收稿日期：2023-12-21

作者簡(jiǎn)介：李知友（1971—），男，本科，工程師，從事公路工程施工現(xiàn)場(chǎng)管理工作。

摘要 為明確公路隧道工程的防排水施工技術(shù)，結(jié)合瀘州市大梁子隧道工程實(shí)例展開(kāi)論述，在明確工程防排水重要性和其施工原則的基礎(chǔ)上，著重探討了基于“防、排、截、堵”相結(jié)合的隧道防排水施工技術(shù)，以及施工中常見(jiàn)問(wèn)題的防治措施。結(jié)果顯示，案例工程需因地制宜，制定綜合性的防排水施工方案，達(dá)到了預(yù)期的防排水施工效果，保障了隧道工程的施工質(zhì)量，可供同類工程參考借鑒。

關(guān)鍵詞 公路隧道工程；防水施工技術(shù)；排水施工技術(shù)；防治措施；滲漏水

中圖分類號(hào) U417.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2024）09-0086-03

0 引言

公路隧道作為現(xiàn)代交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，在城市化進(jìn)程和交通運(yùn)輸需求不斷增長(zhǎng)的背景下，得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。然而，受地質(zhì)條件復(fù)雜、氣候環(huán)境多變等因素的影響，公路隧道在建設(shè)過(guò)程中面臨著諸多挑戰(zhàn)，其中最為突出的問(wèn)題之一就是如何有效解決隧道的防排水問(wèn)題。該文將圍繞這一問(wèn)題展開(kāi)研究，探討公路隧道工程中防排水施工技術(shù)及防治措施，并對(duì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)與分析。通過(guò)該文的論述和分析，以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)領(lǐng)域的從業(yè)者提供有益的參考和借鑒。

1 概述

1.1 項(xiàng)目概況

大梁子隧道位于瀘州市古藺縣椒園鎮(zhèn)境內(nèi)，隧道起點(diǎn)位于龍鳳村白泥河上方半山腰，連接白泥河大橋，止點(diǎn)位于育林村連接莫懷堂大橋。線路左線設(shè)計(jì)里程樁號(hào)ZK36+215～ZK38+901，全長(zhǎng)2 686 m。線路右線設(shè)計(jì)里程樁號(hào)K36+222～K38+903，全長(zhǎng)2 681 m，左線最大埋深422.5 m，右線最大埋深417.39 m。隧道呈“一”字形下坡設(shè)計(jì)，左線縱坡（坡度/坡長(zhǎng)）為2.084 5%/2 686 m，右線縱坡（坡度/坡長(zhǎng)）為2.086 7%/2 681 m。大梁子隧道為巖溶中等—強(qiáng)烈發(fā)育隧道，設(shè)計(jì)計(jì)算的日平均最大涌水量為29 220 m3/d。

1.2 隧道滲漏水的危害分析

隧道滲漏水是隧道工程中最常見(jiàn)的病害之一，嚴(yán)重影響著隧道的耐久性、安全性及正常運(yùn)營(yíng)功能。主要危害包括以下幾個(gè)方面：

1.2.1 對(duì)結(jié)構(gòu)安全的影響

（1）襯砌結(jié)構(gòu)破壞：長(zhǎng)期的滲漏水會(huì)導(dǎo)致混凝土襯砌內(nèi)部鋼筋銹蝕，降低其承載能力和耐久性，嚴(yán)重時(shí)可引起襯砌開(kāi)裂甚至垮塌，威脅隧道整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（2）圍巖穩(wěn)定性下降：水分滲透至圍巖內(nèi)部，改變了圍巖原有的物理力學(xué)性質(zhì)，可能導(dǎo)致圍巖軟化、膨脹或收縮等，進(jìn)而引發(fā)巖體失穩(wěn)，增加隧道坍方的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2.2 對(duì)運(yùn)營(yíng)安全的影響

（1）行車安全風(fēng)險(xiǎn)：隧道內(nèi)的滲漏水若未及時(shí)排除，可能會(huì)形成積水，導(dǎo)致路面濕滑，影響車輛行駛穩(wěn)定性和制動(dòng)性能，從而引發(fā)交通事故。特別是在急彎、坡道等復(fù)雜路段，行車安全隱患尤為突出。

（2）電氣設(shè)備故障：隧道內(nèi)會(huì)布置電氣控制設(shè)備，滲漏水可能會(huì)進(jìn)入電氣接觸網(wǎng)系統(tǒng)，造成短路、絕緣失效等問(wèn)題，不僅影響列車正常供電，還有可能引發(fā)電氣火災(zāi)或人員觸電事故。

（3）季節(jié)性病害加劇：冬季時(shí)滲漏水易凍結(jié)成冰，形成冰凌懸掛，影響隧道凈空高度，威脅行車安全，并且由于凍融循環(huán)作用，加速隧道結(jié)構(gòu)的凍脹裂損。

1.2.3 對(duì)維護(hù)成本與資源的影響

（1）頻繁維修與保養(yǎng)：滲漏水的存在使得隧道需頻繁進(jìn)行排水、除冰、修復(fù)等工作，極大地增加了運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本和人力資源消耗。

（2）壽命縮短與資源浪費(fèi)：隧道結(jié)構(gòu)因滲漏水受損后，其使用壽命受到影響，可能導(dǎo)致提前進(jìn)行大規(guī)模改造或重建，從而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)資源浪費(fèi)。

綜上所述，隧道滲漏水的危害涉及結(jié)構(gòu)安全、運(yùn)營(yíng)安全、維護(hù)成本等多個(gè)方面，對(duì)其進(jìn)行有效防治不僅是確保隧道工程高質(zhì)量建設(shè)的必然要求，也是保障社會(huì)公共安全和經(jīng)濟(jì)效益的重要舉措。

1.3 防排水在公路隧道工程中的重要性

防排水在公路隧道工程中具有至關(guān)重要的地位和作用，其重要性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[1]：

（1）保障結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性：隧道穿越地質(zhì)條件各異的地層，地下水的存在可能導(dǎo)致圍巖失穩(wěn)、滲透壓力增大，進(jìn)而引發(fā)襯砌開(kāi)裂、剝落甚至塌方等嚴(yán)重安全事故。有效的防排水設(shè)計(jì)與施工能夠降低地下水位，減輕地下水對(duì)圍巖的壓力，從而保證隧道主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（2）防止襯砌侵蝕與破壞：隧道滲漏水會(huì)直接導(dǎo)致襯砌混凝土劣化、鋼筋銹蝕，嚴(yán)重影響襯砌結(jié)構(gòu)的整體性和承載能力。通過(guò)設(shè)置合理的防水層（如防水板）、排水設(shè)施（如盲溝、中心排水管）以及泄水孔等，可以有效阻止水分侵入襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)部，保護(hù)襯砌材料免受長(zhǎng)期的水蝕損害。

（3）降低工程成本和風(fēng)險(xiǎn)：隧道工程中的防排水問(wèn)題如果處理不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致工程延期、返工和修復(fù)等額外的成本和風(fēng)險(xiǎn)。科學(xué)合理的防排水設(shè)計(jì)和施工，可以避免這些問(wèn)題的發(fā)生，提高工程的經(jīng)濟(jì)效益和風(fēng)險(xiǎn)管理水平。

2 公路隧道工程防排水設(shè)計(jì)原則

隧道防排水設(shè)計(jì)原則：可采用“防、排、截、堵”相結(jié)合，因地制宜，綜合治理，達(dá)到排水暢通、防水可靠、經(jīng)濟(jì)合理、不留后患等目的[2]。

（1）洞外截排水：在隧道洞口邊、仰坡5 m外，設(shè)置與地面坡度相適應(yīng)的截水溝，并與路基側(cè)溝、洞外溝等排水系統(tǒng)相接，以形成隧道入口地表完善的排水防護(hù)系統(tǒng)。

（2）環(huán)向排水：在隧道邊墻背后設(shè)置環(huán)向排水管，將墻后的水引到側(cè)壁縱向排水管，環(huán)向排水管采用間距5 m、直徑φ50 mm的排水盲管。若有集中水流，則可直接引排至中央排水溝。

（3）邊墻縱向排水：在兩側(cè)邊墻底背后各設(shè)置一道縱向排水管，將環(huán)向排水管中的地下水集中匯流，引排至隧道底部橫向排水管?？v向排水管采用直徑φ100 mm的排水盲管（外裹無(wú)紡布），其縱坡與路線縱坡保持一致。

（4）隧道底部橫向排水：在隧道底部設(shè)置橫向排水管，采用間距5 m、直徑φ160 mm的打孔型防結(jié)晶排水盲管（外裹無(wú)紡布），將地下水引排至隧道中央縱向排水溝。兩側(cè)中央排水溝間增加φ168.3 mm×6 mm的不銹鋼管連接，間距為100 m。

（5）路面下積水：主要是通過(guò)隧道底部盲溝將水引至中央排水溝。

（6）路面水：在主洞隧道路面兩側(cè)設(shè)置縱向排水邊溝，用于引排運(yùn)營(yíng)清洗污水、消防及路面積水等。

（7）中心水溝：在隧道中心線位置設(shè)置縱向排水溝，將匯集的地下水引排至洞外。中央排水溝檢查井應(yīng)避開(kāi)隧道三縫位置，根據(jù)三縫的位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

（8）橫通道排水：在橫通道路面較低一側(cè)設(shè)置5 cm×5 cm的矩形水槽，排水槽兩端接入主洞路側(cè)排水淺槽?？v向、橫向、環(huán)向排水管之間均采用三通或四通連接，將水引排至主洞中央排水溝。

3 公路隧道工程防排水施工技術(shù)

3.1 防水層施工

防水板的拼裝：根據(jù)鋪設(shè)長(zhǎng)度，在洞外對(duì)防水板進(jìn)行預(yù)加工，拼接成幅面寬為2.0 m的防水板卷進(jìn)行備用。防水層施工工序：基面處理—鋪設(shè)準(zhǔn)備—緩沖層鋪設(shè)—防水板鋪設(shè)—防水板焊接—質(zhì)量檢驗(yàn)[3]。防水層鋪設(shè)的流程如圖1所示：

圖1 防水層鋪設(shè)流程圖

在鋪設(shè)防水層前，應(yīng)先做好基面準(zhǔn)備，主要是對(duì)噴射混凝土表面進(jìn)行必要處理，同時(shí)需要切除錨桿頭和鋼筋露頭，并使用細(xì)石混凝土進(jìn)行磨平覆蓋，確保混凝土表面平整、無(wú)尖銳棱角。對(duì)于存在的滲漏水問(wèn)題，應(yīng)采取注漿堵水或設(shè)置排水盲管、排水板等措施，將水引入側(cè)溝，保持基面無(wú)明顯的滲漏水現(xiàn)象。

3.2 系統(tǒng)排水盲管的布設(shè)

系統(tǒng)排水盲管由縱向盲管、環(huán)向盲管和連接盲管等組成。

3.2.1 環(huán)向排水盲管安設(shè)

在噴射混凝土面上，需先根據(jù)設(shè)計(jì)確定的線位布設(shè)原則進(jìn)行定位劃線工作。定位劃線一般是采用水泥鋼釘將環(huán)向盲管固定在初噴混凝土的表面。對(duì)于集中出水點(diǎn)，一般采用鉆孔方式，在水源方向插入單根引水盲管，同時(shí)在盲管周圍用速凝砂漿封堵，確保地下水從盲管集中流出[4]。

環(huán)向排水盲管，為直徑φ50 mm的打孔型防結(jié)晶排水盲管，應(yīng)沿隧洞環(huán)向周邊布設(shè)，可根據(jù)水流出露多少及大小設(shè)置1～3根。環(huán)向盲管與縱向盲管通過(guò)“T”形接頭進(jìn)行連接。為了確保排水通暢，應(yīng)每隔5～10 m在水溝外側(cè)設(shè)置泄水孔。

3.2.2 縱向排水盲管安設(shè)

在邊墻底部設(shè)置盲管安設(shè)線，鉆孔并沿線安設(shè)直徑φ100 mm打孔型防結(jié)晶縱向盲管。在安裝前，用素混凝土整平安裝基面，保證縱向坡度應(yīng)與路線縱坡一致，盲管之間不得有凹陷、扭曲等，以防泥沙淤積堵塞?？v向盲管上半斷面打孔，孔眼梅花形布置，間距為30 mm×

100 mm?？v向排水盲管與橫向直徑φ160 mm的無(wú)孔防結(jié)晶排水盲管、環(huán)向排水盲管間采用配套三通成品進(jìn)行連接。

3.3 施工縫、沉降縫防水處理

3.3.1 施工縫防水處理

在防水施工時(shí)，施工縫的防水處理尤為重要，應(yīng)先將接縫處處理干凈，確保無(wú)雜質(zhì)。待接縫處清理干凈后，可先刷水泥漿，再鋪設(shè)10 mm的水泥砂漿，待水泥砂漿凝固0.5 h后再灌注混凝土。

施工縫分為環(huán)向施工縫和縱向施工縫。環(huán)向施工縫處理方法主要采用止水帶；縱向施工縫處理方法主要采用膨脹止水膠和止水帶。

3.3.2 沉降縫防水處理

沉降縫是因不同剛度結(jié)構(gòu)受到不同力的作用，為容許產(chǎn)生一定程度的不均勻沉降而設(shè)置的結(jié)構(gòu)縫隙，其防水處理方法主要采用止水帶。

3.3.3 抗震縫防水處理

抗震縫防水主要采用中埋式鋼邊橡膠止水帶和外貼式止水帶。

3.4 止水帶（條）安裝與定位

3.4.1 縱向施工縫

縱向施工縫需在混凝土終凝前刻槽，以方便后期安裝止水條，待止水條安裝完成后再澆筑混凝土，保證止水條的穩(wěn)定。

水平施工縫的處理措施為：先在基面鋪筑厚度為25 ～30 mm且標(biāo)號(hào)與澆筑混凝土相同的水泥砂漿，澆筑混凝土后進(jìn)行充分、均勻振搗，以便使混凝土結(jié)合良好。

3.4.2 環(huán)向施工縫

環(huán)向施工縫處理措施主要包括以下內(nèi)容：

（1）安裝背貼式止水帶，并確保其穩(wěn)固。

（2）在居中位置安設(shè)中埋式止水帶，并用模板固定。

（3）在先安裝止水帶的一端澆筑混凝土，后澆筑混凝土的一端用箱形木板保護(hù)，待混凝土達(dá)到拆模強(qiáng)度后便可拆除模板及箱形木板保護(hù)。

（4）制造拼裝式鋼模擋頭板，將橡膠止水條沿隧道環(huán)向夾在兩塊鋼模擋頭板中間，用凹槽型定位卡進(jìn)行固定。

（5）橡膠止水帶采用定位筋固定在襯砌環(huán)向主筋或錨桿上，待澆筑混凝土?xí)r襯砌在混凝土中。

3.5 沉降縫處的混凝土灌注與振搗

（1）在處理豎直向止水帶時(shí)，需加強(qiáng)對(duì)止水帶兩邊混凝土的振搗，以確?；炷恋拿軐?shí)度。同時(shí)需確保止水帶與混凝土表面的氣泡完全排出，使之與混凝土牢固結(jié)合。要避免止水帶處的混凝土出現(xiàn)粗骨料集中或漏振等現(xiàn)象，以確保施工質(zhì)量的穩(wěn)定和可靠。

（2）在處理水平向止水帶時(shí)，需確保止水帶下部的混凝土充分填充和振搗，以達(dá)到密實(shí)的效果。在振搗密實(shí)后，將止水帶水平放置，并壓出少量混凝土漿，在上部繼續(xù)澆灌混凝土。在振搗上部混凝土?xí)r，需防止止水帶發(fā)生變形。

（3）在沉降縫外側(cè)的密封膠施工過(guò)程中，為避免三向受力對(duì)防水質(zhì)量造成影響，在密封膠與嵌縫材料間可采用牛皮紙做隔離層，確保密封膠與沉降縫兩側(cè)壁牢固黏結(jié)，且無(wú)滲漏水現(xiàn)象。在嵌填密封膠之前，需清除槽內(nèi)的浮碴、塵土和積水等，保證混凝土基面的平整、干燥、干凈、無(wú)任何污染，確保密封膠與混凝土基面的良好黏結(jié)，嵌縫質(zhì)量密實(shí)。

4 防排水工程問(wèn)題與防治措施

防排水工程是公路隧道施工中的一項(xiàng)重要工作，目的是防止水滲透到隧道內(nèi)部，以保證隧道的安全和正常使用。然而，在實(shí)際施工過(guò)程中，防排水工程經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題。這些問(wèn)題不僅會(huì)影響工程質(zhì)量，還會(huì)對(duì)隧道的安全和壽命產(chǎn)生負(fù)面影響，主要存在的問(wèn)題及防治措施如下[5]：

（1）滲漏問(wèn)題。滲漏的原因有很多，如防水材料質(zhì)量不好、施工工藝不規(guī)范、排水系統(tǒng)不暢等。滲漏不僅會(huì)影響隧道的正常使用，還可能引發(fā)安全事故。為了防治滲漏問(wèn)題，施工中應(yīng)嚴(yán)格控制防水材料的質(zhì)量，確保施工材料質(zhì)量可靠。同時(shí)，要加強(qiáng)施工工藝的控制，確保施工過(guò)程的規(guī)范性和準(zhǔn)確性。

（2）積水問(wèn)題。積水主要是排水不暢或設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致。為了解決積水問(wèn)題，施工中應(yīng)對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和布局，確保水流能夠順暢地排出。同時(shí)，還要定期清理和維護(hù)排水設(shè)施，防止淤積和堵塞。

（3）開(kāi)裂問(wèn)題。主要表現(xiàn)為防水層破裂、混凝土開(kāi)裂等。這些問(wèn)題不僅會(huì)影響工程的質(zhì)量，還會(huì)對(duì)隧道的安全和壽命產(chǎn)生負(fù)面影響。為了解決這些問(wèn)題，施工中應(yīng)加強(qiáng)施工質(zhì)量的控制，確保每個(gè)環(huán)節(jié)都能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，還要加強(qiáng)隧道的維護(hù)和保養(yǎng)工作，定期進(jìn)行檢查和維修，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

防排水工程是公路隧道施工中的一項(xiàng)重要工作，防排水工程的問(wèn)題與防治措施是一個(gè)復(fù)雜而重要的課題。只有通過(guò)加強(qiáng)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行維護(hù)和科研創(chuàng)新等方面的工作，才能確保防排水工程的安全、穩(wěn)定和高效運(yùn)行。在未來(lái)的發(fā)展中，公路隧道施工應(yīng)更加注重防排水工程的建設(shè)和管理，并積極探索新的技術(shù)和方法，以不斷適應(yīng)環(huán)境變化的需要。

參考文獻(xiàn)

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[4]孟慶軍. 隧道工程中防排水施工技術(shù)探討[J]. 交通建設(shè)與管理， 2021（2）： 118-119.

[5]馬存安. 公路隧道防排水工程施工技術(shù)分析[J]. 工程技術(shù)研究， 2021（9）： 97-98.