公路隧道施工防排水问题探究

王拥军

（山西交通科学研究院，山西 太原 030006）

1 隧道导排水结构

隧道导排水结构主要包括整体导排水结构与初衬背后的导流结构。

1.1 隧道整体导排水结构

隧道使用过程中产生的污水和隧道围岩中渗出的地下水是隧道内的主要水系。针对这两种水系，目前各国公路隧道采用的导排水结构大致有两种。

（1）第一种结构是欧洲及日本等常用的导排水结构，如图1所示。这种结构具有以下特点：①路面下路基山体渗水直接通过渗水层汇入中央主排水管排出洞外； ②糙道内路面污水由路缘侧排水沟排出; ③油体内渗水通过衬砌后面纵向汇水管汇集，再通过横向导水管流入路面下中央主排水管排出洞外。

（2）另一种结构是我国常用的导排水结构，如图2所示。其主要特点是路面污水与围岩渗出的地下水经由路缘排水沟排出。

1.2 初衬背后的导排水结构

一般情况下，在衬砌背后都会出现地下水的集聚。而如何有效及时的排出这些积聚的地下水，防止其对隧道支护的损害，是关乎着隧道寿命的关键。针对此处的排水系统，通常在设计中采用设置导流设施，降水导向衬砌后面汇水管处排出的方法。

2 公路隧道主要防排水技术

2.1 复合式衬砌防排水技术

目前我国采用新奥法施工的隧道一般都使用复合式衬砌防排水技术。此种技术主要包括一次支护、两次模筑混凝，以及加筑其间的防水材料(注浆填塞)。

（1）初期支护通常包括锚杆和喷射混凝土两部分。铺设一次支护时，通常采用或刷式或喷涂式或粘贴式的方法铺设防水材料。其中，刷式防水层是指将新型的防水材料刷在初期支护上，形成隔水层；喷涂防水层，顾名思义指的是将防水材料喷涂在初期支护表面上，使其形成一层保护层，从而达到防水的目的。粘贴防水层将防水材料以粘贴的方式紧密的与支护粘连在一起，来达到防水效果。

（2）在完成二次衬砌后，需要通过注浆的方式，来达到防水的效果。其原理是将浆料注入预留好的注浆孔，从而控制在防水层与二次衬砌之间的注浆量，以达到完全密贴止水的效果。模筑衬砌的质量可靠，一般不仅可以做到有效的防水，还能有效的减少喷射的混凝土与二次衬砌模注的混凝土之间约束应力，从而有效地防止了二次模注混凝土产生的裂缝。但需要指出的是：如若前两道结构的防水失败，在二次模注的施工缝和沉降缝处会产生渗漏水现象。因此，如何保证二次衬砌的施工缝和沉降缝处的防水工艺质量在隧道施工中需要特别注意。

2.2 单层式衬砌防排水技术

喷锚衬砌的单层式结构是由北欧许多国家推广的，喷锚衬砌主要由锚杆、混凝土(HPS)和钢支架组成。其具有支护强度高、无渗水或极少渗水、一次成型、无施工和沉降缝等优点。但考虑到运营要求，此种施工方法需要在其内部安装离壁式的非受力结构，因此目前我国仅在低等级公路隧道中使用单层式结构。

2.3 断层、破碎带地层中的防排水技术

针对于通过断层、破碎带地层的隧道，需要采取特殊的排水系统。这类地带常常处于富水地层，经常出现暗河或溶洞流水等情况。目前国内对这类地段的排水系统主要采用超前或环向等注浆的方式进行堵水。其中的关键在于明确水源位置，超前预测，合理处理好堵与排的关系并选用合适浆料[1]。

3 隧道防排水施工步骤与方法

隧道防排水施工要和新奥法施工的初期支护(喷射混凝土)和二次衬砌(模筑混凝土)结合起来进行，坚持排、防、引为主，截、堵、压浆为辅，排、防、引、截、堵、压浆相结合的原则，进行综合治理，从而彻底消除渗漏水现象，确保路面无积水，隧道无渗漏水现象[2]。

3.1 支护初期防排水施工方法

（1）在明洞开挖之后，首先要对隧道轮廓进行混凝土的初喷，来进行加固。在此过程中，同样要注重防水排水问题。针对水量的情况，予以具体的防护措施。针对小面积的淋水、滴水地段，一般采取水眼处埋设塑料软管对其进行引流的方式来排水。而针对水量较大的涌水地段，一般采取堵水和引水双重措施，即根据具体的涌水地段首先实施堵水措施，然后在出水点出埋设YAS半圆排水管以将水排出。需要注意的是：无论是引流用的塑料软管还是涌水段的半圆排水管，都要求紧贴岩壁并且要将凿槽充分固定并且要连接至下拱脚处。

图1 国外常用的导排水结构图

图2 我国常用的导排水结构图

（2）在上一步工作后，为了保证防水措施的质量，可继上述工作完成后进行一次加喷混凝土，来观察是否有渗水漏水的情况出现。一般情况下，在通过了堵水、埋管、引流和加喷混凝土封闭等一系列措施后，基本上可以达到防水效果，但有时也会出现浸淋水变为股流水且局部渗漏水现象，针对这种特殊情况，一般采取在各流水点重铺设半圆排水管并进行二次混凝土加喷。如图3。

3.2 二次衬砌工防排水施工方法

（1）隧道在进行二次衬砌混凝土施工前首先要选择性的进行铺挂防水层。这主要是因为在经过了支护初期的防排水处理后，针对一些特殊情况，部分地段仍然出现漏渗水现象。对这类漏渗水的地方，需要铺挂防水层，来进行防水。其流程是：首先检测统计有渗漏水现象的地带，其次对这些地带进行特殊处理，最后在各渗漏水地带外围铺设排水板，排水板外围3到5米处再环向铺设一圈以加强排水效果[3]。

（2）防水材料铺挂顺序为：先将土工布、排水板、防水板固定牢固，并使用专用垫片将钉帽和垫片用胶带封死。然后再安装埋设排水管（注意：接缝处埋设RT 350止水带和横向排水管，将横向排水管接通到隧道排水沟，另一端置于纵向排水管外侧防水层内侧。SH150纵向排水管埋置在防水层和喷射混凝土之间且用碎石覆盖。防水层、排水管安装见图3，止水带安装见图4[4]。

图3 半圆排水管与塑料引水管布置图

图4 混凝土施工缝止水带安装示意图

3.3 隧道仰拱、垫层和路面施工过程中的防排水施作

在进行隧道仰拱、垫层及路面施工中，常常需要铺设排水系统，针对不同地段的水量多少采取相应的措施。针对隧道底部较大水量的涌水和泉眼，通常采取在出水口处埋设引流管，将水引流至排水沟的方式。针对路面、仰拱、垫层上的渗漏水，通常采取铺设10厘米左右的透水层来将水汇集至排水沟内排出。

3.4 特殊地带防排水施作

针对大面积淋水地段，除了采用上述钻孔引流的方式外，通常还会采取压浆封闭方法。而针对水量很大的涌水地段和流砂地段，在采用堵水和压浆措施以外，还要进行截流。在进行二次混凝土衬砌施工时，首先在距离涌水点前后10米处扩挖环向封闭带；其次，进行混凝土的一次性注模；最后，当混凝土强度达到要求后，立即在两封闭带外侧，进行紧贴式的压浆处理。这里需要注意的是：压浆孔深度不能小于5米，进行环向压浆封闭，从而将水截堵在封闭带内。另外，封闭带内还需铺设排水管，用以将水排入排水沟排出[5]。

4 结语

在公路隧道的建设中，隧道施工的防排水是一个十分重要的问题。根据国外隧道的统计报告以及建成隧道的使用情况来看，隧道中的防排水系统是隧道使用寿命长短的关键。我们应根据工程地质、水文地质资料而设计出合理的综合设计。在施工上必须严格按照防排水设计和施工工序进行，解决好隧道的防排水问题，确保隧道施工质量。

[1]李永林，徐宝贤.浅析公路隧道的防水和排水[C].第四届全国公路隧道学术会议，1996.

[2]陈昌玉.有关高速公路隧道施工技术的研究[J].黑龙江交通科技，2012，(07).

[3]李智广.浅析影响混凝土耐久性的主要因素及改进措施[J].科技信息，2012，(04).

[4]陈玉成.关于高速公路隧道施工技术的研究[J].城市建设理论研究，2011，(10).

[5]赵存明，卢立波.公路隧道施工安全管理及控制[M].人民交通出版社，2010，(03).