山岭隧道防排水技术研究

彭小庆（1.山西省交通科学研究院，山西　太原　030006；2.黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室，山西　太原　030006）



山岭隧道防排水技术研究

彭小庆1，2
（1.山西省交通科学研究院，山西太原030006；2.黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室，山西太原030006）

摘要：对山岭隧道的防排水技术及其存在的问题进行了分析，提出了山岭隧道防排水设计的优化方法，论述了山岭隧道防排水系统的施工质量控制要点，为实际工程应用中山岭隧道的防排水设计及施工提供了参考。

关键词：山岭隧道，防排水，质量控制

在山岭隧道建设过程中，防排水系统十分关键，若防排水系统设计或施工不良，会导致隧道出现渗漏水现象，渗漏水会危害隧道衬砌内部结构的稳定性，破坏隧道中的通风、照明、消防等设施的可靠性，造成路面湿滑，直接威胁行车的安全性，严重降低隧道的使用寿命和服务水平［1，2］。山岭隧道在交通建设中起到了很重要的作用，在山岭区道路建设中，占有很大比例。尽管我国当前防排水技术已经取得了很大发展，但已建成的山岭隧道中仍然存在渗水、漏水现象［3，4］。因此，研究山岭隧道防排水技术具有重要的现实意义。本文首先对山岭隧道防排水技术进行阐述，分析当前存在的常见问题，并提出设计的优化方法和施工的质量控制要点，以促进我国山岭隧道防排水技术的发展。

1　山岭隧道防排水技术及存在问题

山岭隧道防水主要指阻止地下水从隧道的拱部或边墙进行渗漏，而排水则是将衬砌背后的地下水汇集到边墙脚后通过泄水孔排出［5］。当前山岭隧道建设中常用的防排水技术方法有：初期喷锚支护防水、喷射混凝土防水、塑料防水板防水层、二次衬砌混凝土的防水、施工缝和变形缝的防水、隧道衬砌的排水系统等［6］。

近年来，山岭隧道防排水技术不断发展和完善，但经常出现诸如以下问题：1）泄水盲沟入水口以下基础混凝土底面与基岩之间的区域易形成一个富水盲区。在防排水设计中，针对隧道边墙和顶部基岩渗漏出来的水，容易进行处理，但从流入基岩面和基底基岩渗漏出的水会逐渐汇集到隧道底部，使隧道基地长期泡于水中，严重影响隧道的结构稳定性。2）边墙的防水板易被破坏。在隧道建设中二次衬砌混凝土的防水法应用最为广泛，但钢筋施工过程中，防水板很容易被破坏，导致隧道出现渗漏水问题。3）防水板易于老化破损。隧道的设计寿命通常为50年～100年，一般采用PE板、PVC板等高分子聚合物作为防水材料，随着材料的不断老化，材料的强度和物理力学性能不断降低，且修复工作难以进行。4）排水盲管未充分发挥其排水功能。在防排水系统设计中，通常采用圆形排水盲管，并沿隧道环、纵向按一定距离设置。通常情况下，水流容易沿环向盲管流动，但难以沿纵向盲管流动，从而导致纵向盲管失去排水作用。针对山岭隧道防排水建设中存在的一些问题，笔者认为应从优化隧道防、排水设计方法和严格施工质量控制等方面入手，来改善山岭隧道的防排水系统建设。

2　山岭隧道防排水优化设计

2.1环向排水管布设

针对环向排水管的设计，应从以下方面进行改善：1）在正常环向排水管布置的基础上，针对围岩易出现集中涌水位置，增设环向圆形排水管，以隧道增强排水性能，同时将环向排水管的水导流至隧道两侧的纵向排水管；2）针对围岩小面积线状出水情况，设置防水板于喷射混凝土表面，并将排水导至纵向排水管，另外加大横向排水管的布置数量，将水引入中心排水沟，保障排水通畅；3）对于出现大面积渗水部位，增设环向排水盲管和横向排水管。

2.2侧墙纵向施工缝防水

侧墙纵向施工缝接端面可通过向隧道外倾斜角度不小于3%的方式进行设计，同时在水平施工缝平面部位布设两个注浆止水条，进一步提升水平施工缝的防水性能。

2.3环向施工缝防水

中埋式止水带由于不易施工，经常会出现防水不良问题，不能满足排水要求，所以在施工过程中，对于环向施工缝部位，可以顶替采用较为简单的背贴式止水带，另外，可加设一条膨胀止水条，从而加强施工缝位置的防水性能。另一方面，为进一步提高防水板的防水能力，可使用一布两板的方式处治环向施工缝的防水板焊缝部位。

2.4纵向排水管设计

为增强对环向排水管和墙脚处渗的地下水的收集能力，形成分区防水并降低水垢阻塞排水管的几率，采用V字形状设计纵向排水管的纵向线形，同时在围岩开挖脚部加设一组V字形管径100的双臂单侧打孔波纹管，并用其连接所增加的纵向排水管与原有的纵向和中心排水沟，从而成为一体。

采用以上防排水设计方法，依托山西某山岭隧道进行了实际工程应用，收获了很好的防排水效果。

3　山岭隧道防排水施工质量控制

在山岭隧道防排水系统施工过程中，进场会出现有围岩基面或初期支护混凝土表面平整度不满足要求，防水板的施工不合理，施工缝、变形缝处的止水带设置不稳定，排水管的连接、线性不符合规定等一系列问题，严重影响隧道防排水系统的施工质量。因此，在施工过程中，必须加强对防排水材料的检查和施工工艺的质量控制，从而保障防排水系统的施工质量。

3.1初衬混凝土或围岩基面质量控制

针对初衬混凝土或围岩基面的施工质量应做好以下几方面工作：1）外观检查。仔细检查初衬基层表面的外观，确保初衬基层表面的清洁，有利于保障初衬表面的平整度和圆顺性，针对疏松的初衬表面可通过凿除和修补进行处理。2）检查初衬平整度。要确保支护基层表面平整度满足D/L≤1/8（D和L分别为初期支护基层相邻两凸面凹进的深度和距离）。3）仔细检查尖锐凸出物。对于喷射混凝土排水施工法，要注重仔细清楚混凝土表面较大的尖锐物，尤其是锚杆头、钢管头、铁丝等凸出物，同时在清除之后进行表面抹平，以确保混凝土表面的平整度。4）检查渗漏水问题。通过检查确保初期支护的渗漏水部位一切正常。

3.2防水板铺设质量控制

针对防水板部位的施工质量控制，需要注意以下几个要点：1）确保防水板的悬挂点之间的距离和部位科学合理，且悬挂点要保证稳定可靠。2）在固定防水板时，不得过紧或者存在大的鼓包问题，松弛程度控制在1.1～1.3，防水板的铺设走向要与隧道基面保持一致、且表面平整。3）在进行隔热板施工或者二次衬砌钢筋焊接后，要检查防水板是否受到损害。4）检查防水板施工是否存在漏焊、假焊、烤焦、焊穿等问题，如发现问题应及时进行修补。

3.3变形缝及施工缝质量控制

在变形缝和施工缝施工过程中，需要进行质量控制的施工要点包括：1）检查先浇段接头处混凝土的表面是否已实施凿毛处理。2）确保止水带牢固可靠且位置准确，避免出现移位现象，一旦发现移位，应立即进行调整处理。3）确保止水带的压茬走向准确，从而保障排水能够有效的流入排水系统中。4）在施工缝位置混凝土浇筑时，要均匀振捣，确保止水带与混凝土紧密连接在一起，而且在操作过程中要防止止水带出现移位。5）在二次衬砌堵头板拆除和二次衬砌钢筋施工过程中，注意确保止水条和止水带不受到损坏和偏移，出现损坏问题及时处理。6）止水带接头通常使用搭接或复合接的方法，应确保安装准确。

3.4排水管安装质量控制

在排水系统的安装施工中，需要注意加强环向、纵向、横向排水管以及中心排水沟的施工质量控制。

3.4.1环向排水管

环向排水管的施工质量控制需要注重以下几点：1）岩面找平检查，仔细检查开挖面混凝土的表面平整度，确保排水管精密圆顺的与混凝土贴合在一起，避免出现凹凸不平问题。2）确保环向排水管的设置间距满足设计要求。3）进行定位检查，采用钢卡将环向排水管进行固定牢靠，防止喷射混凝土使排水管出现移位。4）检查排水管的圆顺度，在施工过程中，容易出现排水管固定不牢等问题导致排水管偏移，阻碍管道排水的畅通性。5）仔细检查环向排水管与纵向排水管的连接部位，确保长度和位置的准确性。6）检查环向排水管出口是否畅通，防止出口处在施工中被混凝土阻塞，影响排水。

3.4.2纵、横向排水管及中央排水沟

在纵、横向排水管及中心排水沟施工中，需要做好以下质量控制：1）检查透水孔的规格和间距是否合理，并确保透水孔的畅通性。2）检查基座的尺寸是否满足排水管的布置要求，防止排水管安装出现悬空或倾斜情况，影响排水效果。3）排水管的安装需满足坡度的设计要求，不能出现逆坡现象，以免排水管内流水出现阻塞或者倒流。4）检查纵土工布的包裹方式是否符合要求，防止泥沙进入排水管。5）做好三通检查工作，确保连接接头牢固、连接圆顺自然。6）检查防水板半包纵向排水管设置是否合理。7）检查排水管的间距是否符合要求，避免出现晃动和移位问题。8）对于中央排水沟，应仔细检查沉砂井的位置和尺寸、井盖、保温层、梯凳等是否满足要求。

4　结语

本文对山岭隧道防排水技术进行了阐述，分析了当前存在的常见问题，并提出了设计的优化改进措施以及施工的质量控制要点，以促进完善当前隧道防排水结构设计方法，增强施工缝和排水管的防、排水能力，进一步提升山岭隧道防排水系统的功能，为我国山岭隧道防排水系统的实际工程应用提供参考。

参考文献：

［1］张宏亮，牛黎明.山岭隧道防排水技术研究及应用［J］.公路，2014（9）：89-90.

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［4］秦珂，秦道仁.谈公路隧道的防排水设计［J］.民营科技，2012（9）：126-128.

［5］曲京波，周鹏，苏海峰，等.某公路隧道防排水设计与施工质量控制［J］.北方交通，2012（2）：90-91.

［6］夏润禾.山岭高速公路隧道防排水设计及施工工艺研究［J］.交通科技，2009（S2）：80-81.

［7］常明.高速公路长大隧道的防排水设计浅谈［J］.山西交通科技，2006（4）：48-50.

中图分类号：U453.6

文献标识码：A

文章编号：1009-6825（2016）06-0177-03

收稿日期：2015-12-15

作者简介：彭小庆（1984-），男，工程师

Study on waterproof and drainage techniques of mountain tunnel

Peng Xiaoqing1，2
（1.Shanxi Academy of Traffic Science，Taiyuan 030006，China；
2.Loose Region Highway Construction & Maintenance Traffic Industry Laboratory，Taiyuan 030006，China）

Abstract：The paper analyzes mountain tunnel waterproofing and drainage techniques and existing problems，puts forward mountain tunnel waterproof and drainage design optimizing methods，finally discusses construction quality control points of mountain tunnel waterproof and drainage system，which has provided some guidance for the mountain tunnel waterproof and drainage design and construction in actual engineering application.

Key words：mountain tunnel，waterproof and drainage，quality control