高速公路隧道防排水技术解析

摘要：本文以某工程为例，从高速公路隧道防排水设计的概述出发，分析了高速公路隧道防排水设计，针对高速公路隧道防排水技术应用进行详细探究，并阐述了高速公路隧道防排水技术的施工安全性。

关键词：高速公路；隧道防排水技术；应用分析

中图分类号：U238文献标识码： A

引言

近年来，由于我国自然条件和地质条件的复杂性，我国的隧道工程在建设过程中受到地质结构、水文条件、设计、施工和运营等方面的约束，隧道会出现渗漏水、隧道冻害等问题，影响了隧道的安全使用。因此，隧道防排水工程就必须得到重视，这是对隧道安全的重要保障，但同时也是公路隧道建设工程中的重难点，具有很高的技术难度和较强的综合性。

一、工程概况

某高速公路是连云港至霍尔果斯高速公路的重要组成部分，公路全长56.202km，是新疆第一条贯穿天山并实现桥梁隧道相连的高速公路。工程投资概算23.9亿元。公路全线共有特大桥5座，大型桥19座，中型桥13座，全线设隧道5座，单幅总长8680m。该工程在实施过程中，得到新疆相关部门的大力支持，克服了恶劣的气候环境、复杂的地质条件以及隧道内大量涌水等难题，2011年9月30日正式通车运行。

二、高速公路隧道防排水设计的概述

1、高速公路隧道防排水的设计原则

1.1 要坚持以排为主，排、引、截、堵有机结合的方法，根据具体实际情况统一设计。

1.2 妥善处理地表水、地下水，保证隧道内部拥有较为完整的排水系统。对于地下水水量较大的地点需要及时增加排水设施，以此确保隧道内部结构正常安全运营。

1.3 对于初期的支护防水工作要予以充分重视，做到以衬砌结构的防水为主，重点以变形缝和施工缝进行施工，以防水层防水及注浆防水为辅。

1.4 如果地下水对混凝土存在腐蚀效果，应及时采取有效措施，使隧道结构的持久性、安全性得到保障。

2、高速公路隧道防排水等级及其设防原则

2.1 针对高速公路隧道防排水等级要求，必须保证其达到一级水平。

2.2 对于隧道的设防原则必须保证隧道内墙壁、拱面、设备洞、车行横通道以及人行横通道无任何渗水现象，路面保证无水干燥，同时隧道内的排水系统要做到不堵塞、不淤积，寒冷地带的隧道衬砌背后不积水，排水渠无结冰[1]。

三、高速公路隧道防排水设计分析

1、工程防水板的设计

1.1 在初期支护与二次衬砌间的断面处要铺挂厚1.2～2.5mm的橡胶防水板，这种防水板具有防阻燃性，同时铺挂200～400g/cm2的土工布;

1.2 在对洞内复合式初砌中，使用厚1.2～2.0mm的Js－18的防水板和200～400g/cm2的土工布防止漏水，选用第三代的软式透水管进行排水;

1.3 在明洞段使用三油二毡、PVC板、土工布和黏土作为隔水层，用干砌片石盲沟与软式透水管排水。

2、盲管的设计

在隧道内的盲管设计要符合隧道实际情况，竖向排水盲管和纵向排水盲管要相连接，其中设置φ100mm纵向排水盲管在隧道两侧的墙底，设置φ50mm的竖向排水盲管在隧道每10m处。排水盲管主要采用第三代软式透水管，见表1。

表1第三代软式透水管的性能参数

3、排水沟的设计

排水沟的设计对隧道防排水工程非常关键。在隧道的两侧设置纵向的排水沟，如果有纵坡就按照纵坡设计，其中流水断面为40cm×40cm。在衬砌之后设置的横向排水管要与排水沟连通。

4、止水带的设计

采用JJ－1－651的环向止水带在工作缝、沉降缝和伸缩缝处，不需要卡子固定。见表2。

表2止水带性能表

5、洞外排水设计

为了加强隧道的排水功能，根据隧道地形和仰坡位置在隧道的进出口洞门顶设置浆砌片石截水沟，并在水沟距离仰坡坡口的5m处用培土夯实。截水沟完成后，开挖边坡和仰坡。见图1。

图1隧道的排水平面设计图

四、高速公路隧道防排水技术应用分析

1、采用止水带防排水技术是公路隧道衬砌的主要方式。在施工过程中，止水带都是整环设置，在接头处是采用热焊接技术。为了保证止水带对隧道防水的整体效果，施工缝要与拱墙设置保持在同样的位置。此外，使用特制的钢筋和钢管对仰拱止水带划分为两层的仰拱模板进行加固;在定位时，止水带的表面部位必须保持平展，对于止水带翻滚、不平整的部位要及时调整;在固定止水带与混凝土的灌筑过程中，为了防止水带偏移，缩短单侧管面，对断头模板要支撑牢固，而不能在止水带上打孔固定。止水带的长度要根据设计要求在施工前与生产厂家联系定制，避免出现接头[2]。

2、采用混凝土界面防水在公路隧道防排水技术中也比较常用。混凝土界面的优势是它的接茬表面具有非常强的吸水特性，而且界面的光滑不会出现界面不容易粘接等问题，增强了混凝土的粘结力。混凝土主要用于拱墙二衬砌和仰拱墙施工中，因为这二者之间是防水最薄弱地带。其中施工缝会发生位移，形成剪力，如果剪力超过施工缝的粘合力，对施工缝的防水效果就会有严重影响，在这种状况下，在施工缝位置使用混凝土界面或接茬钢筋就可以保证施工缝的防水效果，并且能够加快施工进度，提高工程施工质量。

3、在使用防水板铺设技术时，要注意防水板与喷射混凝土之间的粘贴密实性，以及防水板的固定和焊接。尤其是在焊接、加固防水板施工中，一定要注意对电压的控制，否则电压过高，会烫坏防水板;选择塑料垫片尽量选用熔点要低于防水板的材料;灌注混凝土的过程中，要小心振捣器碰伤到防水板;在防水板顶部加以固定和衔接时，要注意防水板会因撕裂而混入混凝土;最后在混凝土浇筑过程中，对损伤的部位一定要及时修补。

4、在采用喷射混凝土技术时，通过分层分段的方式:首先，喷射之前为保证混凝土的厚度，要事先埋设喷射厚度标志;其次，在喷射过程中，先喷射裂缝的孔洞处，然后喷射其他地方;最后，在喷射完成后，要浇水养护，这样可以加强喷射混凝土的均匀程度和密实度，从而保证了喷射混凝土的排水效果。

5、在二次衬砌的渗漏处理与控制中要注意两个方面的问题:第一，在滴水或裂缝的渗漏处，可以通过凿槽进行引流堵漏方法。如使用衬砌混凝土在裂缝渗漏处凿一条宽20mm、深30mm的沟槽，并在沟槽中埋设一条与沟槽宽度差不多的半圆胶管，用无纺布覆盖住半圆胶管，然后用防水混凝土进行封堵;第二，对渗漏比较严重的地带，可使用注浆堵漏的施工方法。同样在裂缝渗漏处凿一条宽80mm、深40mm的凹坑，先将坑内的混凝土渣清理干净，同时要检查混凝土的密实性，然后沿着渗漏方向衬砌钻孔，但要注意衬砌厚度的控制，之后就可以进行注浆，浆液要按照设计要求确定[3]。

五、高速公路隧道防排水技术的施工安全性

1、防水材料的性能问题。防水材料要确保能够实现较好的持久性、止水性、稳定性、安全性以及是施工性等，同时要保证缓冲材料具有较好刺透保护作用以及排水量较少的透水作用。

2、防水板的铺挂问题。进行喷射混凝土表层铺挂的防水板，浇筑混凝土的过程中，要受到拉伸力、挤压力，这样将有可能导致防水板出现撕裂、刺透。

3、防水板的连接问题。对于防水板的连接状况来说，它将直接影响着防水层的实际效果。一般情况下，连接缝隙越长，出现问题的几率就越大，而且对于这种问题很难做到及时发现。

4、防水板的损坏问题。防水板的损坏问题多出现在堵头模板的安装过程及振捣混凝土的过程中，并且堵头模板安装导致的损坏常处于缝隙之中，因此更容易发生漏水现象。

结束语

综上所述，高速公路隧道防排水技术是一项整体性极强的工作体系，任何一个环节的破坏就可能导致隧道整体的渗水，进而出现瓦解，这样不仅使后期的维修成本大幅上升，而且更加大了运营的安全性。这就需要有关建设方面要对防排水进行整体把握，不忽视任何一个细小的环节，同时保证由最为专业的施工团队进行现场施工。

参考文献：

[1]段长高.高速公路隧道防排水技术与施工安全性研究[J].科技致富向导,2013（12）:214.

[2]李黎明.浅谈公路隧道防排水的施工控制方法[J].北方交通,2013（S1）:109-111.

[3]韩小燕.高速公路隧道防排水施工技术分析[J].黑龙江交通科技,2013（10）:86.