探讨隧道的防排水设计和施工质量控制技术

徐福奎

(贵州省交通建设咨询监理有限公司)

探讨隧道的防排水设计和施工质量控制技术

徐福奎

(贵州省交通建设咨询监理有限公司)

隧道的防排水设计和施工质量控制是确保隧道安全运行的前提。主要分析了隧道防排水的现状，在此基础上提出了如何做好隧道防排水的设计工作，并进一步探讨了隧道防排水施工的相关问题。能够丰富隧道防排水设计和施工质量控制的内容，给相关的设计和施工人员提供参考。

隧道;防排水;设计;质量控制

1 工程概况

某隧道全长376 m，隧道所在地区以山地地形为主，沿线地质构造复杂，出口多为松散堆积物。进口及洞内以闪长岩为主，并有破碎夹层，水系呈树枝状分布。工程区内降水充沛，以渗流为主，坡面径流无冲刷，地下水主要为松散堆积层的孔隙潜水和基岩裂隙水，以降水补给为主。洞净宽10.2 m，净高 7.15 m，最大开挖跨度11.86 m，排水沟纵坡均为 －2.135%。

2 隧道防排水现状分析

2.1 隧道水害现状

据工务部门统计，2011年我国正式投入运营的铁路隧道有5766座，总长度2 933 km，其中有严重渗漏水病害的隧道1 640座、23 500处、约150 km，占隧道总座数的28.4%、总长度的5.3%。有关统计资料表明近60%的渗漏水病害发生在拱部。

2.2 隧道防排水设置的目的

隧道防排水作为一个系统，其内容涵盖表水、地下水及地层的保护、防排水措施设计、结构设计等。隧道防排水是为了维持正常的运营环境、降低维修维护成本;保证隧道工程的坚固性和耐久性;保护隧道的工作环境及地下水资源。

3 防排水措施设计

3.1 堵、截水设计

做好防排水设计中的堵、截水设计意义重大。堵、截水设计能够有效的解决地下水发育等问题，而且能够有效的避免地下水的任意排放对环境造成的负面影响。地下水堵截的措施很多，在具体的工程中要综合考虑经济效益和环境效益，深入分析地下水的影响因素以及施工难度，才能选择最有效、最合适的堵截措施。在工程中采用的堵截地下水的方法分为开挖前和开挖后，由于地下水堵截要实现的目的和解决的问题有区别，所以，开挖前采用的是预注浆堵截法，开挖后采用的是围岩注浆法，实践证明，堵截地下水根据施工条件在开挖前和开挖后分别进行的方法取得了良好的效果，实现了工程设计的预期目的。

3.2 截、防水设计

工程隧道防排水设计采用混凝土喷射，处喷混凝土起着重要的防水作用。具体而言，综合考虑的隧道工程的放排水效果、经济效益、施工难易度等因素，决定采用湿喷纤维混凝土。这种施工要充分考虑各种因素，包括结构受力的大小，高喷混凝土裂缝的出现因素等，这些因素对洞身的防水效果有着重要的影响，在混凝土喷射过程中，要充分的重视，并对其中不利的因素进行分析和研究，采取措施进行控制，提高洞身的防水效果。

防水板作为防排水系统的最重要环节，不仅能对内衬与围岩渗入水进行隔离，从复合式衬砌改善受力条件考虑，还能起到减少内衬约束，避免内衬受力不均导致开裂，从而降低内称的防水效果。隧道衬砌要求混凝土抗渗等级不小于P8，二次衬砌采用防水混凝土，即拱墙混凝土掺加防水剂，仰拱混凝土掺加高效抗裂防水膨胀剂。防水混凝土结构的衬砌厚度不应小于30 cm。

隧道防水板选用耐久性能较好的EVA或ECB材质，防水板厚度1.5 mm。防水板铺装设计采用无钉铺设。设计采用宽幅防水板，减少人工焊接造成的质量问题，同时也为简化工序、加快铺装进度考虑。

3.3 洞身防水设计

洞身作为隧道系统的重要组成部分，做好洞身防水设计意义重大，不仅是实现整个隧道防排水功能的有效措施，同时也是确保洞身牢固性的基本要求。洞身防排水设计中最好采用混凝土浇筑，为了有效的防治裂缝的出现，实现防水目的，可以在混凝土中添加密实微膨胀剂。

洞身防水采用的是在初期支护和模注混凝土衬砌之间设置防水板，并且根据工程需要，在防水板外围铺设无纺布，无纺布能够起保护防水板的作用，延长防水板的使用寿命，另外，由于隧道工程所在地区一般地势偏低，遇到雨水丰富的季节很容易形成积水，一旦形成积水，就会渗漏到隧道洞身的防水板，降低防水板的质量，影响防水板的防水功能，而在防水板外围铺设无纺布能够有效的防止地下水和地表水的渗漏对防水板造成损害。再者，如果遇到洞壁渗漏，会对洞壁混凝土造成负面影响，应采用高抗冲聚苯乙烯排水板引排地下水。洞壁股水或地下水较集中处，设置Φ50HDPE单壁波纹管盲沟(每处1～3根)，将地下水引出。

4 隧道防排水施工质量控制技术

4.1 材料控制

(1)排水半管

以Φ2.6 mm钢丝绕制成Φ100 mm、螺距3 cm的弹簧圈，外有复合膜包裹，半管耐压值(扁平率10%):≥800;复合膜:纵横抗拉强度(N/5 cm)≥100，伸长率%:25～100，抗渗漏性:0.3 MPa(30 min无渗漏)。

(2)防水板

改性LDPE防水板主要物理机械性能指标如下:断裂拉上接第 页伸强度:17.7 MPa;扯断伸长率7.27%;低温弯折性:－35℃;不透水性:0.3 MPa(30 min无渗漏)。防水板厚度1.2 mm，幅宽2.2 m。土工布与防水板设在一起。土工布采用450 g/m2，其主要性能指标如下:断裂强度;纵横向≥14 kN/m，撕破强度;纵横向≥0.38 kN，断裂伸长率%;纵横向25～100，CBR 顶破强力2.53 kN。

4.2 提高隧道防排水施工技术

(1)排水系统施工

排水系统施工中，初期支护前要进行测量，根据测量结果采取合适的排水系统。工程施工中，综合考虑多方面的因素，结合工程的具体实际，决定采用分层喷射混凝土。在喷射过程中，如果发现地下水渗透，采用Yas排水半管贴排水。当完成了施工中的初期支护工作后，在合适的位置挖引水管。引水管的位置对于排水效果和工程质量都有着重要的影响，所以，在选择引水管位置时，要综合考虑各方面的因素，尽可能选择最优开挖位置，只有这样才能有效的保证隧道的排水效果，实现引水管的利用价值。

一般而言，排水管一般设置在渗水范围内的3 m处，掌握引水管的间距，一般的间距控制在5 m左右，间距过大或者过小都不利于隧道的排水。同时，应在引水管外围包裹水泥砂浆，对引水管进行适当的保护。

设置引水管后，如果仍然存在漏水的现象，则应进行再次排水施工。根据施工要求和设计要求，第二次排水处理应比第一次处理更加严格，确保隧道排水效果。

(2)防水系统

防水系统作为隧道防排水设计中的重要组成部分，在隧道防排水中起着举足轻重的作用，因此，要提高隧道防水技术，实现隧道的防水功能。

隧道防水施工中，要科学的进行施工。在钢筋绑扎和模板安装时，要避免相互之间的摩擦和碰撞，更应采取措施防止防水板被刮破，因为一旦防水板被破坏后，会严重的影响隧道的防水效果，甚至会造成严重的事故。

为了实现防水效果，防水板的松紧程度应该合理确定，防水板安装的松紧应根据具体的工程要求，考虑工程的实际情况，另外，还应当符合隧道防排水设计的基本要求。

安装中，如果防水板过紧，虽然施工中前期的防水效果显著，但是，在使用过程中很容易崩裂或者破碎，造成防水板失去作用;如果防水板安装过松，在使用过程中很容易自动滑落，失去防水效果。所起，无论防水板过紧还是过松，都不满足要求，都对隧道的防水功能能产生负面的影响。总而言之，防水板安装的松紧要合理控制，做到不松不紧，松紧刚好，才能达到最好的防水效果。

5 结语

隧道防排水设计和质量控制至关重要，但是，在实际中，由于隧道防排水受到多方面因素的影响，造成了隧道防排水效果不佳，，因此，做好隧道防排水工作是现阶段要解决的主要问题。隧道防排水设计是保证防排水工程质量的前提和基础，在设计中，要充分考虑隧道所在地的实际情况和地质特点，保证设计出符合实际需要的防排水工程。隧道防排水施工中，要严格进行质量控制，只有采取有效的质量管理措施，才能更好地发挥防排水工程的作用。

［1］鲁建平.三口隧道洞内防排水系统设计与施工［J］.湖南理工学院学报(自然科学版)，2010，(2).

［2］丁恒.高等级长大公路隧道设计的探讨［J］.地下空间，2000，(3).

［3］王利民.新七道梁隧道防排水施工技术［J］.山西建筑，2004，(4).

U442

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1008－3383(2014)04－0116－01

2014－01－15

徐福奎(1987－)，男，贵州兴仁人，助理工程师，研究方向:桥梁施工。