公路隧道工程施工中的防排水原因与防治措施分析

晁晓辉

摘 要：本文主要结合巴基斯坦KKH项目堰塞湖改线段G3标隧道防排水施工经验，从公路隧道防排水设施的设置原则、隧道防水原因分析、采取防治措施等方面进行简要的阐述。

关键词：公路隧道；施工；防水设施

1巴基斯坦KKH项目G3标隧道项目概况

巴基斯坦喀喇昆仑公路堰塞湖改线项目是原喀喇昆仑公路改扩建项目（简称KKH项目）的衍生项目，是中巴两国陆路通道的咽喉部位，KKH项目G3标包括4#、5#隧道，4#隧道起止桩号为：K659+545-K662+225（其中长链：56.769米），洞长2736.769米；5#隧道起止桩号为：K662+765-K663+175，洞长洞长410米，两条隧道合计长度3146.769米。

主要技术指标：公路等级：三级；设计行车速度：40km/h；隧道净宽：9米；隧道内轮廓净高：7.075m；隧道建筑限界高度：5.2m。

项目所在区域山势陡峻，侵蚀切割强烈，4#、5#隧道岩性为强风化片麻巖，主要分布于隧道洞口，隧道洞身段为中风化片麻岩，节理裂隙较发育，岩质较硬，地址构造相对稳定；地下水主要为孔隙水和基岩裂隙水。

2隧道防排水设施的设置原则

2.1设置原则

隧道防排水施工，是隧道施工过程中质量管控的重点，也是隧道运营期极易出现的质量通病。隧道防排水质量控制和隧道围岩等级、地址构造、裂隙发育、地下水分布、排水设施、材料选择、季节变化、过程质量管控等密切相关。因隧道施工中，经常遇到隧道围岩等级、地址构造、裂隙水等实际因素和设计不符的情况，我们应因地制宜，及时调整防排水设计方案，合理设置隧道防排水设施，从设计源头解决隧道中防排水问题。设计应遵循防、排、堵、截相结合的设计原则，以防为主、综合治理，保证隧道防排水施工达到设计要求。

2.2具体设置内容

①洞外排水：根据实际地形条件，在洞口外边仰坡大于5米位置设置洞顶截水沟，将边、仰坡位置的水引流出洞口位置；不具备设置截水沟条件的，明洞回填后，设置排水沟引流出隧道区域外排走。

②明洞排水：明洞拱圈施工完成后，铺设防水土工布，再设置黏土隔水层防水，明洞端墙或挡墙部位设置纵向排水管与横向排水管连接，将洞顶部位渗水引入隧道内边沟排走。

③暗洞排水：隧道暗洞复合式衬砌结构一般设计为土工布加防水板防水，每道施工缝位置设一道橡胶止水带防水。环向排水管采用Φ100半圆管，按照设计间距布置，环向排水管与隧道两侧的纵向Φ100PE排水管相通，最后通过横向Φ100 mm半边打孔PE管将纵向排水管与中心排水沟相连，由中心排水沟集中引水至隧道洞外，洞外排水埋设中心排水管，如果冬季气候寒冷，还应覆盖保温材料，防止冬季结冰。洞内纵向管每50米设置一道纵向管检查井，中心排水沟每200米设置一道中心沟检查井，隧道运营后路面冲洗水，通过路面边沟引出洞外。

隧道防排水工程主要以以上三种方式组成完善的排水系统。

3公路隧道防水施工现状

在隧道防水施工当中，我们需要综合考虑到各种因素，合理的选择施工卷材、工艺等，然后合理的应用防水设施，建立防水施工体系，完善施工管理制度等方面。根据我们隧道防水项目的实际效果而言，有很多项目是没有达到预期目标的，致使隧道防水效果较差，降低了隧道建成后的安全性与稳定性，甚至会对人们的出行安全带来威胁，因此目前我们急需要提升隧道防水施工的整体水平。

4隧道防水施工原因分析

4.1隧道拱顶裂缝，扯断止水带漏水

当前很多施工单位都采用较为传统的先拱后墙整体衬砌的形式来进行防水作业，然而在具体作业当中，由于较快的开挖上导坑，同时上下导坑有着较大的距离，若是封闭不及时，将会容易出现端部下沉的现象。在开挖导坑过程中，将加大端部的下沉，从而使得拱顶裂缝的出现，扯断止水带，最终导致漏水的情况出现。

4.2橡胶止水带环形施工缝处的渗水

隧道拱圈之间一般每隔10米设置一道环形施工缝，施工位置用橡胶止水带止水，在下一道拱圈衬砌混凝土施工时，若是没有凿毛上一个拱圈衬砌混凝土表面，导致不能牢固的粘结新旧混凝土，将会导致止水带变形的情况出现，其防水作用也将会大幅降低。混凝土在填塞马口凝固时，有着十分大的收缩，若是没有密实的粘结混凝土与止水带，则会产生裂缝从而出现漏水现象。

4.3纵向盲沟管堵塞漏水

最后若是没有包裹好衬砌混凝土外纵向盲沟管，堵塞问题出现的几率极大，减缓水流汇集的速度。同时在设置排水导管的坡度时没有把握好，将会无法排出地下水，造成漏水问题的出现。

4.4中心排水沟堵塞

隧道中心排水管施工中，纵坡控制不严格，或是纵坡坡度太小，在隧道裂隙水汇集到中心排水沟后，如果存在硅酸盐成分的矿物质，长时间后，容易在纵坡较缓位置堵塞中心排水沟，造成路面结构层浸水破坏。

4.5裂隙水随着季节规律性变化

隧洞施工中，我们经常遇到在冬季隧道裂隙水流量小，或者没有裂隙水出现，在夏季随着温度升高，隧道洞顶融雪导致水量增大，夏季构造裂隙水涌水量增加，导致隧道完工后，出现渗水现象。

5主要采取以下几种防治措施

5.1对隧道涌水量进行科学的测量

公路隧道的施工质量会受到涌水量多少的影响，因此在施工之前就需要对隧道涌水量进行科学的预测，从而制定合理的措施进行防水，避免过多的积水带来水害问题。

5.2设计合理防排水方案

①在设计防水施工方案前，根据碎隧道涌水量的科学预测，施工现场的气候条件、技术应用等方面综合考虑各种影响因素，对施工方案进行合理的设计。

②根据防水工程的具体要求，选择合理的防水材料，同时需要根据要求检测防水材料的性能，坚决抵制不合格的防水材料应用到施工当中。

③隧道开挖过程中，根据裂隙水变化，必要时调整中心排水管纵坡，加密中心排水沟检查井，增加环向排水沟，铺设双层土工布等措施，保证隧道防排水设计方案合理。

5.3衬砌混凝土自防水施工质量控制

隧道二次衬砌混凝土浇筑过程中，衬砌台车中振动器系统要布置合理，确保混凝土振捣到位，混凝土密实，不产生裂缝，为避免普通混凝土浇筑后产生的收缩开裂，一般在混凝土配合比中加入防裂型FS防水剂，可以起到较好的防渗效果。

5.4安装纵、环向排水管

在安装以及铺设系统排水盲管时，主要通过以下方式进行：首先，安装纵向PE盲管，将盲管用卡子固定在设计位置；其次，安装环向盲管，在喷射混凝土表面做好安装位置的标记，固定环向排水管。安装过程中，根据隧道渗漏水的具体状况，尽量在出水点以及凹处通过，适当调整、或加密环向排水管布置。钻孔朝着水源方位，然后单排盲管插入，合理的封堵四周，保证排水盲管能够把地下水引出。

5.5铺设防水板

①隧道防水板的施工，是隧道防水处理的重要部位，一般防水板材选择ECB防水板、EVA防水板、PVC防水板等材料。防水板材的抗拉强度、抗渗透性、耐酸碱性、断裂延伸率等技术指标必须满足设计及规范要求。

②铺设流程：铺设准备→防水板铺设→防水板固定→防水板焊接→质量检查→移工作平台→下一循环

③防水板铺设一般在二次衬砌10～20m前位置施工，采用自动爬行热焊机进行热熔焊接，接缝为双焊缝，焊接温度应控制在200～270℃之间，并保持适当的温度即控制在0.1～0.15m/min范围内；细部处理或局部修补采用手持焊枪。单条焊缝的有效焊接宽度一般大于10mm，焊接要求严密，不得出现焊焦焊穿。

④防水板的搭接缝焊接质量一般采用充气法检测，或采用比较简单的方法是在焊缝上涂肥皂水，有气泡的地方不合格，需要重新补焊，直到不漏气为止，经检测合格后，方可进入下道工序施工。防水板表面应平顺，无明显褶皱、无气泡、无破损，当隧道断面轮廓凸凹不平时，要预留足够的松散系数，并增加悬挂点，保证防水板面与混凝土表面紧密相贴。

5.6止水带及止水条施工

①止水带施工工艺流程：安装档头模板及钢筋卡扣→固定止水带→浇筑混凝土→拆挡头模板→下一个循环。

②施工控制要点：一般施工缝、变形缝采用中埋式橡胶止水带，止水带安装定位后，模筑衬砌混凝土浇筑过程中，止水带附近振捣一定要密实，且不得碰撞止水带，防止止水带偏位。

5.7中心排水沟的施工

中心排水沟一般在隧道开挖过程中，仰拱施工前进行埋设施工，在隧道施工为顺坡施工时，应设置排水沟，防止隧道水漫流；反坡施工时，配置排水机械，设置机械排水管路。中心排水沟施工中，尽量避免隧道洞内裂隙水直接排进中心排水沟，并且要中心排水管端部设置铁篦子，防止泥渣进入，堵塞中心排水管。

中心排水管纵坡一定岩严格控制，埋设要规范，管节之间要确保闭水，不漏水，且预制中心排水管质量要合格，避免在出渣过程中重型机械压坏管节。如果裂隙水流量较大，可增设中心排水管检查井，防止后期疏通。同时，根据施工中裂隙水的实际情况，如果涌水量较大，要变更中心排水管管径，加密中心排水管检查井的设置数量，防止后期疏通困难。

5.8隧道运营期渗漏水的处理方法

隧道在施工完成后，经常出现局部渗漏水现象，一般在采取交通管制的情况下，对渗漏部位进行处理。通常采用以下方法：

化学注浆法：适用于伸缩缝、变形缝等局部位置处的渗漏，注浆材料一般选择环氧树脂等材料；面层法：适用于隧道洞内大面积渗水，一般采用自粘胶膜防水卷材处理；特殊引导法：对于局部漏水严重部位，采用局部刻槽后，预埋环向排水管，将裂隙水引导至中心排水沟，最后封堵刻槽位置。

6 结语

为保证隧道防排水施工质量满足设计及相关规范要求，避免在运营过程中出现渗、漏水等质量问题，影響隧道安全运行，因此，我们要对隧道防排水原因进行科学分析；因地制宜的选择合理的技术方案，采取科学的防治措施，提升隧道防排水施工的质量，为公路隧道工程的质量提供保障。

参考文献

[1]顾光富.公路隧道防水排水[J].水科学与工程技术，2015（06）：28-30.

[2]雷鸣，万芳芳.探究防水技术在公路隧道工程施工中的应用[J].华东公路，2016（03）：41-42.

[3]李藏哲，张国珍.公路隧道防水技术的应用现状与发展[J].中国建筑防水，2015（12）：21-25.

[4]赵金祥.公路隧道防水及排水工程研究[J].中国外资，2011（04）：192-193.

[5]杨会雷.试分析公路隧道防水的施工技术[J].四川水泥，2017（01）：32.