公路隧道工程施工中的防排水原因與防治措施分析

晁曉輝

摘 要：本文主要結(jié)合巴基斯坦KKH項目堰塞湖改線段G3標(biāo)隧道防排水施工經(jīng)驗，從公路隧道防排水設(shè)施的設(shè)置原則、隧道防水原因分析、采取防治措施等方面進(jìn)行簡要的闡述。

關(guān)鍵詞：公路隧道；施工；防水設(shè)施

1巴基斯坦KKH項目G3標(biāo)隧道項目概況

巴基斯坦喀喇昆侖公路堰塞湖改線項目是原喀喇昆侖公路改擴(kuò)建項目（簡稱KKH項目）的衍生項目，是中巴兩國陸路通道的咽喉部位，KKH項目G3標(biāo)包括4#、5#隧道，4#隧道起止樁號為：K659+545-K662+225（其中長鏈：56.769米），洞長2736.769米；5#隧道起止樁號為：K662+765-K663+175，洞長洞長410米，兩條隧道合計長度3146.769米。

主要技術(shù)指標(biāo)：公路等級：三級；設(shè)計行車速度：40km/h；隧道凈寬：9米；隧道內(nèi)輪廓凈高：7.075m；隧道建筑限界高度：5.2m。

項目所在區(qū)域山勢陡峻，侵蝕切割強(qiáng)烈，4#、5#隧道巖性為強(qiáng)風(fēng)化片麻巖，主要分布于隧道洞口，隧道洞身段為中風(fēng)化片麻巖，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖質(zhì)較硬，地址構(gòu)造相對穩(wěn)定；地下水主要為孔隙水和基巖裂隙水。

2隧道防排水設(shè)施的設(shè)置原則

2.1設(shè)置原則

隧道防排水施工，是隧道施工過程中質(zhì)量管控的重點，也是隧道運營期極易出現(xiàn)的質(zhì)量通病。隧道防排水質(zhì)量控制和隧道圍巖等級、地址構(gòu)造、裂隙發(fā)育、地下水分布、排水設(shè)施、材料選擇、季節(jié)變化、過程質(zhì)量管控等密切相關(guān)。因隧道施工中，經(jīng)常遇到隧道圍巖等級、地址構(gòu)造、裂隙水等實際因素和設(shè)計不符的情況，我們應(yīng)因地制宜，及時調(diào)整防排水設(shè)計方案，合理設(shè)置隧道防排水設(shè)施，從設(shè)計源頭解決隧道中防排水問題。設(shè)計應(yīng)遵循防、排、堵、截相結(jié)合的設(shè)計原則，以防為主、綜合治理，保證隧道防排水施工達(dá)到設(shè)計要求。

2.2具體設(shè)置內(nèi)容

①洞外排水：根據(jù)實際地形條件，在洞口外邊仰坡大于5米位置設(shè)置洞頂截水溝，將邊、仰坡位置的水引流出洞口位置；不具備設(shè)置截水溝條件的，明洞回填后，設(shè)置排水溝引流出隧道區(qū)域外排走。

②明洞排水：明洞拱圈施工完成后，鋪設(shè)防水土工布，再設(shè)置黏土隔水層防水，明洞端墻或擋墻部位設(shè)置縱向排水管與橫向排水管連接，將洞頂部位滲水引入隧道內(nèi)邊溝排走。

③暗洞排水：隧道暗洞復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)一般設(shè)計為土工布加防水板防水，每道施工縫位置設(shè)一道橡膠止水帶防水。環(huán)向排水管采用Φ100半圓管，按照設(shè)計間距布置，環(huán)向排水管與隧道兩側(cè)的縱向Φ100PE排水管相通，最后通過橫向Φ100 mm半邊打孔PE管將縱向排水管與中心排水溝相連，由中心排水溝集中引水至隧道洞外，洞外排水埋設(shè)中心排水管，如果冬季氣候寒冷，還應(yīng)覆蓋保溫材料，防止冬季結(jié)冰。洞內(nèi)縱向管每50米設(shè)置一道縱向管檢查井，中心排水溝每200米設(shè)置一道中心溝檢查井，隧道運營后路面沖洗水，通過路面邊溝引出洞外。

隧道防排水工程主要以以上三種方式組成完善的排水系統(tǒng)。

3公路隧道防水施工現(xiàn)狀

在隧道防水施工當(dāng)中，我們需要綜合考慮到各種因素，合理的選擇施工卷材、工藝等，然后合理的應(yīng)用防水設(shè)施，建立防水施工體系，完善施工管理制度等方面。根據(jù)我們隧道防水項目的實際效果而言，有很多項目是沒有達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的，致使隧道防水效果較差，降低了隧道建成后的安全性與穩(wěn)定性，甚至?xí)θ藗兊某鲂邪踩珟硗{，因此目前我們急需要提升隧道防水施工的整體水平。

4隧道防水施工原因分析

4.1隧道拱頂裂縫，扯斷止水帶漏水

當(dāng)前很多施工單位都采用較為傳統(tǒng)的先拱后墻整體襯砌的形式來進(jìn)行防水作業(yè)，然而在具體作業(yè)當(dāng)中，由于較快的開挖上導(dǎo)坑，同時上下導(dǎo)坑有著較大的距離，若是封閉不及時，將會容易出現(xiàn)端部下沉的現(xiàn)象。在開挖導(dǎo)坑過程中，將加大端部的下沉，從而使得拱頂裂縫的出現(xiàn)，扯斷止水帶，最終導(dǎo)致漏水的情況出現(xiàn)。

4.2橡膠止水帶環(huán)形施工縫處的滲水

隧道拱圈之間一般每隔10米設(shè)置一道環(huán)形施工縫，施工位置用橡膠止水帶止水，在下一道拱圈襯砌混凝土施工時，若是沒有鑿毛上一個拱圈襯砌混凝土表面，導(dǎo)致不能牢固的粘結(jié)新舊混凝土，將會導(dǎo)致止水帶變形的情況出現(xiàn)，其防水作用也將會大幅降低。混凝土在填塞馬口凝固時，有著十分大的收縮，若是沒有密實的粘結(jié)混凝土與止水帶，則會產(chǎn)生裂縫從而出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

4.3縱向盲溝管堵塞漏水

最后若是沒有包裹好襯砌混凝土外縱向盲溝管，堵塞問題出現(xiàn)的幾率極大，減緩水流匯集的速度。同時在設(shè)置排水導(dǎo)管的坡度時沒有把握好，將會無法排出地下水，造成漏水問題的出現(xiàn)。

4.4中心排水溝堵塞

隧道中心排水管施工中，縱坡控制不嚴(yán)格，或是縱坡坡度太小，在隧道裂隙水匯集到中心排水溝后，如果存在硅酸鹽成分的礦物質(zhì)，長時間后，容易在縱坡較緩位置堵塞中心排水溝，造成路面結(jié)構(gòu)層浸水破壞。

4.5裂隙水隨著季節(jié)規(guī)律性變化

隧洞施工中，我們經(jīng)常遇到在冬季隧道裂隙水流量小，或者沒有裂隙水出現(xiàn)，在夏季隨著溫度升高，隧道洞頂融雪導(dǎo)致水量增大，夏季構(gòu)造裂隙水涌水量增加，導(dǎo)致隧道完工后，出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。

5主要采取以下幾種防治措施

5.1對隧道涌水量進(jìn)行科學(xué)的測量

公路隧道的施工質(zhì)量會受到涌水量多少的影響，因此在施工之前就需要對隧道涌水量進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測，從而制定合理的措施進(jìn)行防水，避免過多的積水帶來水害問題。

5.2設(shè)計合理防排水方案

①在設(shè)計防水施工方案前，根據(jù)碎隧道涌水量的科學(xué)預(yù)測，施工現(xiàn)場的氣候條件、技術(shù)應(yīng)用等方面綜合考慮各種影響因素，對施工方案進(jìn)行合理的設(shè)計。

②根據(jù)防水工程的具體要求，選擇合理的防水材料，同時需要根據(jù)要求檢測防水材料的性能，堅決抵制不合格的防水材料應(yīng)用到施工當(dāng)中。

③隧道開挖過程中，根據(jù)裂隙水變化，必要時調(diào)整中心排水管縱坡，加密中心排水溝檢查井，增加環(huán)向排水溝，鋪設(shè)雙層土工布等措施，保證隧道防排水設(shè)計方案合理。

5.3襯砌混凝土自防水施工質(zhì)量控制

隧道二次襯砌混凝土澆筑過程中，襯砌臺車中振動器系統(tǒng)要布置合理，確保混凝土振搗到位，混凝土密實，不產(chǎn)生裂縫，為避免普通混凝土澆筑后產(chǎn)生的收縮開裂，一般在混凝土配合比中加入防裂型FS防水劑，可以起到較好的防滲效果。

5.4安裝縱、環(huán)向排水管

在安裝以及鋪設(shè)系統(tǒng)排水盲管時，主要通過以下方式進(jìn)行：首先，安裝縱向PE盲管，將盲管用卡子固定在設(shè)計位置；其次，安裝環(huán)向盲管，在噴射混凝土表面做好安裝位置的標(biāo)記，固定環(huán)向排水管。安裝過程中，根據(jù)隧道滲漏水的具體狀況，盡量在出水點以及凹處通過，適當(dāng)調(diào)整、或加密環(huán)向排水管布置。鉆孔朝著水源方位，然后單排盲管插入，合理的封堵四周，保證排水盲管能夠把地下水引出。

5.5鋪設(shè)防水板

①隧道防水板的施工，是隧道防水處理的重要部位，一般防水板材選擇ECB防水板、EVA防水板、PVC防水板等材料。防水板材的抗拉強(qiáng)度、抗?jié)B透性、耐酸堿性、斷裂延伸率等技術(shù)指標(biāo)必須滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

②鋪設(shè)流程：鋪設(shè)準(zhǔn)備→防水板鋪設(shè)→防水板固定→防水板焊接→質(zhì)量檢查→移工作平臺→下一循環(huán)

③防水板鋪設(shè)一般在二次襯砌10～20m前位置施工，采用自動爬行熱焊機(jī)進(jìn)行熱熔焊接，接縫為雙焊縫，焊接溫度應(yīng)控制在200～270℃之間，并保持適當(dāng)?shù)臏囟燃纯刂圃?.1～0.15m/min范圍內(nèi)；細(xì)部處理或局部修補(bǔ)采用手持焊槍。單條焊縫的有效焊接寬度一般大于10mm，焊接要求嚴(yán)密，不得出現(xiàn)焊焦焊穿。

④防水板的搭接縫焊接質(zhì)量一般采用充氣法檢測，或采用比較簡單的方法是在焊縫上涂肥皂水，有氣泡的地方不合格，需要重新補(bǔ)焊，直到不漏氣為止，經(jīng)檢測合格后，方可進(jìn)入下道工序施工。防水板表面應(yīng)平順，無明顯褶皺、無氣泡、無破損，當(dāng)隧道斷面輪廓凸凹不平時，要預(yù)留足夠的松散系數(shù)，并增加懸掛點，保證防水板面與混凝土表面緊密相貼。

5.6止水帶及止水條施工

①止水帶施工工藝流程：安裝檔頭模板及鋼筋卡扣→固定止水帶→澆筑混凝土→拆擋頭模板→下一個循環(huán)。

②施工控制要點：一般施工縫、變形縫采用中埋式橡膠止水帶，止水帶安裝定位后，模筑襯砌混凝土澆筑過程中，止水帶附近振搗一定要密實，且不得碰撞止水帶，防止止水帶偏位。

5.7中心排水溝的施工

中心排水溝一般在隧道開挖過程中，仰拱施工前進(jìn)行埋設(shè)施工，在隧道施工為順坡施工時，應(yīng)設(shè)置排水溝，防止隧道水漫流；反坡施工時，配置排水機(jī)械，設(shè)置機(jī)械排水管路。中心排水溝施工中，盡量避免隧道洞內(nèi)裂隙水直接排進(jìn)中心排水溝，并且要中心排水管端部設(shè)置鐵篦子，防止泥渣進(jìn)入，堵塞中心排水管。

中心排水管縱坡一定巖嚴(yán)格控制，埋設(shè)要規(guī)范，管節(jié)之間要確保閉水，不漏水，且預(yù)制中心排水管質(zhì)量要合格，避免在出渣過程中重型機(jī)械壓壞管節(jié)。如果裂隙水流量較大，可增設(shè)中心排水管檢查井，防止后期疏通。同時，根據(jù)施工中裂隙水的實際情況，如果涌水量較大，要變更中心排水管管徑，加密中心排水管檢查井的設(shè)置數(shù)量，防止后期疏通困難。

5.8隧道運營期滲漏水的處理方法

隧道在施工完成后，經(jīng)常出現(xiàn)局部滲漏水現(xiàn)象，一般在采取交通管制的情況下，對滲漏部位進(jìn)行處理。通常采用以下方法：

化學(xué)注漿法：適用于伸縮縫、變形縫等局部位置處的滲漏，注漿材料一般選擇環(huán)氧樹脂等材料；面層法：適用于隧道洞內(nèi)大面積滲水，一般采用自粘膠膜防水卷材處理；特殊引導(dǎo)法：對于局部漏水嚴(yán)重部位，采用局部刻槽后，預(yù)埋環(huán)向排水管，將裂隙水引導(dǎo)至中心排水溝，最后封堵刻槽位置。

6 結(jié)語

為保證隧道防排水施工質(zhì)量滿足設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求，避免在運營過程中出現(xiàn)滲、漏水等質(zhì)量問題，影響隧道安全運行，因此，我們要對隧道防排水原因進(jìn)行科學(xué)分析；因地制宜的選擇合理的技術(shù)方案，采取科學(xué)的防治措施，提升隧道防排水施工的質(zhì)量，為公路隧道工程的質(zhì)量提供保障。

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