高速公路隧道防排水施工技術的應用探究

王磊

山西路橋第五工程有限公司 山西太原 030006

近年，高速公路運輸發展迅速，成為我國交通運輸的一個重要方式，而高速公路隧道在高速公路體系中占有重要地位。高速公路隧道的排水施工可以保證長久穩定地使用高速公路隧道，如果工作人員在實際設計時忽視了這一方面，將會增加路面積水、路面損壞、翻漿等情況發生的可能性，影響隧道實際使用效果[1]。

1 高速公路隧道排水設計簡介及其重要性

為保證高速公路能發揮其自身優勢，減少不利影響，相關施工人員須選擇高等級高速公路建設方式，高速公路隧道建設工作在實際施工中越來越重要。高速公路隧道是我國高速公路工程結構之一，選擇此方式完成高速公路建設工作，不僅可以縮短施工路線，還可以保證高速公路線形，為行車提供方便，提高實際施工質量。此外，還能降低出現滾石、泥石流等自然災害的可能性，盡可能保護當地生態環境。近年，我國高速公路隧道建設數量越來越多，通過高速公路隧道建設工作調查發現，隧道與水之間存在著天然矛盾，許多高速公路隧道建設工程都因排水問題，導致出現工期延長、成本增加等情況，不僅嚴重影響后續使用，甚至還可能出現工程事故[2]。

2 高速高速公路隧道防排水施工技術的應用

2.1 地下水的控制和排除原則

一是對洞內地下水以預防為主，堅持“有疑必探，先探后掘”的原則。二是為減小高速公路隧道運行期對地下水環境的影響，在工程中采取的滲控方案主要為：對存在地下水環境影響洞段在施工程序上將二次襯砌和永久徑向防滲灌漿提前到滯后掌子面一定距離，與掌子面開挖同步進行；襯砌根據外水壓力采取襯砌自防水，或在襯砌外設徑向固結灌漿限排，灌漿標準（灌后透水率）按不大于5Lu控制。三是對預報滲水量大的洞段特別是軟弱破碎洞段，在開挖前進行超前注漿以控制地下水。四是通過掌子面超前注漿預處理，減小掌子面突涌水風險；通過開挖后同步二襯和徑向注漿，減小施工期洞內抽排水量。五是經前述預報與降水控制后，剩余的洞內水以自流或強制抽排的方式排放出洞[3]。

2.2 防水板材鋪設、固定

首先，進行建筑防水層鋪設時，可通過鋼釘圈、防水塑料暗釘墊固定防水層基面。在施工環節，做好防水塑料板材固定工作較為重要，施工人員應按照實際防水情況對相關的材料進行加工，將材料應用到防水板的固定工序中，保障固定施工的質量。其次，進行混凝土縱向墊層鋪設過程中，應對齊拱頂縱向與墊層中心線，要求中心線與高速公路隧道標志標線有較高的統一度，再開展自上而下的鋪設，科學完成鋪設工作開展。為了更好地保障拱頂施工質量，選用的水泥螺絲釘的長度應保持在30mm以下，進行拱頂外墻施工時，采用的水泥釘平均密度應控制在3～4個/m2范圍內，在邊墻施工中應使其密度控制在2～3個/m2范圍內。再次，應注意防水板材鋪設，保障中心線的標注更加準確，按照相關的鋪設標準逐步開展鋪設的工作。進行施工時，應明確標注拱頂縱向的中心線，保障防水材料卷材與拱頂的橫向中心線重合，在保障兩者有效重合的基礎上，從頂部拱頂處對其展開鋪設，可使熱熔焊和襯墊板焊接可同時完成，保障施工的質量。的變化，將其溫度合理控制在適度的范圍內[4]。

2.3 挖掘中對涌水地段的防排水處理

高速公路隧道施工中最常見的就是涌水問題。涌水問題由于產生的原因各有差異，所以在施工對策上也應該不同。在施工中，涌水問題的產生主要受地理環境的影響較大。由于地面巖層斷裂，導致地下水涌出，這就給施工造成一定的困難。洞頂的巖石層受到破壞，巖體變形，使得大量的雨水滲透到高速公路隧道里面，這些現象都會造成涌水問題，給施工帶來一定的影響。在處理高速公路隧道涌水問題時，要依據問題根源采取合理的對策，同時要對涌水的具體情況進行測量，最終制定合理的防排水計劃。可以選擇導管排出，利用超前的鉆孔進行排水。對于巖石的處理可以在通過考量后，采用壓漿處理的方式進行導水。如果涌水集中量大，可以先用錨桿將裂縫中的水引出，然后再進行巖石噴錨處理，加強巖石的穩固性。在處理大范圍的涌水時，可以先用導管將大部分水導出，然后再用噴射混凝土進行巖層施工，將巖石縫隙進行封閉。當涌水非常嚴重時，可以將水集中排出，在處理完水后再用混凝土進行施工，做好巖石處理。

2.4 圍巖注漿堵水

①所選擇漿體是否可以順利滲透到受力巖層中，即在一定壓力下，漿體是否可以滲透到裂縫當中，并且在漿體凝固后，具備較強的吸附力。②合理布置注漿孔位置、確定注漿孔數量，確保注漿效果。③進行布孔工作時，施工人員需要考慮設備容量、地下水環境、巖層斷裂狀態等因素，再通過相關計算，得到最終結論。④在實際布置過程中，施工人員應結合水流量、滲漏量以及地質情況進行具體調整。⑤裂縫數量與孔數成反比。⑥根據實際情況選擇不同的注漿方法[5]。

2.5 滲漏水打孔引排施工

在滲漏水很嚴重、密集的位置鉆孔，先用直徑Φ25mm長110cm鉆桿成孔后使用Φ33mm水鉆清理，在孔的下面用手持切割機切3cm-6cm寬，深5cm的槽道，采用Φ30mmPVC管作為引排管，安裝在槽道內并延伸至兩側水溝。PVC管伸出側墻處采用45°彎頭處理，并引至側溝內。PVC管選用白管，管頭用無紡布包起來，在槽到內用U型卡加固。安裝完成后，外面用防水涂料抹平，防止因熱脹冷縮開裂。對滲漏水處前后縱向排水管道疏通，并清理運輸水溝雜物，以防時間久雜物堆積堵塞排水管。

2.6 反坡引排水

①流量。考慮到水泵的損壞維修、集水坑的清淤以及抽水能力不應小于最大涌水量，故將每天有效的抽水時間設定為20h。②揚程。考慮到左右洞集水坑的方便管理，將集水坑的間隔設置為260m，即在每個橫通道的附近設置，方便人員機械在左右洞之間來回調運，節省路程。考慮當地市場的現有型號以及局部水頭損失的富余量，水泵揚程可都定為20m。從現場潛污泵維修更換以及排水管布置方便的角度考慮，最終采用2排管徑200mm的排水管。③泵站級數。兩個集水坑之間不需要設置增壓泵，完全滿足引排水需求。④自動報警系統。在高程最低處的集水坑設置浮球液位開關，連接至報警器。當集水坑水位超限（即涌水量增大或者是潛污泵堵塞、損壞）時，警報器即發出警報，由洞內值班采取相應的措施。從而實現無人化，免去因派專人值守而產生的人工費用，提高經濟效率。

2.7 系統排水管的布置與安裝

為實現空間布置，如將相應的排水盲管置于較低位置，應結合設計要求，并在內部鉆鑿并根據線進行鉆孔，需要先擰上相應的螺栓，然后用夾子固定管道。在環線方向上的安裝過程首先通過標記混凝土來放置。原則上應進行接線和設計，應弄清具體的漏水情況和漏水情況，以便進行相應的調整。在此期間，必須焊接噴涂表面，以沿著管線放置。首先將鋼釘用于混凝土表面的噴涂和釘牢，應進一步注意鋼釘的間距參數為30-50cm，并根據鉆具進行鉆孔。最后排水管在鋪設時必須安裝并堵塞，以使地下水滲入。如果使用內置疏水閥，則必須擰緊疏水閥，然后才能安裝。在安裝過程中，有必要參考設計人員推薦的安裝設計標準，例如接頭管和排氣管的接頭鋪設以及成對安裝。必須根據保水敷設要求安裝聯合注水管，并且確定兩根管之間的距離為500cm。組裝時將使用鋼筋主體進行焊接，連接距離不超過5000cm。

2.8 防水卷材的運用

最常在防水工程中運用到的材料就是防水卷材，因其本身具備高質量品質，在施工階段能達到顯著的防水效果，所以高頻率的作為防水施工的重要材料運用在公路隧道橋梁防水建設之中。卷材質量對于施工質量起著至關重要的作用，因此對于防水卷材材料的挑選購買，在前期工程準備中必須認真把控，保證作業時防水卷材厚度一致，防止在施工時發生鼓包，凹陷，隆起等容易導致防水質量下降的因素。且應分析當前施工狀況總結方案，實施卷材合理鋪設，選擇靠近隧道拱頂的正中間部位搭設臺架能高效輔助卷材鋪設作業實施開展。再次必須嚴格要求卷材的平整度，務必要在標準范圍內鋪設卷材，排除一切可能產生鼓包裂縫皺褶的安全隱患，如此一來才能真正有效實現卷材的防水作用。另一點需要防控的是根據當下要求和狀況實施環向鋪設，如遇到距離較近的卷材則要分離錯位鋪置。此外為了更加高效的發揮卷材對于防水性能的效果，利用隱形釘是能穩定提升防水性的有效手段。工作人員應將其合理運用到工程中，善用土工布的固定，運用熱熔焊接完成防水卷材的施工作業。此方法能有效提高卷材自身的緊密度，為防水性能帶來質的提升[6]。

2.9 預防坍塌事故的發生

在高速公路隧道的建設中，為避免發生坍塌的風險，必須采取有效的措施來避免隧道倒塌的危險。在開始初期的支護工作時，必須及時進行地質部分的建設，例如巖石碎裂，周圍巖石的不良條件和斷層。在施工前，仔細研究高速公路隧道施工沿線的地形，根據地質調查資料，在確定圍巖類型和力學性能方面要做好工作，評估并確定下沉的風險。在施工中應盡量減少單次爆破開挖的數量，可以事先在支護下建造小管道。定期監測隧道的收斂性，必須及時研究隧道的變形[7]。

2.10 防水支護的合理運用

合理運用防水支護技術，能有效減少隧道工程中常見的各種受力變形情況，完善隧道質量安全。現階段防水支護技術還是以錨噴支護為主要施工形式，所以在實施建設的同時，作業員工應保障錨桿質量，確保錨桿質量達到國家監測的既定標準，并且結合工程的實際情況和需求來進行施工作業，使防水支護達到預期效果。因此要提高員工對于工程建設初期時的準備工作，嚴格把控施工工藝和材料的品質掌控。實際工程建設時，在結束初期支護工作后，工作人員應根據具體情況分析判斷，采取對于灰漿浮渣的精密排查與清潔工作，采取平厚水泥砂漿去除表層上的浮渣，清潔結束之后實施嚴謹的表面磨平工作。在同時根據具體施工方案采用陽角與陰角的合理方案放置調整支擴轉彎角度，能更加高效地發揮防水支護的防水性能，提高工程質量品質。

2.11 裂隙的引排水處理

裂縫引排水處理主要包括噴射混凝土與防水層間的排水、防水層與二次襯砌間的排水等部分，利用各部分之間的裂縫設置排水管道，從而達到高速公路隧道引排水的目的。圍巖處的地下水容易滲透到噴射混凝土和防水層之間，由于該防水層的阻隔作用，地下水不能沿徑向滲入隧道，而是受重力作用沿噴射混凝土和防水層之間的空隙滲透。對噴射混凝土-防水層間隙設置環向排水盲管，可提高下排滲水能力，降低噴射混凝土與防水層間隙的水壓，從而降低滲水通過防水層的可能性。在隧道施工及運行過程中，防水層存在被損壞的危險，當其存在缺陷時，外部的地下水將通過防水層滲漏到二次襯砌混凝土中。二次襯砌之間的接縫防水，采用止水條和可排水的橡膠止水帶。除上述防排水措施外，襯砌自防水在防排水體系中也起著重要作用。襯砌混凝土抗滲性能的提高，主要是通過調整普通混凝土的配比、采用摻合料等手段來實現。最后，利用三維激光掃描技術快速密集地記錄被測物體的表面三維坐標、反射率和紋理信息，并采用高精度數據處理技術，實現對隧道防排水系統施工效果的檢測，保證隧道防排水系統的工程質量。

3 結語

綜上所述，高速公路隧道工程量隨著經濟發展而不斷加大，并且高速公路隧道工程遍布各地。隧道滲漏水是隧道工程施工常見的病害，必須根據滲漏水的形態特征進行類型劃分,且在進行隧道施工時，不僅要結合當地的實際情況，而且要注重地理環境勘測，做好防排水環節，嚴保工程質量。