试析路桥隧道工程设计中防水设计的优化

寇 文 亮

(山西路桥第一工程有限责任公司，山西 太原 030006)

试析路桥隧道工程设计中防水设计的优化

寇 文 亮

(山西路桥第一工程有限责任公司，山西 太原 030006)

对路桥隧道工程设计及施工中存在的问题进行了分析，并对路桥隧道工程防水设计的优化措施进行了研究，提出了树立安全型防水设计理念、注意防水板设置、选择合适的防水板材料等策略。

路桥，隧道，防水，设计，围岩

随着我国交通运输业的不断发展，运输方式的发展速度也在不断提高。由于发展的需要，在路桥工程中出现了越来越多的隧道工程，但是，各种因素的限制导致了路桥隧道工程的施工难度在不断加大，出现了一系列的问题。因此，我们应该运用新技术、新材料以及新工艺等来不断提高路桥隧道的设计水平，提高路桥隧道的质量。

1 路桥隧道工程的概述

所谓的隧道是指修建于地下或是水下的建筑物，从而保持地下空间孔道，它是人类充分利用地下空间的一种有效形式[1]。一般来说，隧道可以分为交通隧道、水工隧道以及矿山隧道等类型。

一般来说，在路桥隧道工程中解决隧道的防水问题是重要环节，这样不仅可以有效保证隧道工程的质量，同时还能够从根本上消除隧道病害，进而延长隧道的使用寿命。在解决隧道的防水问题时，选择性能比较好的防水材料以及采取科学的施工方案是关键。因此，在我国路桥隧道工程的设计过程中，优化路桥隧道的防水设计就成为路桥隧道设计人员普遍比较关注的问题。

2 路桥隧道工程防水设计中存在的问题

当前，我国在路桥隧道工程设计过程中应用最多的方法是新奥法设计施工。这种施工方法是在初期支护与二次初砌层之间铺设防水板，同时在防水板与初护面之间铺设缓冲层无纺土工布。其中，这种无纺土工布在出厂的时候就与防水板胶合成了双层结构。在二次初砌层中浇筑混凝土的时候，应该添加适量的防水剂，并要保证防水混凝土的抗渗透性能应该达到S6[2]。此外，再利用纵向与横向的弹簧软管或是塑料管将二衬背后的积水引流至排水沟内。一般情况下，这种设计方式能够满足路桥隧道工程的排水要求，但是隧道衬砌的渗水问题，特别是两板混凝土搭接缝处、隧道接口处以及排水管管节连接处等位置容易发生渗水问题，且尤为严重。而要避免路桥隧道渗水现象的发生，就必须加强设计与施工中的技术研究，但目前来说仍是一个难题。

路桥隧道工程防水设计中主要存在以下几个问题：第一，路桥隧道工程设计中“以排为主”的设计理念破坏了隧道结构与围岩之间密实的共同作用。首先，从路桥隧道的结构上来说，隧道的衬砌主要由内、外两个层次复合而成。就隧道衬砌的内层来说，一般为二次衬砌，它主要是由现浇的素混凝土或是钢筋混凝土构成；就隧道衬砌的外层来说，一般为初期柔性支护，它主要是由锚杆、钢筋网以及喷混凝土构成。在内、外层之间铺设防水层时，由于外层表面会有凹凸不平的现象出现，防水层的背面可能会出现空洞，这就导致内、外层之间局部会产生空隙，造成内、外层不能够整体承受压力。通常情况下，往往是外层先受力，然后外层会由于荷载而产生变形，接下来才是内层开始受力。因此，这种不均匀的受力导致外层容易先遭到破坏，从而降低了复合初砌结构总体承受能力，让隧道结构受围岩的约束不一致而形成裂痕，加剧路桥隧道的渗漏水情况。其次，从路桥隧道的围岩上来说，在对路桥隧道的Ⅰ，Ⅱ类围岩进行初期支护的时候，往往安装的是工字型钢拱架或者是钢格栅拱架。由于围岩对隧道的稳定性具有一定的影响，因此，在防水设计的时候必须依据围岩分类设计合理的隧道工程。第二，路桥隧道工程的技术比较落后。由于路桥隧道的防水设计在施工技术上比较滞后，因此设计出的路桥隧道的质量往往不高。这是由于施工单位对路桥隧道的施工材料要求比较简单、对施工要求不具体以及防水材料容易老化等因素导致的。就目前而言，我国在隧道防水设计中用到的防水材料主要是塑料、橡胶等制品，而这些材料在阳光的照射以及化学腐蚀的情况下容易发生老化现象，进而影响到隧道的防水效果。

3 路桥隧道工程防水设计的优化措施

3.1 树立安全型的防水设计理念

第一，施工人员应该掌握路桥隧道施工的新技术与新方法，主要包括了盾构隧道的受力特征及隧道设计的分析方法、盾构隧道结构形式及最新发展趋势等方面，特别要注意对特殊环境下的隧道工程应进行综合分析与设计。第二，施工人员应该对隧道岩体各方面性能的参数进行认真计算(围岩体计算参数见表1)[3]。对于隧道施工过程中，围岩稳定能力比较差的地段，应该采用超前支护或者是超前加固前方围岩的方法，同时应该秉持先对隧道进行护顶再开挖的施工原则，遇到渗水流的时候应该设置橡胶带盲沟引排。第三，对隧道防水层的材料选择上，应该选用强度高并耐腐蚀性的板材。在施工过程中，主要将这些板材铺在初期支护和二次衬砌中，并通过拼接这些板块使隧道的防水系统达到密闭或是半密闭的状态。第四，在进行隧道工程施工时，应该制定合理的施工方案，并严格按照施工方案执行，从而保障隧道工程防水系统的规范性。

表1 隧道围岩体计算参数

3.2 注意防水板的设置

第一，在放置排水板之前，应对防水板进行及时处理。首先应该对防水板的表面进行处理，然后对防水板突出的钢筋进行处理，在这两项处理结束之后，再对隧道表面进行喷射。如果不进行处理，将无法发挥出防水板的防水功能。第二，在大面积张挂防水板的时候，应该注意拼接无缝隙。首先，在张挂的时候要特别注意防止防水板出现褶皱现象，对于出现缝隙的地方应该全部接上去。其次，在购买防水板的时候，应该多买一些，这是为了防止对隧道进行初砌浇筑时，防水板发生膨胀现象，从而导致防水板的长度不够，给隧道工程的施工带来不必要的麻烦。

3.3 选择合适的防水板材料

第一，在防水板的内侧或是隧道的边墙，应该适当增加机械保护装置的设置。首先，应该保证防水板材料的耐高温以及耐穿透的能力，这样才能有效确保隧道工程在钢筋操作过程中，防水板不会受到损坏，同时还能够减轻工作人员对防水板检修的负担，有效避免防水板发生漏水现象。第二，在隧道施工过程中，应该对防水板进行适当调整。施工人员可以在二衬的内壁铺设防水板，并尽可能的选用新型的防水板材料，这样不仅能够方便对防水层的修理与维护，同时还能够使防水材料与衬砌混凝土的老化时间尽量保持一致，从而延长防水板材料的老化时间，增加防水板的使用寿命。

4 结语

在我国经济高速发展的阶段，交通运输业的发展对经济的腾飞起着至关重要的作用，而路桥隧道工程是集设计、施工与工程管理为一体的一项工程。目前，我国的路桥隧道施工过程中还存在着一系列的问题，漏水、渗水问题尤为突出，这就要求施工单位必须做好路桥隧道工程的防水设计，可以从防水理念、防水板设置以及防水板材料选择这三个方面着手努力。只有不断提高路桥隧道的防水设计才能够提高路桥隧道的工程质量，并保障路桥隧道的安全性。

[1] 张男男,武建权,宋秀美，等.隧道路面防水粘结层材料的选择及性能研究[J].山东交通科技,2013(5)：71-73.

[2] 曹 志.隧道防排水施工[J].江西建材,2014(8)：20-21.

[3] 黄林军.浅谈高速公路隧道防水施工技术[J].山西建筑,2007，33(21)：346-347.

Analysis on waterproofing design optimization in road bridge tunnel engineering design

Kou Wenliang

(ShanxiHighway&Bridge1stEngineeringCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

The thesis analyzes problems existing in road bridge tunnel engineering design and construction, studies waterproofing design optimization measures of road bridge tunnel engineering, and puts forward some strategies, such as establishing safety-style waterproofing design concept, attending waterproofing board setting, and selecting suitable waterproofing board material and so on.

road bridge, tunnel, waterproof, design, surrounding rock

2015-04-01

寇文亮(1986- )，男，工程师

1009-6825(2015)17-0137-02

U453.6

A