高速公路隧道防排水施工技术的应用探究

王磊

山西路桥第五工程有限公司 山西太原 030006

近年，高速公路运输发展迅速，成为我国交通运输的一个重要方式，而高速公路隧道在高速公路体系中占有重要地位。高速公路隧道的排水施工可以保证长久稳定地使用高速公路隧道，如果工作人员在实际设计时忽视了这一方面，将会增加路面积水、路面损坏、翻浆等情况发生的可能性，影响隧道实际使用效果[1]。

1 高速公路隧道排水设计简介及其重要性

为保证高速公路能发挥其自身优势，减少不利影响，相关施工人员须选择高等级高速公路建设方式，高速公路隧道建设工作在实际施工中越来越重要。高速公路隧道是我国高速公路工程结构之一，选择此方式完成高速公路建设工作，不仅可以缩短施工路线，还可以保证高速公路线形，为行车提供方便，提高实际施工质量。此外，还能降低出现滚石、泥石流等自然灾害的可能性，尽可能保护当地生态环境。近年，我国高速公路隧道建设数量越来越多，通过高速公路隧道建设工作调查发现，隧道与水之间存在着天然矛盾，许多高速公路隧道建设工程都因排水问题，导致出现工期延长、成本增加等情况，不仅严重影响后续使用，甚至还可能出现工程事故[2]。

2 高速高速公路隧道防排水施工技术的应用

2.1 地下水的控制和排除原则

一是对洞内地下水以预防为主，坚持“有疑必探，先探后掘”的原则。二是为减小高速公路隧道运行期对地下水环境的影响，在工程中采取的渗控方案主要为：对存在地下水环境影响洞段在施工程序上将二次衬砌和永久径向防渗灌浆提前到滞后掌子面一定距离，与掌子面开挖同步进行；衬砌根据外水压力采取衬砌自防水，或在衬砌外设径向固结灌浆限排，灌浆标准（灌后透水率）按不大于5Lu控制。三是对预报渗水量大的洞段特别是软弱破碎洞段，在开挖前进行超前注浆以控制地下水。四是通过掌子面超前注浆预处理，减小掌子面突涌水风险；通过开挖后同步二衬和径向注浆，减小施工期洞内抽排水量。五是经前述预报与降水控制后，剩余的洞内水以自流或强制抽排的方式排放出洞[3]。

2.2 防水板材铺设、固定

首先，进行建筑防水层铺设时，可通过钢钉圈、防水塑料暗钉垫固定防水层基面。在施工环节，做好防水塑料板材固定工作较为重要，施工人员应按照实际防水情况对相关的材料进行加工，将材料应用到防水板的固定工序中，保障固定施工的质量。其次，进行混凝土纵向垫层铺设过程中，应对齐拱顶纵向与垫层中心线，要求中心线与高速公路隧道标志标线有较高的统一度，再开展自上而下的铺设，科学完成铺设工作开展。为了更好地保障拱顶施工质量，选用的水泥螺丝钉的长度应保持在30mm以下，进行拱顶外墙施工时，采用的水泥钉平均密度应控制在3～4个/m2范围内，在边墙施工中应使其密度控制在2～3个/m2范围内。再次，应注意防水板材铺设，保障中心线的标注更加准确，按照相关的铺设标准逐步开展铺设的工作。进行施工时，应明确标注拱顶纵向的中心线，保障防水材料卷材与拱顶的横向中心线重合，在保障两者有效重合的基础上，从顶部拱顶处对其展开铺设，可使热熔焊和衬垫板焊接可同时完成，保障施工的质量。的变化，将其温度合理控制在适度的范围内[4]。

2.3 挖掘中对涌水地段的防排水处理

高速公路隧道施工中最常见的就是涌水问题。涌水问题由于产生的原因各有差异，所以在施工对策上也应该不同。在施工中，涌水问题的产生主要受地理环境的影响较大。由于地面岩层断裂，导致地下水涌出，这就给施工造成一定的困难。洞顶的岩石层受到破坏，岩体变形，使得大量的雨水渗透到高速公路隧道里面，这些现象都会造成涌水问题，给施工带来一定的影响。在处理高速公路隧道涌水问题时，要依据问题根源采取合理的对策，同时要对涌水的具体情况进行测量，最终制定合理的防排水计划。可以选择导管排出，利用超前的钻孔进行排水。对于岩石的处理可以在通过考量后，采用压浆处理的方式进行导水。如果涌水集中量大，可以先用锚杆将裂缝中的水引出，然后再进行岩石喷锚处理，加强岩石的稳固性。在处理大范围的涌水时，可以先用导管将大部分水导出，然后再用喷射混凝土进行岩层施工，将岩石缝隙进行封闭。当涌水非常严重时，可以将水集中排出，在处理完水后再用混凝土进行施工，做好岩石处理。

2.4 围岩注浆堵水

①所选择浆体是否可以顺利渗透到受力岩层中，即在一定压力下，浆体是否可以渗透到裂缝当中，并且在浆体凝固后，具备较强的吸附力。②合理布置注浆孔位置、确定注浆孔数量，确保注浆效果。③进行布孔工作时，施工人员需要考虑设备容量、地下水环境、岩层断裂状态等因素，再通过相关计算，得到最终结论。④在实际布置过程中，施工人员应结合水流量、渗漏量以及地质情况进行具体调整。⑤裂缝数量与孔数成反比。⑥根据实际情况选择不同的注浆方法[5]。

2.5 渗漏水打孔引排施工

在渗漏水很严重、密集的位置钻孔，先用直径Φ25mm长110cm钻杆成孔后使用Φ33mm水钻清理，在孔的下面用手持切割机切3cm-6cm宽，深5cm的槽道，采用Φ30mmPVC管作为引排管，安装在槽道内并延伸至两侧水沟。PVC管伸出侧墙处采用45°弯头处理，并引至侧沟内。PVC管选用白管，管头用无纺布包起来，在槽到内用U型卡加固。安装完成后，外面用防水涂料抹平，防止因热胀冷缩开裂。对渗漏水处前后纵向排水管道疏通，并清理运输水沟杂物，以防时间久杂物堆积堵塞排水管。

2.6 反坡引排水

①流量。考虑到水泵的损坏维修、集水坑的清淤以及抽水能力不应小于最大涌水量，故将每天有效的抽水时间设定为20h。②扬程。考虑到左右洞集水坑的方便管理，将集水坑的间隔设置为260m，即在每个横通道的附近设置，方便人员机械在左右洞之间来回调运，节省路程。考虑当地市场的现有型号以及局部水头损失的富余量，水泵扬程可都定为20m。从现场潜污泵维修更换以及排水管布置方便的角度考虑，最终采用2排管径200mm的排水管。③泵站级数。两个集水坑之间不需要设置增压泵，完全满足引排水需求。④自动报警系统。在高程最低处的集水坑设置浮球液位开关，连接至报警器。当集水坑水位超限（即涌水量增大或者是潜污泵堵塞、损坏）时，警报器即发出警报，由洞内值班采取相应的措施。从而实现无人化，免去因派专人值守而产生的人工费用，提高经济效率。

2.7 系统排水管的布置与安装

为实现空间布置，如将相应的排水盲管置于较低位置，应结合设计要求，并在内部钻凿并根据线进行钻孔，需要先拧上相应的螺栓，然后用夹子固定管道。在环线方向上的安装过程首先通过标记混凝土来放置。原则上应进行接线和设计，应弄清具体的漏水情况和漏水情况，以便进行相应的调整。在此期间，必须焊接喷涂表面，以沿着管线放置。首先将钢钉用于混凝土表面的喷涂和钉牢，应进一步注意钢钉的间距参数为30-50cm，并根据钻具进行钻孔。最后排水管在铺设时必须安装并堵塞，以使地下水渗入。如果使用内置疏水阀，则必须拧紧疏水阀，然后才能安装。在安装过程中，有必要参考设计人员推荐的安装设计标准，例如接头管和排气管的接头铺设以及成对安装。必须根据保水敷设要求安装联合注水管，并且确定两根管之间的距离为500cm。组装时将使用钢筋主体进行焊接，连接距离不超过5000cm。

2.8 防水卷材的运用

最常在防水工程中运用到的材料就是防水卷材，因其本身具备高质量品质，在施工阶段能达到显著的防水效果，所以高频率的作为防水施工的重要材料运用在公路隧道桥梁防水建设之中。卷材质量对于施工质量起着至关重要的作用，因此对于防水卷材材料的挑选购买，在前期工程准备中必须认真把控，保证作业时防水卷材厚度一致，防止在施工时发生鼓包，凹陷，隆起等容易导致防水质量下降的因素。且应分析当前施工状况总结方案，实施卷材合理铺设，选择靠近隧道拱顶的正中间部位搭设台架能高效辅助卷材铺设作业实施开展。再次必须严格要求卷材的平整度，务必要在标准范围内铺设卷材，排除一切可能产生鼓包裂缝皱褶的安全隐患，如此一来才能真正有效实现卷材的防水作用。另一点需要防控的是根据当下要求和状况实施环向铺设，如遇到距离较近的卷材则要分离错位铺置。此外为了更加高效的发挥卷材对于防水性能的效果，利用隐形钉是能稳定提升防水性的有效手段。工作人员应将其合理运用到工程中，善用土工布的固定，运用热熔焊接完成防水卷材的施工作业。此方法能有效提高卷材自身的紧密度，为防水性能带来质的提升[6]。

2.9 预防坍塌事故的发生

在高速公路隧道的建设中，为避免发生坍塌的风险，必须采取有效的措施来避免隧道倒塌的危险。在开始初期的支护工作时，必须及时进行地质部分的建设，例如岩石碎裂，周围岩石的不良条件和断层。在施工前，仔细研究高速公路隧道施工沿线的地形，根据地质调查资料，在确定围岩类型和力学性能方面要做好工作，评估并确定下沉的风险。在施工中应尽量减少单次爆破开挖的数量，可以事先在支护下建造小管道。定期监测隧道的收敛性，必须及时研究隧道的变形[7]。

2.10 防水支护的合理运用

合理运用防水支护技术，能有效减少隧道工程中常见的各种受力变形情况，完善隧道质量安全。现阶段防水支护技术还是以锚喷支护为主要施工形式，所以在实施建设的同时，作业员工应保障锚杆质量，确保锚杆质量达到国家监测的既定标准，并且结合工程的实际情况和需求来进行施工作业，使防水支护达到预期效果。因此要提高员工对于工程建设初期时的准备工作，严格把控施工工艺和材料的品质掌控。实际工程建设时，在结束初期支护工作后，工作人员应根据具体情况分析判断，采取对于灰浆浮渣的精密排查与清洁工作，采取平厚水泥砂浆去除表层上的浮渣，清洁结束之后实施严谨的表面磨平工作。在同时根据具体施工方案采用阳角与阴角的合理方案放置调整支扩转弯角度，能更加高效地发挥防水支护的防水性能，提高工程质量品质。

2.11 裂隙的引排水处理

裂缝引排水处理主要包括喷射混凝土与防水层间的排水、防水层与二次衬砌间的排水等部分，利用各部分之间的裂缝设置排水管道，从而达到高速公路隧道引排水的目的。围岩处的地下水容易渗透到喷射混凝土和防水层之间，由于该防水层的阻隔作用，地下水不能沿径向渗入隧道，而是受重力作用沿喷射混凝土和防水层之间的空隙渗透。对喷射混凝土-防水层间隙设置环向排水盲管，可提高下排渗水能力，降低喷射混凝土与防水层间隙的水压，从而降低渗水通过防水层的可能性。在隧道施工及运行过程中，防水层存在被损坏的危险，当其存在缺陷时，外部的地下水将通过防水层渗漏到二次衬砌混凝土中。二次衬砌之间的接缝防水，采用止水条和可排水的橡胶止水带。除上述防排水措施外，衬砌自防水在防排水体系中也起着重要作用。衬砌混凝土抗渗性能的提高，主要是通过调整普通混凝土的配比、采用掺合料等手段来实现。最后，利用三维激光扫描技术快速密集地记录被测物体的表面三维坐标、反射率和纹理信息，并采用高精度数据处理技术，实现对隧道防排水系统施工效果的检测，保证隧道防排水系统的工程质量。

3 结语

综上所述，高速公路隧道工程量随着经济发展而不断加大，并且高速公路隧道工程遍布各地。隧道渗漏水是隧道工程施工常见的病害，必须根据渗漏水的形态特征进行类型划分,且在进行隧道施工时，不仅要结合当地的实际情况，而且要注重地理环境勘测，做好防排水环节，严保工程质量。