對隧道邊墻和頂部基巖滲漏出來的水，容易進行處理，但從流入基巖面和基底基巖滲漏出的水會逐漸匯集到隧道底部，使隧道基地長期泡于水中，嚴重影響隧道的結構穩定性。2）邊墻的防水板易被破壞。在隧道建設中二次襯砌混凝土的防水法應用最為廣泛，但鋼筋施工過程中，防水板很容易被破壞，導致隧道出現滲漏水問題。3）防水板易于老化破損。隧道的設計壽命通常為50年～100年，一般采用PE板、PVC板等高分子聚合物作為防水材料，隨著材料的不斷老化，材料的強度和物理力學性能不斷降低，且修復工作難以進行。4）排水盲管未充分發揮其排水功能。在防排水系統設計中，通常采用圓形排水盲管，并沿隧道環、縱向按一定距離設置。通常情況下，水流容易沿環向盲管流動，但難以沿縱向盲管流動，從而導致縱向盲管失去排水作用。針對山嶺隧道防排水建設中存在的一些問題，筆者認為應從優化隧道防、排水設計方法和嚴格施工質量控制等方面入手，來改善山嶺隧道的防排水系統建設。

2　山嶺隧道防排水優化設計

2.1環向排水管布設

針對環向排水管的設計，應從以下方面進行改善：1）在正常環向排水管布置的基礎上，針對圍巖易出現集中涌水位置，增設環向圓形排水管，以隧道增強排水性能，同時將環向排水管的水導流至隧道兩側的縱向排水管；2）針對圍巖小面積線狀出水情況，設置防水板于噴射混凝土表面，并將排水導至縱向排水管，另外加大橫向排水管的布置數量，將水引入中心排水溝，保障排水通暢；3）對于出現大面積滲水部位，增設環向排水盲管和橫向排水管。

2.2側墻縱向施工縫防水

側墻縱向施工縫接端面可通過向隧道外傾斜角度不小于3%的方式進行設計，同時在水平施工縫平面部位布設兩個注漿止水條，進一步提升水平施工縫的防水性能。

2.3環向施工縫防水

中埋式止水帶由于不易施工，經常會出現防水不良問題，不能滿足排水要求，所以在施工過程中，對于環向施工縫部位，可以頂替采用較為簡單的背貼式止水帶，另外，可加設一條膨脹止水條，從而加強施工縫位置的防水性能。另一方面，為進一步提高防水板的防水能力，可使用一布兩板的方式處治環向施工縫的防水板焊縫部位。

2.4縱向排水管設計

為增強對環向排水管和墻腳處滲的地下水的收集能力，形成分區防水并降低水垢阻塞排水管的幾率，采用V字形狀設計縱向排水管的縱向線形，同時在圍巖開挖腳部加設一組V字形管徑100的雙臂單側打孔波紋管，并用其連接所增加的縱向排水管與原有的縱向和中心排水溝，從而成為一體。

采用以上防排水設計方法，依托山西某山嶺隧道進行了實際工程應用，收獲了很好的防排水效果。

3　山嶺隧道防排水施工質量控制

在山嶺隧道防排水系統施工過程中，進場會出現有圍巖基面或初期支護混凝土表面平整度不滿足要求，防水板的施工不合理，施工縫、變形縫處的止水帶設置不穩定，排水管的連接、線性不符合規定等一系列問題，嚴重影響隧道防排水系統的施工質量。因此，在施工過程中，必須加強對防排水材料的檢查和施工工藝的質量控制，從而保障防排水系統的施工質量。

3.1初襯混凝土或圍巖基面質量控制

針對初襯混凝土或圍巖基面的施工質量應做好以下幾方面工作：1）外觀檢查。仔細檢查初襯基層表面的外觀，確保初襯基層表面的清潔，有利于保障初襯表面的平整度和圓順性，針對疏松的初襯表面可通過鑿除和修補進行處理。2）檢查初襯平整度。要確保支護基層表面平整度滿足D/L≤1/8（D和L分別為初期支護基層相鄰兩凸面凹進的深度和距離）。3）仔細檢查尖銳凸出物。對于噴射混凝土排水施工法，要注重仔細清楚混凝土表面較大的尖銳物，尤其是錨桿頭、鋼管頭、鐵絲等凸出物，同時在清除之后進行表面抹平，以確保混凝土表面的平整度。4）檢查滲漏水問題。通過檢查確保初期支護的滲漏水部位一切正常。

3.2防水板鋪設質量控制

針對防水板部位的施工質量控制，需要注意以下幾個要點：1）確保防水板的懸掛點之間的距離和部位科學合理，且懸掛點要保證穩定可靠。2）在固定防水板時，不得過緊或者存在大的鼓包問題，松弛程度控制在1.1～1.3，防水板的鋪設走向要與隧道基面保持一致、且表面平整。3）在進行隔熱板施工或者二次襯砌鋼筋焊接后，要檢查防水板是否受到損害。4）檢查防水板施工是否存在漏焊、假焊、烤焦、焊穿等問題，如發現問題應及時進行修補。

3.3變形縫及施工縫質量控制

在變形縫和施工縫施工過程中，需要進行質量控制的施工要點包括：1）檢查先澆段接頭處混凝土的表面是否已實施鑿毛處理。2）確保止水帶牢固可靠且位置準確，避免出現移位現象，一旦發現移位，應立即進行調整處理。3）確保止水帶的壓茬走向準確，從而保障排水能夠有效的流入排水系統中。4）在施工縫位置混凝土澆筑時，要均勻振搗，確保止水帶與混凝土緊密連接在一起，而且在操作過程中要防止止水帶出現移位。5）在二次襯砌堵頭板拆除和二次襯砌鋼筋施工過程中，注意確保止水條和止水帶不受到損壞和偏移，出現損壞問題及時處理。6）止水帶接頭通常使用搭接或復合接的方法，應確保安裝準確。

3.4排水管安裝質量控制

在排水系統的安裝施工中，需要注意加強環向、縱向、橫向排水管以及中心排水溝的施工質量控制。

3.4.1環向排水管

環向排水管的施工質量控制需要注重以下幾點：1）巖面找平檢查，仔細檢查開挖面混凝土的表面平整度，確保排水管精密圓順的與混凝土貼合在一起，避免出現凹凸不平問題。2）確保環向排水管的設置間距滿足設計要求。3）進行定位檢查，采用鋼卡將環向排水管進行固定牢靠，防止噴射混凝土使排水管出現移位。4）檢查排水管的圓順度，在施工過程中，容易出現排水管固定不牢等問題導致排水管偏移，阻礙管道排水的暢通性。5）仔細檢查環向排水管與縱向排水管的連接部位，確保長度和位置的準確性。6）檢查環向排水管出口是否暢通，防止出口處在施工中被混凝土阻塞，影響排水。

3.4.2縱、橫向排水管及中央排水溝

在縱、橫向排水管及中心排水溝施工中，需要做好以下質量控制：1）檢查透水孔的規格和間距是否合理，并確保透水孔的暢通性。2）檢查基座的尺寸是否滿足排水管的布置要求，防止排水管安裝出現懸空或傾斜情況，影響排水效果。3）排水管的安裝需滿足坡度的設計要求，不能出現逆坡現象，以免排水管內流水出現阻塞或者倒流。4）檢查縱土工布的包裹方式是否符合要求，防止泥沙進入排水管。5）做好三通檢查工作，確保連接接頭牢固、連接圓順自然。6）檢查防水板半包縱向排水管設置是否合理。7）檢查排水管的間距是否符合要求，避免出現晃動和移位問題。8）對于中央排水溝，應仔細檢查沉砂井的位置和尺寸、井蓋、保溫層、梯凳等是否滿足要求。

4　結語

本文對山嶺隧道防排水技術進行了闡述，分析了當前存在的常見問題，并提出了設計的優化改進措施以及施工的質量控制要點，以促進完善當前隧道防排水結構設計方法，增強施工縫和排水管的防、排水能力，進一步提升山嶺隧道防排水系統的功能，為我國山嶺隧道防排水系統的實際工程應用提供參考。

參考文獻：

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［7］常明.高速公路長大隧道的防排水設計淺談［J］.山西交通科技，2006（4）：48-50.

中圖分類號：U453.6

文獻標識碼：A

文章編號：1009-6825（2016）06-0177-03

收稿日期：2015-12-15

作者簡介：彭小慶（1984-），男，工程師

Study on waterproof and drainage techniques of mountain tunnel

Peng Xiaoqing1，2
（1.Shanxi Academy of Traffic Science，Taiyuan 030006，China；
2.Loose Region Highway Construction & Maintenance Traffic Industry Laboratory，Taiyuan 030006，China）

Abstract：The paper analyzes mountain tunnel waterproofing and drainage techniques and existing problems，puts forward mountain tunnel waterproof and drainage design optimizing methods，finally discusses construction quality control points of mountain tunnel waterproof and drainage system，which has provided some guidance for the mountain tunnel waterproof and drainage design and construction in actual engineering application.

Key words：mountain tunnel，waterproof and drainage，quality control