高速公路隧道防排水施工技术研究

张明杨

（中铁十二局集团第四工程有限公司，山西太原030024）

0 引言

随着我国市场经济的迅速发展，全国各地的高速公路修建数量持续增加，但许多的高速公路隧道防排水施工存在问题，导致安全事故的发生率越来越高。因此，国家和各地区政府、各级监管部门以及高速公路施工企业要认识到高速公路隧道防排水施工的重要性，尤其是高速公路施工企业在建设过程中，要采取科学的施工技术，制定合理的施工方案，避免隧道出现渗水漏水的现象，从而进一步提升高速公路的质量，为人们的生命安全保驾护航。因此，分析并探究高速公路隧道防排水施工技术具有重要的意义。

1 高速公路隧道防排水内容概述

高速公路隧道防排水工程（见图1）施工主要包括两个方面：第一，在施工前期的工程排水系统，主要指透水管和排水管的安装；第二，在二次封砌过程中的防水系统，主要指防水板的铺设和混凝土的浇筑。高速公路隧道防排水施工过程中，主要采取以防为主、以排为辅的施工原则，既要保证防水层的防水效果，又要保持排水层的通透性，尽量将积水迅速排出，避免积水过多。

图1 高速公路隧道防排水工程

2 高速公路隧道防排水施工现状

根据目前我国高速公路隧道防排水施工状况来看，对高速公路隧道的防排水性能影响最大的是隧道周边的自然环境，其直接影响隧道正常功能的使用。在高速公路隧道防排水施工过程中，涉及的施工领域较多，主要包括施工方案的设计、施工技术的操作、施工材料的选择等。当前，我国高速公路隧道经常发生的渗漏现象主要为隧道拱顶、隧道侧墙出现不同程度的渗水滴水，严重时局部出现涌水现象，在冬季气温较低时，渗水漏水严重会造成隧道内结冰。由于大部分高速公路隧道的位置环境常年处于被地下水包围的状态，在具体的施工过程中，一旦某一环节出现纰漏，就会在很大程度上对隧道排水体系造成影响，造成隧道拱顶和侧墙发生不同程度的渗水漏水。但从总体上来说，我国高速公路隧道防排水施工技术出现问题，其主要原因还是施工工作人员的施工技术存在欠缺，在某些施工环节的操作不够专业。比如，施工企业在高速公路隧道防排水工程的施工前期，没有对隧道周围的自然环境进行仔细的分析和勘察，在施工方案的设计中有些环节设计得不够严格，缺乏合理性，再加上施工工作人员的综合素质较差，导致高速公路隧道渗水漏水的现象频频发生。

3 高速公路隧道防排水施工技术分析

3.1 涌水地段防排水技术

某些高速公路地处环境复杂，会有很多的涌水地段。在隧道施工过程中发生涌水情况，直接影响到高速公路隧道的施工质量和效率。在高速公路隧道施工前期，会对隧道施工的美观程度造成影响；在施工中期或后期出现严重的涌水现象，则会降低隧道的稳定性，破坏隧道的整体结构[1]。涌水现象产生的原因是岩层中出现了不同程度的裂缝。高速公路隧道顶部岩层厚度低，裂缝的长度和宽度会随时间逐渐变大，遇到降雨情况雨水会随着裂缝流出，引发隧道的涌水现象[2]。目前，涌水地段防排水技术应用较广泛的方法主要包括超前导管钻孔和设置小口径管道两种方法。在涌水问题不严重时，可利用超前导管钻孔将积水顺利排出。使用超前导管钻孔方法时，每两个孔的间隔至少为15m。当发生较严重的涌水问题时，可以利用设置小口径管道的方法将堵塞区域内的积水快速排出。若隧道围岩基层中出现涌水，隧道施工人员在施工过程中就需要对围岩基层进行封堵，保证围岩堵水方法可以有效排出积水，快速解决涌水问题。随着科学技术的不断发展，大部分施工人员在涌水现象集中的情况下，开始采用锚杆涌流的开缝方法，这种方法在应用过程中也得到了大部分工作人员的认可，可以清除多余积水，对发生涌水的地段进行排水，能够有效解决隧道涌水现象[3]。

3.2 围岩保护技术

在高速公路隧道建设施工中，选择质量好的围岩防护材料可以在一定程度上防止围岩变形，避免渗水现象。隧道围岩发生渗水，水流会通过裂缝流入地下，形成积水，经过长时间的积累，不仅会降低隧道使用寿命，还会引发安全事故[4]。在隧道施工前期的设计中，除了围岩防护的材料质量要良好外，设计还要符合基本规定的要求，只有达到标准要求之后才可以加强对软岩岩体、硬岩土质的支撑保护，控制硬岩岩体可使基层岩体增加安全性能，降低隧道渗水概率，提高隧道的防排水质量。

3.3 微波焊接技术

结合隧道防排水效果的调查数据分析，防水层问题是影响隧道防排水效果的主要因素。提高防水层的防水能力，也是提高隧道防水性的关键所在。在安装防水层的过程中，注意防水层不可出现任何程度的磨损情况，保证地下积水不会透过防水层。为了有效提高隧道防排水能力，防水板的质量必须达到国家规定的标准[5]。施工过程中，防水层一般采用悬吊法、超声波法两种安装方法。但传统悬吊法需把垫圈安装于防水层的后方，防水板很容易松散，一旦进行二次衬砌，垫圈与防水层之间就容易出现空洞。超声波焊接技术可以改善施工质量，但此项技术会产生多个焊接点，如果施工人员焊接技术较差，再加上防水板比较薄，就会经常出现防水板被焊穿的情况。除了上述两种方法外，还有微波焊接技术。微波焊接在实践应用中具有以下特点：第一，使用方法较为简单，可依据实际状况对焊接温度进行调整，能随意调节焊缝的深浅，从根源上提高微波焊接质量，避免防水板被焊穿[6]。该技术机械化程度较高，焊接过程中需要投入的人力较少，可以避免由于人为主观因素造成的焊接质量问题。第二，设备耗能较低，所需电压较小，能够避免因用电造成的安全事故。

4 防水层铺设技术

4.1 防水层铺设

在防水层铺设的初期，施工工作人员要保证在铺设防水层的过程中能够细致检查防水板以及支柱上是否存在石头或砂粒等异物，保证防水板平整无异物，支柱表面也没有异物。还要检查各个支柱的质量，敲打支柱如果发出酥松的声音，则要及时检查支柱是否存在质量问题。支柱的表面也不能有任何凸起区域，还要检查钢筋、木材是否有凸起的尖锐物。施工开始之前，需要对设备进行调试，确定施工的各个环节，保证施工的有序开展。调试工作要结合实际情况进行，施工人员对所有的施工内容都了解后，方可开始施工。同时，施工之前要准备好用到的设备工具，如焊接机、电闸柜、热风枪、检漏仪等。在确保工程顺利进行的基础上，利用合理的施工手段，保障施工安全开展[7]。

4.2 防水板材施工

首先，在建筑防水层的铺设过程中，应采用钢钉圈、防水暗钉垫在防水板底面进行固定。在隧道的防水层施工中，对防水板材的固定是提高隧道防水效果的关键因素，施工工作人员可根据现场防水状况对材料进行合理的加工和完善，把材料应用在防水板中，使防水层的稳固性更高，保障防水板的安装质量。其次，在混凝土纵向垫层铺设的施工过程中，需要找一个固定的齐平面，施工人员将拱顶纵向与垫层中心线对齐，并在中心线与隧道标志标线之间保持自上而下的铺设方法。为了保证拱顶施工质量，在混凝土施工中，所有的螺丝钉尺寸要一致，并且不能超过30mm[8]。最后，要确保中心线位置的标识精确且明显。在整个施工过程中，拱顶纵向的中心线需要特别标注，使防水板和中心线能够完全吻合。在此基础上，先从顶部拱顶处进行施工，使热熔焊接与衬垫板焊接能同时进行，达到理想的施工效果。

4.3 施工初期支护

在检查支护材料是否存在凸起物时，如果发现支护材料上存在尖锐物体，则要去除或磨平尖锐，保证支护材料平整之后才可以进行下一步施工。如果支护材料上存在钢管或网片等凸起物，施工工作人员可以将凸起部位锤平，在该部位涂抹一层水泥，保证表面的光滑。如果凸起物是锚杆头，则需要将锚杆头留出5mm，将多余部分切除，然后覆盖一个塑料帽，以保证支护材料的平整性。

5 软式透水管埋设技术

施工人员除了要选择合适的施工手段和技术之外，还要按照国家高速公路设计要求和具体的工程实施规定展开施工，避免软式透水管的埋设发生问题，减少隧道中出现渗水现象的概率，提高施工质量，进一步保障行车安全。

5.1 透水管埋设

在软式透水的设计流程中，透水主管道和墙盲沟高度两者有着密切的关系。在高速公路隧道的施工过程中，施工人员只有控制好透水主管道和墙盲沟的高度，才可以有效提高软式透水管埋设的效果。施工人员应注意纵向边墙透水指标，砌筑时应在防水材料卷材下部合理设计盲槽和泄量口的位置，并严格要求对边墙支护、复合防水层的施工，使隧道侧墙盲水槽发挥其作用。

5.2 浇筑混凝土

在用混凝土浇筑之后，需要对混凝土的外线进行固定。施工人员可以利用水盲管射钉枪，在出现渗水漏水的水盲管上通过射钉枪打入钢钉，然后利用焊接工艺，对新打入的钢钉进行焊接。另外，还需要在施工过程中铺设三通，并保证三通铺设时的质量。在施工过程中施工人员要严格规范施工工艺，保证施工环节的安全有效性，同时需要质量监管部门对施工环节进行检查，保证相关工作都达到安全标准。

5.3 洞口排水施工

在高速公路隧道的建设中，加强洞口排水设计对增加隧道的使用寿命具有很大的价值，主要是通过建设节水沟来有效阻挡水流的。通过隧道洞口的顶部设计，再加上挡翼门侧壁设计，可以有效阻隔泥沙，以此实现洞口排水技术。通过此技术可以使隧道洞口的排水性更好，在应用中也取得了良好的效果。

当隧道建成投入使用后，要做好隧道洞口排水系统，及时清除里面的异物，以保证排水系统具有较高的稳定性，从而保障高速公路隧道内行驶车辆的安全性，充分发挥隧道的价值和作用。

6 结语

综上所述，施工企业要重视高速公路隧道防排水工程施工的所有环节，对施工过程中的任何一个环节都要进行严格把控，从而降低高速公路隧道渗水漏水现象的发生。在施工前期要加强初期支护的稳固性，并对防水系统和排水系统的施工环节加以重视。负责施工材料的采购人员，在采购过程中要选择防水性能好的施工材料，并且隧道的内外施工都要利用该材料进行覆盖，在提高隧道使用寿命的基础上保证行驶车辆的安全。