隧道工程中防排水施工技术探讨

文／山河北北方公路工程建设集团有限公司 孟庆军

关键字:隧道工程；防排水；施工技术；防治措施

1 引言

公路工程中通常会伴随有隧道、桥梁等附属工程，由于隧道工程的特殊性，在不同区域修建公路隧道也会伴随着不同施工问题。当施工路段所处区域降雨丰富时，地层地下水较多，会腐蚀隧道内的洞体和支护结构，极大影响了隧道的整体质量和稳定，所以应针对具体情况，采用合理的防排水施工技术和措施进行处理[1]。

2 隧道工程渗漏原因分析

隧道工程施工时地下水会发生渗入作用，会直接影响隧道的正常施工进程，同时增加了隧道防护的成本[2]。隧道工程产生渗漏的主要原因分析如下：

2.1 隧道防水层失去作用

在隧道工程施工时为了预防渗漏现象，通常会在施工时加铺一层防渗透的衬砌材料防水层墙体，减少地下水对隧道的渗透作用。然而在实际施工中由于防水材料难免会存在厚度、质量或强度等问题，其防水层的防渗防水功能不能得到满足。同时隧道施工时需要预留一定宽度的接缝，会导致防水层结构变形。隧道工程施工时需采用较大机械设备，施工时难免会破坏防水材料，使得其防水效果降低。

2.2 隧道接缝处防水性能较差

隧道工程施工时通常采用拱顶施工再墙体处理的方式进行，同时设置对应的变形缝，这样会导致衬砌结构间缝隙变大，使得衬砌结构的防渗水性能降低[3]。实际施工时需在隧道上部结构和中下基础间预留施工缝隙，缝隙设计不当时会造成结构裂缝的产生，直接导致结构渗水。

2.3 衬砌防水混凝土失效

隧道工程防排水常用技术为钢筋混凝土衬砌，以达到防渗防水加承载作用。在实际施工时往往会忽略对混凝土的养护，当混凝土添加剂使用不合理或配合比设计不当时，会导致隧道出现麻面、蜂窝等病害，外加地下水的长期侵蚀会导致混凝土外侧出现裂缝。

3 工程概况

某高速公路工程项目全线长12.632km，设计行车速度为100km/h，其中存在一段8233m长的隧道工程，其主要为Ⅱ级风险控制性隧道类型。由于该隧道工程所处地区雨季频繁，且空气湿度大，属于中等富水地段，其地层结构复杂，具有许多湿陷性黄土及裂隙界面，地下水较丰富，隧道施工时裂隙中时常出现涌水情况，影响了隧道的正常施工。为了解决地下水对隧道侵蚀作用，经研究决定采用防排水施工技术和对应的防治措施进行施工处理。

4 隧道防排水施工

4.1 设计原则

当在中等富水条件进行隧道施工时，应遵循“以堵为主、限量排放”的设计标准；当在弱富水地层进行隧道施工时，应进行因地制宜的防排水、堵截相结合的设计施工。实际施工时结合实际工程概况设计对应的支护防排水体系。做好衬砌外围防水工作，同时排出衬砌结构内积水，降低隧道支护结构渗水压力。施工单位还需合理建立多道防渗体系，做好监督管理工作，对混凝土喷洒、衬砌混凝土、防水隔离层等结构施工质量把控，全面提高隧道工程防排水措施。公路隧道防排水方式示意图如图1所示。

图2 互通立交入口行驶至隧道入口驾驶人反应过程

4.2 防排水施工技术

（1）进洞前的防排水处理

开挖隧道前应做好洞外地表防排水处理，通常可采用截水沟开挖、井点降水等方式，进洞后对洞顶和岩壁进行检查，并测量岩石的稳固性。当存在岩石缝隙时应采用混凝土进行封缝处理，避免裂缝不断扩大，再进行加固处理，裂缝封住后进行铺砌施工，提高洞体稳定性。采用导管将积水从隧道中引出，并将隧道内的杂物清理干净。

（2）挖掘中的防排水处理

隧道工程施工时最常见的问题是涌水，涌水产生的原因主要为地理环境变化。由于地面岩层存在断裂，会使得地下水涌出，当洞顶上的岩层遭到破坏时，其岩体结构容易出现变形，导致大量积水渗透至隧道结构内[4]。针对隧道涌水问题，应结合具体情况选择适当的处治措施，首先测量涌水具体情况，采用导流和压浆的方式进行排水处理。当涌水集中量较大时，可先采用锚杆将裂缝中的积水排出，再对岩石进行喷锚处理。涌水的范围较大时且较严重时，可先采用导管将大部分的技术排出，再洒布混凝土进行岩层施工，最后再封闭岩石上的缝隙，完善处理岩石。

（3）支护中的防排水处理

完善好支护过程中的防排水施工可进一步提高工程质量，为后续施工奠定基础，初期支护中的防排水施工会直接影响后期工程，为减少隧道渗水问题应修复好支护环节。混凝土发生脱落时及时采用压浆的方式将混凝土进行喷洒，将裂隙进行修补，将岩缝中的积水控制在岩石内。支护防排水处理具体过程中施工技术人员应对周边环境进行实地勘察，采用0.8MPa加压处理岩石，并随时关注施工情况。

（4）衬砌中的防排水处理

衬砌中的防排水处理环节较多，应严格按照施工工序进行处理，其具体如下：

a.防水层施工。防水板铺砌前应将支护表层进行清理，并确保表层干燥整洁，将暴露在外的钢筋材料和锚杆进行切割，切割完毕后采用混凝土填充空缺，避免防水板遭到破坏。做好防水板的铺设工作，进行固定时应将防水板固定位置和隧道拱部之间的距离控制在一定范围内。按照实际情况调整防水板铺设位置，确保防水板和混凝土板面贴合密实。采用上下、左右的顺序进行防水板铺设。将洞身的防排水搭接在防水板上，并在外侧设置固定点，搭接宽度和间距确定为10cm和0.5m。

b.排水管施工。排水管施工较为简单，严格按照施工计划进行排水管铺设，结合实际情况调整排水管铺设线路。

c.混凝土施工。由于混凝土施工存在于整个隧道工程建设中，所以应严格控制混凝土施工技术。混凝土进场前应对其使用性能进行检查，并做好混凝土运输、存放等环节，完善好混凝土防水防潮问题。

（5）止水带和止水条使用

公路隧道防排水重要技术之一为止水带和止水条，可有效的预防隧道缝隙内的漏水、渗水现象，所以在施工时应合理对止水带和止水条进行安装使用。以止水带为例，安装止水带时应先固定再进行安装，通过穿孔和打洞来固定止水带，混凝土浇筑和振捣时不得破坏止水带，确保混凝土和止水之间可正常结合。

5 结语

由于隧道工程的特殊性，地下水容易侵蚀隧道工程，降低隧道整体强度和稳定，降低隧道使用寿命，所以公路隧工程中最重要的问题就是防排水施工。本文针对工程实际情况制定隧道防排水设计原则，提出防排水施工工艺，制定隧道工程进洞、挖掘、支护、衬砌等过程的防排水施工，提出基于止水带和止水条的防排水处理方法，证实了隧道工程防排水施工的必要性和可行性。