摘要：经济的发展，城镇化进程的加快，促进公路建设项目的增多。随着公路隧道数量的不断增加，保证隧道良好的运营环境十分必要，而隧道防排水技术是保证隧道运营环境的重要影响因素，因此，隧道防排水系统的好坏会直接影响到隧道的运营环境以及运营成本。本文就公路隧道防排水体系展开探讨。
关键词：公路隧道；防排水体系；分区防排水，
引言
防水要求高是公路隧道的特点之一。渗漏水会使路面湿滑,增加洞内湿度,锈蚀机电设备,降低风机和灯具的工作效率,在寒区渗漏水还会引发各种冻害。因此,工程界对隧道的防水愈来愈重视。目前,工程上对山岭隧道渗漏水的预防可归纳为“三道防线”,即围岩注浆堵水、防水层防水、衬砌加止水带防水。但是,由于种种原因,国内外公路隧道渗漏水现象仍十分普遍,“十隧九漏”的现象仍没有得到根本改观。本文将对公路隧道防排水体系的设计施工缺陷进行探讨,以期提出相应对策。
1公路隧道防排水体系结构
国内外公路隧道基本上都采用“截、堵、排相结合,多道设防”的防治水原则,对隧道进行从围岩到初期支护到二次衬砌全方位的防排水处理。“截”主要是指截断流向隧道区域的水流。截水措施主要包括:隧道洞口仰坡设置截水天沟,截留地表水,防止水流流向隧道洞门；对洞身上方的积水坑等可能导致地表水下渗的位置进行处理,如地形疏导、修建排水沟、喷抹灰浆等;对有明显流向和稳定补给的地下水,应当采取截水导坑或者封堵措施,防止隧道开挖后出现大量涌水。“堵”主要是在隧道开挖以后,对隧道围岩出现的明显渗水和涌水,采取封堵措施或者超前堵水措施,同时也包括在隧道结构内采取措施,对侵入隧道结构的渗漏水进行封堵,防止水流向隧道内渗透。除了在施工时采取的注浆堵水外,隧道永久性结构堵水措施主要包括:设置防水层对渗水进行封堵;采用抗渗混凝土进行衬砌自防水;对于混凝土衬砌的工作缝,采用止水带、止水条等材料进行堵水,防止渗水出现在隧道内空表面。“排”是通过排水措施将水引出隧道区域以外,保证不侵入隧道。排水方式包括盲沟排水、泄水管排水、排水沟排水、排水管排水等。在隧道洞内主要采用排水沟和排水管排水。排水沟用于汇集排水管和隧道路面的水排出洞外；排水管包括隧道衬砌内的纵向、横向和环向排水管,用于汇集被防水层封堵的围岩渗水,最后排到排水沟。只有实现了通畅的排水,才能降低衬砌和围岩内水压,做到无压防水,防止高水压下渗水通过衬砌裂隙等薄弱环节渗出。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆“截、堵、排”相结合的防排水措施是一个有机整体,相互间不可分割。其中任何一项措施实施不理想,都将引发其它措施失效或者效果不佳,导致隧道防排水失败。
2公路隧道防排水系统存在缺陷
2.1二次衬砌混凝土存在缺陷
隧道之所以出现渗漏水说明二次衬砌混凝土内部存在裂缝。二次衬砌缺陷除混凝土裂缝之外，还存在二次衬砌脱空、二次衬砌厚度不足、二次衬砌不密实、二次衬砌错台、二次衬砌表面蜂窝麻面、有气泡等缺陷。
2.2公路隧道防排水设计缺陷
（1）未考虑防水层的自然损伤。隧道防水体系中的复合防水层在运营中一方面承受初期支护和二次衬砌之间的法向压力,另一方面,由于混凝土结构的热胀冷缩,初期支护和二次衬砌还将产生切向搓揉作用。试验研究表明防水层在受压以后再被搓揉,十分容易出现破损。这说明,即使是完好防水层,在天然条件下也会发生自然损伤,引发渗漏。（2）忽视注浆堵水。围岩注浆是隧道洞内防水的第1道防线，对减少隧道围岩表面出水量和降低隧道防水压力有十分重要的作用。但是，目前我国一般山岭隧道很少进行专门的注浆堵水，只在少数岩溶隧道和其它特殊隧道中开展。（3）对穿透防水板的渗水只堵不排。由于防水层施工缺陷和自然损伤，防水层的破损几乎不可避免。当防水层出现破损以后，地下水就会进入防水层与二次衬砌之间。目前的设计中只考虑对穿透防水层的渗水进行封堵，即采用防水混凝土衬砌和止水条（带）进行堵水。只堵不排必然引起水压升高，最终由薄弱部位排出。施工缝和衬砌的不密实部位因此成为渗漏水的出水点。
2.3防水层存在缺陷
防水层存在的主要问题是防水板焊接出现焊破、焊缝不牢，混凝土浇筑时受到张拉极易引起防水板开焊或者撕裂破坏。防水板在铺设之前未对初期支护表面进行清理，如锚杆、钢筋头等凸起的尖锐物势必对防水板造成破坏，即使进行了修补，其牢固性和完整性均不能得到有效的保证。
3公路隧道防排水工程的施工原则
公路隧道防排水工程施工的技术原则如下：（1）隧道防排水工程的施工技术要符合防水、排水、堵水、截水的综合需求，按照公路隧道工程的实际情况规划好防排水的工程技术，提升隧道防排水的施工水平；（2）公路隧道防排水施工技术中注意区分地表水和地下水，促使防排水工程能够在隧道工程中形成完整的防排水体系；（3）公路隧道中的防排水工程要遵循保护原则，保障防排水工程在公路隧道中的稳定性。
4公路隧道分区防排水研究现状
当前公路隧道防排水技术提升的同时，分区防排水的主导思想逐步占据主导地位。采用实验的方法证明了二次衬砌与防水板之间的地下水存在“窜流”现象，通过在防水板上安装背贴式止水带将隧道划分各区，将“窜流”限制在一个防水区段内，减小了隧道渗漏水的面积。通过在防水板上安装防窜流肋条，并依据水量的大小将隧道划分为不同长度的区段。提出在每个分区内的二次衬砌与防水板之间加设泄水管，以降低作用在二次衬砌上的渗水压力。分区不应仅限于在防水板与二次衬砌之间，防水板与初期支护之间也应一并分区防水，从源头上杜绝地下水在防水板背后窜流。提出在喷射混凝土内嵌入“∟”型防水板的一端，并将另一端与整体式防水板焊接的方式进行分区隔离地下水。基于“公路隧道新型防排水系统设计与关键技术研究”课题提出了在二次衬砌的施工缝位置将防水板切开折向洞内的外排水构件，地下水从外排水构件经横向排水管流向中央排水管。从控制二次衬砌水压力的角度出发，提出了每隔一定距离在二次衬砌上切缝设置导水槽分区泄压排水，并通过在导水槽上设置泄压环控制作用在二次衬砌上的水压力，技术方案值得工程借鉴。
5公路隧道防排水工程的质量控制
公路隧道防排水工程的作用很大，防排水工程中一定要采取质量控制的方法，以此来确保防排水工程在公路隧道中的规范性和有效性，加强隧道防排水的控制力度[5]。防排水工程质量控制中，专门从材料、工艺、结构设计和防水施工几个方面进行，把控好防排水工程中各个方面的质量，预防施工时出现技术风险，隧道防排水工程质量控制中可以采用动态监测的手段，目的是全面把控防排水的施工技术，保证防排水的施工技术可以达到规范的标准。
结语
本文主要总结了当前公路隧道防排水系统现状及其存在的缺陷和防排水体系设计研究现状，对防排水系统的优化设计、工程实践能够提供借鉴意义。
参考文献:
［1］赵庆阳．运营期老旧隧道渗漏水病害成因与治理方法研究［D］．济南:山东大学，2015．
［2］芮艳杰，贺少辉．隧道分区防水模型试验及工程应用研究［J］．现代隧道技术，2015，42(1):30-37．
［3］樊江. 云南省公路隧道施工质量控制措施分析[J]. 建材与装饰，2017（19）：262-263.
［4］黄壬鹏. 高速公路隧道防排水施工技术分析[J]. 黑龙江交通科技，2017，40（2）：140-141
论文作者:张峰
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/13
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