云南某在建高速公路隧道排水系统堵塞原因及处治分析

2021-03-05李宏杰

运输经理世界 2021年3期

李宏杰

（云南省建设投资控股集团有限公司国际工程部，云南昆明650000）

0 引言

隧道排水系统自身在失效后，会产生相应的反应，从而可能会形成外部压力过高，导致排水系统受到一定的影响，水的压力过大则会导致隧道结构出现不同的变化，这样的情况下使得其自身很容易出现一些漏水现象，严重时还会导致结构变形，使得车辆行车安全方面出现问题。因此，相应的工作人员在专项设计和防治方面需要给予一定的重视，同时还要采取有效的方法，但是从当前整体来看，建设隧道排水系统需要结合排水系统做好各方面的调整，同时还要针对一些相关内容展开研究，这样有利于做好各项内容的设计，以此解决当前阶段存在的问题。

1 项目概况

1.1 项目基本情况

该隧道右幅起讫里程为K25+862～K29+185，全长3323m，属特长隧道，隧道最大埋深约338.54m，拟建隧道位于云龙县宝丰乡北东侧4.0km，起始于宝丰乡大石哨附近，终止于宝丰乡瓦工河附近，进出口附近均有省道通往，交通较为便利。隧道布设于沘江左岸斜坡地带，地形起伏较大，海拔高程1600～1965m 之间，相对高差约365m，属构造侵蚀-剥蚀中山地貌。根据隧道埋深较大及地形起伏较大的特点，选择采用天然源高频大地电磁法沿隧道右幅中线布设一条物探测线进行勘察，数据采集仪器采用美国生产的EH-4 大地电磁成像系统。测线布置时采用南方测绘仪器有限公司S750Ⅱ型GPS 手持数据采集系统进行测量放点。大地电磁探测时按点距20m，单点连续采集。实际探测隧道里程为K25+820～K29+240，剖面总长3420，实测大地电测法测点共178 个，其中实测点为172 个，检测点为6 个。

1.2 区域水文条件

该隧道进口位于山谷地段，其自身属于比较独特的形式，隧道出口位于河流附近，区域附近常年有水，地下水根据地层岩性等形成不同的效果，地下水类型根据地层显示为碎屑型，而其以裂缝水为主，碎屑岩隙水主要赋存砂岩之中，与泥岩交替分布，其中沙段占据比例约为66%，孔隙水赋存第四系松散土壤之中，富水性比较频繁土体自身比较软化，在降雨较多的季节会降低土体自身的强度。

1.3 隧道排水系统

隧道位于比较特殊的区域，针对区域的防水系统设计需要结合相关实际情况展开，隧道采取有效的方法将相应的形式结合在一起，并在排水系统方面利用对应的方法形成结合。

该隧道的设计预测涌水量约为95m3/d，结合区域的情况设计对应的排水方式，从而达到理想的排水系统。不过在具体修建的过程中发现隧道渗水量相对较大，而且还出现了排水系统堵塞等问题，为了进一步进行建设需要及时采取有效的方法做好排水工作，从而加大隧道的排水效果[1]。

2 隧道排水系统模型以及工作能力分析

隧道排水设施是通过各种不同的元件形成一个完整的体系，渗水在该体系中会有对应的流动路径，在整个隧道系统中排水系统会形成一个完善的运作模式，如果防水板没有受到影响或失效，则它自身会形成一个体系，从而达到导排的效果。其中一些元件也会对渗水起到引导作用，让杂物向底部流入，这样可以将杂物和其他物质排向环向盲管之中。但是在具体的工作中需要考虑到喷射混凝土的自身情况，这也使得不能过于密贴，一般情况下需要在中间设定对应间，这样可以让渗水跟着主流方向流动，从而让无纺布起到导水的作用。在具体的设计过程中还可以根据区域情况选取一些对应的排水材料，这样能够达到理想的效果。

当前阶段隧道环向和纵向排水多采用软式透水管，管材由弹簧钢线和外覆透水层形成，而且自身属于复合体管材，经过相关人员的测试发现，隧道纵向排水盲管可以利用钻机的PVC 管和打孔波纹管进行改善，从而形成无纺布反滤层，这样可以形成一个较好的过滤体系，但相关人员需要对管材的进水以及排水能力进行检测，并通过获取数据得到最小值，而且管材的进水能力和打孔的各项数据有一定的关联，相关人员需要结合工程情况进一步进行深度研究与探讨。当隧道排水系统的各部件排水能力确定后，需要根据自身的公式计算出相应的排水系数，这样能够确定其自身的方法并考虑到部件之间的连接方式，从而能够减少一些因素对于系统排水能力的影响。在水流量较小的情况下，可以考虑忽略其结果，但是如果处于水流量较高的情况下需要进一步做好分析[2]。

3 隧道排水系统堵塞的主要原因

3.1 围岩碎屑流进排水系统

因为隧道自身结构相对比较复杂，而且隧道的范围比较广泛，各区域的地质环境如积粉质黏土、统曼岗组泥岩、砂岩等都会给排水系统带来极大的影响。

经过相应的调查发现，排水管内存在较多的砂岩，在这样长期的情况下，砂岩在排水管内形成大量的堆积，则必然会造成隧道排水系统自身存在问题，最终导致堵塞，这对于隧道排水的后期使用造成极大的影响。形成这种问题的主要原因是因为隧道自身长期有隙水流动，隙水的长期冲刷使得周边的碎屑流动，坠入到排水系统之中，长期的情况下碎屑形成了堆积，最终导致排水系统堵塞等问题。

3.2 结晶体堵塞

经过现场大量的调查与研究发现，排水管内很容易呈现出大量的白色结晶体，结晶堵塞是当前隧道施工中排水管中比较常见的一种现象，同时也是影响排水管运作的主要因素。相关的技术人员通过大量的调查与研究发现，白色晶体在检测与分析后，自身有98.74%成分为碳酸钙，而且发现大量的白色结晶不仅会影响排水系统，还会导致施工中存在较多的问题，从而带来极大的影响。

相关人员经过现场对排水管内的水流流水对比分析发现，水体中含有大量的Ca2+、CO3-和HCO3-等离子。其中Ca2+与CO3-的离子浓度相对比较高，而且经过长期的堆积形成化学反应，从而形成大量的碳酸钙沉淀。另外，混凝土溶出物也是导致生成白色结晶的主要原因，在具体的施工过程中这种现象比较常见，相关工作人员将其称之为“泛碱”，而且隧道自身形成的白色结晶也会随着隧道的地下水不断流动，最终流入隧道的排水系统之中[3]。

3.3 排水管内壁凹凸不平

一般情况下因为隧道自身比较特殊，在结构方面需要结合一定的实际情况做好改善，这也使得罐内表面自身凹凸不平，从而很容易造成围岩碎屑等问题，而且结晶体自身长期堆积会导致凹槽自身比较粗糙，从而使得其自身堆积越来越厚，最终造成排水堵塞的问题。在具体的施工现场中，应该尽量避免排水系统堵塞等问题，同时相关人员需要做好对于材料的筛选，良好的材料筛选能够确保施工质量，以此减少排水管堵塞的问题。

4 隧道排水的现场预防和处治措施

4.1 设置环向排水管检查口

在设计方面设置对应的检查口，针对特殊部分需要做好排水管的利用与衔接，并合理地设定排水管检查口，这样可以实现更好的运营。相关人员为了做好现场的检查工作，可以利用相应的设备技术进行安装，这样可以实现对于内部的监测，从而观察其排水管是否出现堵塞等问题，还可以通过环向排水管及时地清理一些杂物，防止排水管出现堵塞的问题。