公路隧道防排水設計的幾點思考論文
摘 要：隨著我國公路建設工程的加快，特別是高速公路進入山區后，修建了越來越多，越來越長的公路隧道，隧道排水設計與施工問題也日漸突顯。
關鍵詞：公路隧道；排水設計；思考
公路隧道越來越多地被用于解決經濟環保、線路長度、公路縱平面線形標準、路基深挖等一系列問題。由于經濟的快速發展，社會對公路隧道的建設要求越來越高，不僅要求滿足各項技術標準，而且要有安全流暢、清潔、干燥的洞室環境，以確保車輛安全正常地運行。因此，公路隧道的防排水問題就成為確保安全、正常運行的必要條件之一。從我國目前已建成的公路隧道情況來看，仍然存在著不同程度的滲漏水現象，主要有路面滲水、混凝土襯砌內滲水、施工縫漏水等。這不僅影響著行車安全，而且對隧道的結構、管理設施、電器設備以及隧道洞內的外觀也有很大影響。滲漏水問題已成為隧道施工的一項多發病，必須引起高度重視。
1 洞身襯砌結構防水
1.1 防水板防水
隧道洞身、橫通道及其它各種附屬洞室在初期支護和二次襯砌之間拱頂至邊墻腳下縱向排水管范圍設置防水板及無紡布，全隧道鋪滿。防水板具有強耐腐蝕，耐老化，高強力及耐穿刺的特性，且設在防水板上的防滲肋，可有效的控制滲漏范圍，可有效的、方便地尋找到漏水位置，及時處理。考慮到防水板較薄（通常不小于1.2mm），土工布一方面起到防止初期支護表面堅硬部分，刺破防水板的作用，另一方面起到反濾作用，過濾滲透水中微小土粒，防止堵塞排水管。明洞部位一般在襯砌外層鋪設雙層無紡布中夾防水板，構成復合防水層，并在洞頂回填土表面夯填50cm厚粘土隔水層。在襯砌內，特別是滲漏水地段，壓注水泥砂漿或水玻璃漿液可起到良好的防水作用。拱部以堵為主，墻部的水可引至排水溝。在軟弱圍巖區域施工時，可采用管棚超前注漿，以固結巖層，達到防水、堵水的效果。
1.2 三縫防水
所謂三縫，即施工縫、變形縫、沉降縫。以往的工程中，在施工縫處采用中埋式遇水膨脹止水條，沉降縫、變形縫采用中埋式橡膠止水帶，并在縫中填瀝青木絲板等防水材料。下圖為某項目隧道施工縫及變形縫的防排水設計。
2 防水層施工及質量
防水板種類繁多，為塑料、橡膠制品，主要的品牌有PVC、EVA、LDPF、PB等，厚度1.2～2mm，質量0.3～0.4kg/m2。土工布對防水板有保護作用，減少防水板因磨擦、張拉而破裂的可能性。防水板單幅寬2.0m，沿隧道環向鋪設，每環防水板、土工布重約30余公斤。初護之后拱頂至拱腳高度9m左右。為鋪設防水板，需制作一個可縱向移動的工作臺架。要把防水板釘在初護面上，有兩種方法：一是用鋼釘將防水板釘在初護面上，釘孔處要用防水板膠貼密封，防釘孔漏水。二是防水板與土工布在工廠已膠合的防水卷材，在土工布上已穿有繩帶，繩帶間距約0.8m×1.0m。對此類防水卷才，則先用沖擊鉆在拱墻上打眼，在眼內打釘，將防水卷材之繩帶系在釘上。此種方法目前使用較多。鋪設防水板的要求是：噴混凝土表面不得有錨桿頭或凸凹不平部位應修鑿或噴補，兩固定點間防水板不得繃緊，澆混凝土時使防水卷材要緊貼巖面或初護噴混凝土面，相鄰兩環連接，搭接寬度不少于10cm，采用電熱焊接或防水板廠家提供的防水板專用的膠劑膠接。接頭要連接緊密，不滲水，且有一定的抗拉強度。影響防水板鋪設質量因素有：
（1）開挖面或初護面凸凹不平，防不板背面有空洞空隙。
（2）開挖面或初護面有突起棱角刺破防水板。
（3）由于防水卷材自重拉斷掛繩，拉裂接頭。
（4）后道工序鋼筋拱架施工時，防水板被鋼筋刺破，被電焊燒破。
（5）二襯安裝端頭模板及端模加固件時，防水板被拉裂。防水板鋪設均在簡易的腳手臺架上進行，承包人自檢、監理復檢都得攀桿爬高，可能出現漏檢。因而雖從理論上設計解決了隧道防水問題，而實際滲漏現象常有發生。
3 嘗試用膨脹水泥混凝土防水
隧道防水，目前普遍采用防水卷材，雖行之有效，但存在弊病，據盧堅、劉克忠等《AEC膨脹水泥特性和隧道襯砌》一文介紹，AEC膨脹水泥有良好的抗滲性能，經試驗，AEC膨脹水泥砂漿總孔隙率比硅酸鹽水泥砂漿降低了10%左右。用標準方法測定的AEC膨脹水泥混凝土滲透高為0cm～5cm。由結果表明：AEC膨脹水泥混凝土具有很好致密性和抗滲能力。二次襯砌采用AEC膨脹水泥混凝土澆筑。可以達到剛性自防水的目的。從而省去卷材防水層、減少了有關防水設施的工序，也有利于提高復合襯砌的結構受荷強度。經試驗，AEC膨脹水泥混凝土的抗裂性能、抗耐蝕性能均優于普通水泥，后期強度也高于普通硅酸鹽水泥。
4 隧道施工中混凝土初噴時的防排水措施
建議采用超前固結注漿的施工方法。具體措施是在開挖前對掌子面前方斷層、破碎帶、含水層等施作超前措施并采用單液或雙液固結注漿，不僅增強了圍巖穩定性，而且對防水、堵水也起到一定作用。由于我國的隧道施工（包括公路隧道和鐵路隧道）通常都采取爆破開挖的方法，因此，對爆破的質量有著較高的要求，它的質量高低直接關系到圍巖穩定性的強弱，而且還對隧道的防排水效果有著莫大的影響。所以筆者建議如果可以采用預爆破或者光面爆破，應該盡量采用這兩種爆破方式，爆破的質量越高，對隧道防排水（主要是防水）效果的影響就越小。除此之外，我們還可以采取對不同層裂隙漏水位置設置暗埋式排水管并多層噴混凝土的方式，達到二次襯砌和防水層之間無水壓的目的。雖然我國采用此種方法的時間還不是很長，然而也正是因為此種原因，它的開放應用前景十分廣闊。在應用的過程中，注意關注歐洲國家采用此法的最新動態，學習經驗，吸收教訓，盡量少走彎路。
5 安裝橫向排水管
橫向排水管位于襯砌基礎和路面的下部，布設方向與隧道軸線垂直，是連接縱向排水盲管和中央排水管的水力通道。硬質塑料管通常被作為橫向排水管來使用，在施工的過程中，通常要提前留好接頭，在地面施工的時候將其連接到中央排水管。橫向盲管的檢查內容主要包括：查看接頭是否密實和牢靠，查看接頭位置是否有斷裂，在最大程度上確保縱向盲管和中央排水管之間的水路通常。排水管的斷裂通常會導致排出水漫出地面，發生路面冒水翻漿，對過往汽車的行駛安全產生不利的影響。為了減輕路面負荷對橫向盲管的壓力，應該在橫向盲管上面建立適當的緩沖區，否則很容易導致橫向盲管的變形，甚至破裂，對正常的隧道排水功能造成不利影響。
總之，公路隧道滲漏水的危害較大，尤其是在凍融地區。如果隧道產生滲漏或路面溢水現象，會造成路面濕滑，不利于行車安全；在嚴寒地區由于反復凍融，會造成襯砌開裂、變形乃至破壞；冬季在隧道內滲漏水會形成冰柱及冰湖，會誘發交通事故；同時長期的滲漏水，還會對隧道內的機電設備、消防系統和通訊線路構成威脅。為了切實保證防排水質量，防止病害的產生，對隧道防排水這一系統工程及其施工技術進行探討，就顯得非常必要且具有重要的現實意義。
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