连拱隧道防排水系统的设计与施工

文/中交第二航务工程勘察设计院有限公司 郎君

在连拱隧道设计及施工过程中，连拱隧道防排水一直都是建设的重点环节，同时施工建设的复杂性及困难性是很多连拱隧道质量通病的根源所在。随着技术不断的改进，关于连拱隧道防排水系统设计的研究也不断加快，但还有很多问题无法得到解决，越来越多的人员加入到连拱隧道的防排水技术和中墙渗漏水的治理技术研究中。

连拱隧道的防排水系统建设，涉及到对于地面和洞内纵环和垂直方向三维空间的防排水及洞内隐蔽管道、暗沟和洞外明沟的防排水等不同部分。总的来说连拱隧道防排水系统建设是一个立体空间的防排水系统工程，其和分离式隧道相比较还存在一定的差异，其中连拱隧道防排水系统的中墙防排水问题是其中的难点。

当前公路连拱隧道的防排水设计

连拱隧道中墙防排水设计

中墙的防排水是连拱隧道防排水系统中建设的重点，同时也是整个连拱隧道建设的一大特点，中墙防排水的好坏将会直接对隧道质量评价产生影响。其中在早期建设连拱隧道时，很多工程都会在中隔墙顶中央设置一根纵向排水管，之后会间隔一定纵向距离通过设置相应的竖向排水管将水排至边沟或中央系统。在修建隧道过程中，应用此种防排水方法，在绝大部分工程中的渗漏问题都非常严重。问题产生的原因主要有以下几点。

设计方面，当纵向排水管比中墙顶部纵向施工缝高时，容易导致低处的施工缝受到影响，渗水不断的向此处流去，虽说在施工缝防水的过程中可以通过止水带、止水条阻止渗水，但是在长期的使用及运营过程中还是无法保证不发生渗漏现象、也不可能保证在长期运营中不渗漏。纵向排水管属于有孔PVC管的行列，但是孔的位置非常关键，当打孔在管身上半部的时候，在排积水的过程中就会对水的高度有一定的要求，只有当水积累到一定高度后，才能流入到排水系统，在此过程中积水容易从施工缝渗出；但是当孔的位置在管身下半部时，排水管的效果就完全无法发挥出来，渗水虽说从一处进入到排水管，但是会从比较低的另外一处流出来，此时渗水会满留在中隔墙顶部，防水板发挥着主要的防水作用，一旦防水板受到影响或者是出现失效，渗水就会从施工缝薄弱位置渗出；在隧道防排水施工的初期阶段，墙顶需要一定的支撑保护，因此需要在防水板上穿孔设置一定的锚固螺栓，此时封闭的防水板由于多处打孔导致防水效果会受到很大影响。

在施工方面，对于中隔墙浇筑之后由于墙顶回填和防排水施工空间狭小使得施工质量无法得到保证，非常容易出现无法保证纵向排水管的排水坡度，从而对排水效果产生影响；中墙顶部在回填时非常容易对纵向排水设施产生破坏和影响，使得中墙的排水系统无法正常使用，也就无法对排水效果进行保证；在中墙顶部回填过程中由于回填的密度达不到标准使得地下水非常容易产生汇集等问题。

衬砌混凝土防水

对于隧道防水来说，混凝土衬砌是最后一道防线。根据结构受力的不同，一般来说混凝土衬砌的厚度会受到结构受力的影响作用，混凝土衬砌厚度一般分布在30厘米到60厘米之间。如果想要对防水性能进行保证，需要注意以下几点：第一点需要对混凝土的配比进行保证；第二点就是需要在施工过程中的振捣保证其能够充分，避免出现振捣漏浆及走模等情况；第三点就是需要保证在完工之后不出现衬砌产生裂缝；第四点对于壁后水压进行关注保证水压不会出现过大的现象等。

隧道排水系统

隧道的排水与防水两部分都非常重要。对于已经渗出的地下水不能只堵不排，这会造成水压升高，渗水的通道主要以两层防水构造的细微缺陷为主，通过这些细微缺陷渗至衬砌表面。对于现阶段的隧道排水已经逐渐的形成一个完整的体系，主要由疏导及管沟排水两大部分共同组成。

高速公路连拱隧道防排水缺陷原因分析

客观原因

笔者在多年的工作中，对高速公路连拱隧道防排水系统存在缺陷的客观原因进行分析发现，能够对防排水质量缺陷产生影响的客观原因主要分为三大部分，第一点就是材料自身缺陷；第二点就是设计方面存在不足；第三点就是施工环境本身所局限性所导致。

主观原因

在隧道防排水质量缺陷原因进行分析的过程中，和客观因素相比较，主观因素占据很大一部分，如果在施工中多加重视这些质量上的缺陷有很大一部分都是能够避免的。其中造成连拱隧道防排水系统质量存在缺陷的主观原因由以下三方面组成，第一点就是施工方案存在很大的不合理之处，但是在施工之前没有对施工方案中所存在的问题和不足之处及时的做出改进，使得施工过程中防排水工程质量出现问题；第二点就是相关的施工人员其本身的防排水意识非常的淡薄，对于隧道防排水的重要性无法充分进行认识；第三点就是一些技术人员忽视防排水工程的工程的质量问题，对工程质量不够重视，在自检环节中没有及时发现所存在的问题并对其进行及时处理。

高速公路连拱隧道防排水系统施工方案优化

其中笔者再对连拱隧道防排水施工中所出现的质量问题进行分析发现，主要由防排水系统质量缺陷的主客观两方面不同因素造成，从主观因素出发对其进行分析，发现可以加强施工人员培训及管理、上下工序的交接检查，对于其中所出现的问题及时的发现并进行处理。在施工过程中需要严格的地按照图纸、施工方案、施工规范施工，对于施工过程中所存在的薄弱环节及关键部位可以通过加强抽查的方式排查问题，对于一些主观因素所造成的防排水质量缺陷问题可以杜绝。虽说对于施工过程中的客观因素无法完全的杜绝和避免，但是对于客观因素所带来的质量上的缺陷还是能够通过相应的措施和方案，优化和改善质量缺陷。

解决防水板热熔粘结出现的质量缺陷为，不采用热熔粘结的防水板铺设工艺，对于目前的防水板铺设工艺来说防水板主要分为无钉热合铺设法、有钉冷粘铺设法和多点复合免钉穿铺设法等多种铺设方法。在我国隧道施工中对于以上这几种常见的防水板的铺设工艺都使用过，但总的来说都无法达到完善和完美。但这几种铺设方法的优势及劣势在长期使用过程中都逐渐的凸显出来，目前在我国隧道施工防水板铺设工艺中主要选择热熔粘结的防水板铺设工艺，对于有钉冷粘铺设法和多点复合免钉穿铺设法这两种铺设工艺基本上很少使用。对于热熔粘结防水板的方式，在我国长时间的使用过程中，由于其铺设效果比较好，因此在经过实践验证之后选择热熔粘结的防水板铺设工艺，其他几种工艺不能取代该工艺。

结语

在工程界施工过程中连拱隧道的防排水设计及施工一直都是其中的重难点问题，本文主要对在此工程防排水设计及施工中所存在的一些问题进行一定的分析及探讨，从对目前所存在的一些难以解决的问题提供相应的看法和措施，进一步促进连拱隧道防排水设计和施工发展。