公路隧道防水问题研究

魏嵬

【摘要】尽管在近些年修建的公路隧道中都采用了新材料与新技术进行防水，但是仍有相当多的山岭隧道在建成后不久便出现严重渗漏，特别是在隧道预埋洞室、施工缝处、隧道的接口处及管节之间的连接处等薄弱环节的渗漏水更为严重，成为隧道工程一大病害。为了能做好隧道的防排水工程，我们应该熟悉设计图纸，充分理解防排水设计意图和设计目的，根据以排为主，堵、截、引相结合的设计思路，并结合以往排水施工的经验和教训，除按设计布置排水设施外，还在地下水多的地方增设排水设施 ，同时认真按设计做好各道防水屏障，使水顺利排到洞外。

【关键词】公路隧道；防水问题；策略

引言

目前，国内公路隧道绝大多部分存在不同程度的渗漏问题，有的渗漏部位遍及隧道全周，严重地变成水帘洞，威胁结构安全和交通安全，甚至发生险情而关闭交通，造成巨大的经济损失。因此，从隧道防排水施工中去控制质量，确保施工质量达到要求，是解决问题的根源，本文就公路隧道防水问题进行研究，供广大同行参考。

一、我国公路隧道排水防水工程现状分析

随着我国公路建设正在向着高等级化的方向发展，公路隧道的建设变得越来越普遍，并且渐渐成为我国公路建设的一个十分重要的组成部分。公路隧道，已普遍按新奥法设计施工。洞内防水，采用在初护与二次衬砌层间铺设防水板，防水板与初护面间铺设缓冲层无纺土工布；出厂时，土工布与防水板已胶合成双层结构；二次衬砌之混凝土，添加防水剂，要求防水混凝土的抗渗性能达到S6；通过纵向、横向弹簧软管、塑料管将二衬背后积水引至排水沟。这种多保险的防水结构，有较好的防水功能。从理论上讲，洞内防水问题已解决了。但从实际看，已建成通车的众多隧道中，漏水的不多，但渗水现象却不少。要完全防止隧道渗水，仍是设计、施工的一道难题。

众所周知，公路隧道的防水排水工程的良好的施工质量是保证公路隧道使用性能和安全性能的重要基础。而我国复杂的地理环境造成了全国各地道路地基情况以及地下水分布情况十分的不均匀，各地的公路隧道施工技术人员只有对施工路段的地质条件和地下水状况进行深入的勘探和准确地分析才能结合当地的施工条件，选择最合适的防水、排水方式，并在施工中不断应对新的防水排水问题，这总的来说是一个比较艰苦的过程，因而，公路隧道的防水排水到目前为止虽然行成了一定的施工原则，和较为科学合理的施工方式，但仍存在一些难以克服的难题，目前为止，公路隧道的防水排水施工仍然是公路隧道建设乃至公路建设的一个薄弱环节。

二、防水、排水设计原则

（一）排水设计原则

排水设计的初期支护与二次衬砌之问设置环向弹簧排水管进行汇水，衬砌的边墙底用纵向排水管集水，然后将水排至中心排水沟。弹簧排水管的纵距根据围岩级别及地下水量大小确定，施工时可根据实际情况适当调整，但设置的总数量不应少于设计图中的数量。局部涌水处在围岩表面设置塑料半管，施工时可根据涌水情况确定。

（二）防水设计原则

防水设计的复合式衬砌初期支护与二次衬砌之间要设置PVC 防水板，防水板采用厚度1.2ram 产品，防水板要具有韧性好、阻燃、抗冻裂性能、易铺设等特点。在防水板铺设前应在初期支护表面铺设土工布，PVC 防水板采用无钉铺设，防水板接头质量采用充气检验。PVC 防水板的设置是整个隧道防水系统中最重要的一项措施，其施工质量的好坏直接影响到隧道使用及衬砌结构的安全。

三、我国公路隧道排水防水工程需要注意的问题

（一）防水材料老化问题

公路隧道使用的防水材料多为高分子聚合物， 如PE 板、PVC 板、CW 系列等。它们在阳光辐射、化学腐蚀及水等因素作用下都存在着老化问题。随着老化程度加深， 材料的强度、延伸性等物理力学性能都将逐渐衰退， 直至失效。影响防水板老化的因素较多， 也比较复杂。

要准确测定老化程度既费工、费时又费财，而且测定某处的老化资料也难具有代表性。目前各生產厂家提供的老化系数或标称的30-50 年寿命期， 多用加速老化实验获取的资料， 推算所得。可靠程度值得研究。直至目前， 还没有防水卷材老化与隧道衬砌混凝土寿命之间的相关性资料，所以， 防水卷材老化问题应引起足够重视。由于老化是客观存在， 我认为应加强两个方面的工作： 一是研究延缓材料老化性能， 使防水材料老化与衬砌混凝土的寿命接近同步； 二是研究防水材料在隧道断面结构中的位置，使防水材料处在便于维修或更换的地方。

（二）防水材料的选择

用于公路隧道的防水材料， 品种繁多， 质量各异， 冒牌和劣质产品时有出现。在合格产品中， 同一厂家生产的同一品牌的防水材料， 因等级不同，性能差距也较大。施工单位也应根据实施后的基面状态提出选用等级的建议。如果不了解材料的这种差异， 只标注一个型号，可能会出现D/L 值大时， 选用材料的拉伸强度却低的情况， 结果是防水效果差。除材料品种、等级外，对防水卷材的厚度和无纺布厚度也应有所选择。一般讲，防水卷材厚度大， 抗顶破、撕裂性能好， 但韧性、与基面贴密性差， 施工不方便， 成本也较高； 太薄的防水板又易于被顶破或撕裂， 失去防水作用。试验表明：1.5 mm 和1 mm 的高压PE 塑料板的焊接工艺和防水效果完全相同， 力学性能都满足施工荷载的要求，故防水板厚度宜选在0.8-1.5 mm 之间较合适。

（三）防水设计

当前公路隧道防水设计较为粗糙， 体现在文件内容上， 如对材料要求过于简单，对施工要求不具体。我们知道， 公路隧道防水设计包括洞外排水、洞内防水和堵水、洞内排水3 个方面， 构成隧道完整的防水系统。然而， 各部分的位置、基面状态及遇水情况是不一样的，故材料的选用， 施工技术要求也应不同。以洞内防水和堵水为例， 前者用防水卷材， 后者用橡胶带（ 条）， 对它们的老化要求是一致的， 对力学性能要求就不一样， 因为防水卷材的基面是凹凸不平， 而橡胶带（ 条）的基面是平整的， 因此，设计文件中只标注材料型号是不够的。何况， 同一防水卷材，由于它的合格指标定得太低，存在着合格品与优等品的性能差异很大。如PVC 防水板的拉伸强度， 合格品为7 MPa， 优等品则达15 MPa， 选用那一种，设计文件应明确规定。所以， 防水设计在内容上应细化， 要求应明确、具体， 还应注意防水设计与施工技术、施工工序和施工质量相匹配，确保设计与实施效果相符合。

（四）加强衬砌混凝土的自防能力

提高公路隧道衬砌混凝土的自身防水能力是增强隧道防水效果的有效措施。由于依赖防水层的作用，对衬砌混凝土的自防能力往往有所忽视。混凝土渗、漏水的原因， 是孔隙的存在。空隙分施工孔隙和构造孔隙两种类型，前者以控制振捣密实解决；后者以调整配合比设计或掺外加剂解决。所谓防水混凝土是在普通混凝土的基础上， 通过调整配合比或掺外加剂如BR 系列增强防水剂等， 提高混凝土的密实性， 使抗渗等级大于0.6 MPa。

结语

相比较于高速公路建设，我国的隧道建设难度等级和需求的安全等级更高，特别是在保证了基本的通风、照明等基本的设施，加强其防潮和防水能力之外，还要提供人性化的服务环境，为来往行人提供一个干燥、整洁的通车环境，进而为我国隧道的正常运行提供有力的保障。笔者衷心希望，以上关于我国隧道防水技术的探究能够被相关负责人合理的吸收和采纳，也希望相关负责人员能够引进国外的先进技术和成功经验，进而更好的推动我国隧道的建设。

参考文献

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