公路隧道防排水设计的几点思考论文
摘 要：随着我国公路建设工程的加快，特别是高速公路进入山区后，修建了越来越多，越来越长的公路隧道，隧道排水设计与施工问题也日渐突显。
关键词：公路隧道；排水设计；思考
公路隧道越来越多地被用于解决经济环保、线路长度、公路纵平面线形标准、路基深挖等一系列问题。由于经济的快速发展，社会对公路隧道的建设要求越来越高，不仅要求满足各项技术标准，而且要有安全流畅、清洁、干燥的洞室环境，以确保车辆安全正常地运行。因此，公路隧道的防排水问题就成为确保安全、正常运行的必要条件之一。从我国目前已建成的公路隧道情况来看，仍然存在着不同程度的渗漏水现象，主要有路面渗水、混凝土衬砌内渗水、施工缝漏水等。这不仅影响着行车安全，而且对隧道的结构、管理设施、电器设备以及隧道洞内的外观也有很大影响。渗漏水问题已成为隧道施工的一项多发病，必须引起高度重视。
1 洞身衬砌结构防水
1.1 防水板防水
隧道洞身、横通道及其它各种附属洞室在初期支护和二次衬砌之间拱顶至边墙脚下纵向排水管范围设置防水板及无纺布，全隧道铺满。防水板具有强耐腐蚀，耐老化，高强力及耐穿刺的特性，且设在防水板上的防渗肋，可有效的控制渗漏范围，可有效的、方便地寻找到漏水位置，及时处理。考虑到防水板较薄（通常不小于1.2mm），土工布一方面起到防止初期支护表面坚硬部分，刺破防水板的作用，另一方面起到反滤作用，过滤渗透水中微小土粒，防止堵塞排水管。明洞部位一般在衬砌外层铺设双层无纺布中夹防水板，构成复合防水层，并在洞顶回填土表面夯填50cm厚粘土隔水层。在衬砌内，特别是渗漏水地段，压注水泥砂浆或水玻璃浆液可起到良好的防水作用。拱部以堵为主，墙部的水可引至排水沟。在软弱围岩区域施工时，可采用管棚超前注浆，以固结岩层，达到防水、堵水的效果。
1.2 三缝防水
所谓三缝，即施工缝、变形缝、沉降缝。以往的工程中，在施工缝处采用中埋式遇水膨胀止水条，沉降缝、变形缝采用中埋式橡胶止水带，并在缝中填沥青木丝板等防水材料。下图为某项目隧道施工缝及变形缝的防排水设计。
2 防水层施工及质量
防水板种类繁多，为塑料、橡胶制品，主要的品牌有PVC、EVA、LDPF、PB等，厚度1.2～2mm，质量0.3～0.4kg/m2。土工布对防水板有保护作用，减少防水板因磨擦、张拉而破裂的可能性。防水板单幅宽2.0m，沿隧道环向铺设，每环防水板、土工布重约30余公斤。初护之后拱顶至拱脚高度9m左右。为铺设防水板，需制作一个可纵向移动的工作台架。要把防水板钉在初护面上，有两种方法：一是用钢钉将防水板钉在初护面上，钉孔处要用防水板胶贴密封，防钉孔漏水。二是防水板与土工布在工厂已胶合的防水卷材，在土工布上已穿有绳带，绳带间距约0.8m×1.0m。对此类防水卷才，则先用冲击钻在拱墙上打眼，在眼内打钉，将防水卷材之绳带系在钉上。此种方法目前使用较多。铺设防水板的要求是：喷混凝土表面不得有锚杆头或凸凹不平部位应修凿或喷补，两固定点间防水板不得绷紧，浇混凝土时使防水卷材要紧贴岩面或初护喷混凝土面，相邻两环连接，搭接宽度不少于10cm，采用电热焊接或防水板厂家提供的防水板专用的胶剂胶接。接头要连接紧密，不渗水，且有一定的抗拉强度。影响防水板铺设质量因素有：
（1）开挖面或初护面凸凹不平，防不板背面有空洞空隙。
（2）开挖面或初护面有突起棱角刺破防水板。
（3）由于防水卷材自重拉断挂绳，拉裂接头。
（4）后道工序钢筋拱架施工时，防水板被钢筋刺破，被电焊烧破。
（5）二衬安装端头模板及端模加固件时，防水板被拉裂。防水板铺设均在简易的脚手台架上进行，承包人自检、监理复检都得攀杆爬高，可能出现漏检。因而虽从理论上设计解决了隧道防水问题，而实际渗漏现象常有发生。
3 尝试用膨胀水泥混凝土防水
隧道防水，目前普遍采用防水卷材，虽行之有效，但存在弊病，据卢坚、刘克忠等《AEC膨胀水泥特性和隧道衬砌》一文介绍，AEC膨胀水泥有良好的抗渗性能，经试验，AEC膨胀水泥砂浆总孔隙率比硅酸盐水泥砂浆降低了10%左右。用标准方法测定的AEC膨胀水泥混凝土渗透高为0cm～5cm。由结果表明：AEC膨胀水泥混凝土具有很好致密性和抗渗能力。二次衬砌采用AEC膨胀水泥混凝土浇筑。可以达到刚性自防水的`目的。从而省去卷材防水层、减少了有关防水设施的工序，也有利于提高复合衬砌的结构受荷强度。经试验，AEC膨胀水泥混凝土的抗裂性能、抗耐蚀性能均优于普通水泥，后期强度也高于普通硅酸盐水泥。
4 隧道施工中混凝土初喷时的防排水措施
建议采用超前固结注浆的施工方法。具体措施是在开挖前对掌子面前方断层、破碎带、含水层等施作超前措施并采用单液或双液固结注浆，不仅增强了围巖稳定性，而且对防水、堵水也起到一定作用。由于我国的隧道施工（包括公路隧道和铁路隧道）通常都采取爆破开挖的方法，因此，对爆破的质量有着较高的要求，它的质量高低直接关系到围岩稳定性的强弱，而且还对隧道的防排水效果有着莫大的影响。所以笔者建议如果可以采用预爆破或者光面爆破，应该尽量采用这两种爆破方式，爆破的质量越高，对隧道防排水（主要是防水）效果的影响就越小。除此之外，我们还可以采取对不同层裂隙漏水位置设置暗埋式排水管并多层喷混凝土的方式，达到二次衬砌和防水层之间无水压的目的。虽然我国采用此种方法的时间还不是很长，然而也正是因为此种原因，它的开放应用前景十分广阔。在应用的过程中，注意关注欧洲国家采用此法的最新动态，学习经验，吸收教训，尽量少走弯路。
5 安装横向排水管
横向排水管位于衬砌基础和路面的下部，布设方向与隧道轴线垂直，是连接纵向排水盲管和中央排水管的水力通道。硬质塑料管通常被作为横向排水管来使用，在施工的过程中，通常要提前留好接头，在地面施工的时候将其连接到中央排水管。横向盲管的检查内容主要包括：查看接头是否密实和牢靠，查看接头位置是否有断裂，在最大程度上确保纵向盲管和中央排水管之间的水路通常。排水管的断裂通常会导致排出水漫出地面，发生路面冒水翻浆，对过往汽车的行驶安全产生不利的影响。为了减轻路面负荷对横向盲管的压力，应该在横向盲管上面建立适当的缓冲区，否则很容易导致横向盲管的变形，甚至破裂，对正常的隧道排水功能造成不利影响。
总之，公路隧道渗漏水的危害较大，尤其是在冻融地区。如果隧道产生渗漏或路面溢水现象，会造成路面湿滑，不利于行车安全；在严寒地区由于反复冻融，会造成衬砌开裂、变形乃至破坏；冬季在隧道内渗漏水会形成冰柱及冰湖，会诱发交通事故；同时长期的渗漏水，还会对隧道内的机电设备、消防系统和通讯线路构成威胁。为了切实保证防排水质量，防止病害的产生，对隧道防排水这一系统工程及其施工技术进行探讨，就显得非常必要且具有重要的现实意义。
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