吴朝明贵州桥梁建设集团有限责任公司
摘要：公路隧道防排水技术是隧道设计、施工的关键，是隧道正常使用和运营当中的重要环节。尤其在高寒地区，防排水显得特别重要，这直接关系到隧道衬砌结构的可靠性、耐久性及其通行能力。本文结合隧道防排水实践，结合防排水设计新思想、新材料、新工艺以及国内隧道的建成实践，在总结隧道防排水成功和失败经验教训的基础上，对隧道防排水技术、防排水系统等有关问题进行了研究。
关键词：公路隧道；防水排水技术；研究
1 公路隧道出水、涌水概述隧道出水类型与地层岩性、构造具有直接关系，隧道涌水与地貌、沟谷分布密切相关。其具体关系如表1、表2.表1 隧道出水类型与地层岩性、构造
2 公路隧道防水排水新技术根据隧道出水、涌水与地形地貌关系，按照“NATM’’原理设计和施工的隧道，设在初期支护和二次衬砌之间的宽幅高分子防水板通过实现“无钉铺挂”工艺，板与板之间采用双焊缝热熔粘结技术，暗埋在初期支护喷射混凝土中的各种类型排水管，直接将地下水排人墙脚特殊PVC 排水管中，通过实现“动态排水”设计思想，隧道衬砌背面大大减少了水压，无论是一般寒冷地区还是高寒地区，隧道的水害问题将得到彻底解决[1]。
3 主要技术内容3.1 防水①隧道初期支护与二次衬砌间的防水层，应选用耐老化、耐细菌腐蚀、易操作且焊接时无毒气的高分子柔性防水卷材。防水层在拱部和边墙全断面铺设，对环境要求高、不适宜排水的隧道应采用全封闭的防水衬砌结构。
②采用高分子柔性防水卷材防水层时，初期支护表面的各种突出物和二次衬砌中预埋的各种构件不能凿穿防水层，必须采用“无钉铺挂”工艺。
当无法避免时，该处需作特殊的防水处理。
③隧道防水层采用在初期支护与二次衬砌之间铺设300～500m 夹1～2mm 高分子柔性防水卷材。土工布在施工中不但能保护防水板，而且起到毛细渗水作用。
④防水层必须符合国标（GBl2952—2003）中各项指标的要求，尽量采用宽幅高分子柔性防水卷材，幅宽5—8m 为宜，以减少接缝。
⑤防水层搭接宽度≥100mm，采用自动爬焊机械双焊缝热熔粘结技术，结合部位采用真空加压检测，标准是0.2MPa 压力作用下5min 之内不得小于0.16MPa。
3.2 排水系统①隧道内地下水和清洗消防用水应分开排放，满足环境保护要求。
②对围岩裂隙水采用盲沟引排，主要采用各种类型排水管新材料等，可因地制宜选用。一般3～5m 设一道，突出“有水则设，无水则防”的动态设计原则，通过排水管将水直接排人二次衬砌边墙脚外侧的纵向排水管中。
③分离式隧道内沿全长在二次衬砌两侧边墙脚外侧设置PVC 纵向排水管，上半断面眼孔直径6～8mm，间距10cm，并用PVC 排水管横向连通至中心排水沟或排水边沟，PVC 管径根据水力计算确定。
④连拱隧道沿全长在中隔墙顶部两侧拱脚和边墙脚附近各设一道PVC纵向排水管，并用PVC 排水管横向、竖向连通至中心排水沟或排水边沟。
PVC 管径根据水力计算确定。
⑤隧道内应根据公路等级在行车道边缘设置双侧或单侧排水边沟，排放清洗消防用水，中心排水沟排放地下水。边沟采用钢筋混凝土结构，中心排水沟采用上半断面打孔双壁波纹塑料管，水沟的侧面应留有足够的泄水孔。
⑥为了便于对排水管定期采用管道疏通机及时疏通，设计上在二次衬砌墙脚纵向间隔50～100m 对称布设检查维修孔。排水管流出的水经检查孔由横向PVC 排水管与中心排水沟管连通排出洞外。隧道内行车道边缘排水沟每50m 设一处铁篦子泄水检查孔，中心排水沟每200～250m 设一处沉沙检查井，并铺设钢筋混凝土盖板。这样排水系统就形成了一个便于维修、疏通、检查且“始终通畅无阻”的网络系统，确保隧道正常运营[2]。
⑦寒冷和严寒地区的隧道，最冷月平均温度在-10~-15℃时，应采用双侧保温水沟；最冷月平均温度在-15～-25℃时，应采用中心深埋保温水沟；最冷月平均温度低于-25℃时，在主洞隧道以下应采用防寒泄水洞，其埋深以行车道边缘算起大于隧址区的冻结深度为宜。隧道内应根据实际情况设置防寒环向、纵向盲沟，洞外应设暗沟、保温出水口等排水设施，使隧道内外形成一个通畅、便于维修的防寒排水系统。
4 应用效益隧道防水采用5～8m 宽高分子柔性防水卷材减少接缝，通过实现“无钉铺挂”工艺。，板与板之间采用双焊缝热熔粘结技术，防水安全可靠；Ω型排水管系列新材料造价低廉、施工工艺简单、效果理想，可确保隧道内排水系统通畅无阻。隧道采用该防排水新技术后使隧道洞内外形成一个完整、通畅、便于维修的防排水网络系统，防排水造价可降低40％以上，其他价格昂贵的各种防水剂、堵漏剂、注浆等材料仅在特殊情况下使用。
5 应用技术指导隧道施工过程中，防水采用在喷射混凝土表面先把土工布用热融衬垫贴上，然后用射钉锚固，射钉长度大于50mm，平均拱顶3～4 点/ m2，边墙2～3 点/ m2；铺设防水层时，采用手动专用熔结器热熔在衬垫上，两者粘接剥离强度不得小于防水层抗拉强度的100％； Ω 形排水管应根据地下水大小及围岩监控量测变形收敛速率，一般喷射混凝土可分2～6 层达到预设厚度，每层不小于5cm。当开挖断面符合设计要求后，由于围岩裂隙水的全面流出，立即喷射第一层5cm 的混凝土及时封闭围岩；随着围岩的变形，第一层喷射混凝土产生裂缝漏水，此时，凡漏水处均铺设Ω 形排水管然后用喷射厚约l～2cm 混凝土包裹固定之；检查第一层喷射混凝土表面有无渗漏水现象，在有渗漏水的部位钻孔集中排水，再铺设Ω 形排水管并喷射混凝土固定之。如此类推，逐步分层、分批埋设，直至初期支护表面干燥无水，且使各Ω 形排水管与衬砌墙脚特殊PVC 纵向排水管连通将水排出洞外，达到“排水通畅”的要求[3]。
6 工程应用实例我国在某高速公路施工中，对于施工中的三座中长隧道都采用了该项排水技术。该技术的应用使得隧道建成后滴水不漏，防水可靠，排水系统通畅。由于该新技术施工工艺简单，效果理想，可确保隧道内排水系统通畅无阻。以1000m 隧道为例，防排水造价约100 万元，采用新技术后由于施工极其方便可节约费用约20 万元，隧道建成后深埋在喷射混凝土中的Ω形排水管不需养护维修且避免和减少了二次衬砌的开裂节省约25 万元。如果按100km 隧道计算，估计可节省工程造价约4500 万元。
结语隧道以往仅注重堵漏，而忽视了疏导，必然造成排水不畅，导致隧道衬砌结构外围产生不同程度的水压，对围岩的稳定性影响较大，随着时间推移造成围岩的变形而隧道衬砌开裂产生渗水、漏水。通过本文分析可知，隧道初期支护喷射混凝土中采用了 Ω 形排水管系列新材料，并结合可靠的防水材料和“无钉铺挂”工艺，解决了多年来困扰隧道的渗漏水难题。隧道防排水新技术的普遍应用，由于其独特的防排水功能和方便的施工特点，能确保隧道结构内部防水可靠、排水系统永久畅通，尽可能减少和消除了隧道衬砌结构外围的水压。
参考文献：【1】董嫣.浅谈隧道防排水施工程序和施工方法[J].科技资讯，2009，（2）：115.【2】陈国举.关于山区公路隧道防排水施工技术分析[J].价值工程，2011，（2）：159.
论文作者:吴朝明
论文发表刊物:《基层建设》2015年5期供稿
论文发表时间:2015/9/25
标签：隧道论文; 排水管论文; 防水层论文; 围岩论文; 排水沟论文; 混凝土论文; 通畅论文; 《基层建设》2015年5期供稿论文;