公路隧道防排水设计原则及施工技术

公路隧道防排水设计原则及施工技术一、概述

隧道分级已通车正在建设即将建设高速公路座数（座）4547528长度（米）4069236291647554一级公路座数（座）600长度（米）665000二级公路座数（座）3510长度（米）209416850三级公路座数（座）000长度（米）000合计座数（座）8647628长度（米）6828336360147554二、隧道防排水设计原则与要求隧道防排水应遵循“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，保证隧道结构物和运营设备的正常使用和行车安全。公路隧道应达到下列防水要求：高速公路、一级公路、二级公路隧道防排水应做到拱部、边墙、路面、设备箱洞不渗水，有冻害地段的隧道衬砌背后不积水，排水沟不冻结，车行横洞、人行横洞等服务通道拱部不滴水，边墙不淌水。三、西安至漫川关高速公路隧道主要水文地质条件

西部开发省际公路通道银武线陕西境西安至漫川关高速公路A2合同段共有隧道15座，单洞计共长17289.54米。其中连拱隧道6座，均为短隧道，整幅共长700.5米；单幅隧道1座，为黄伯楼一号隧道,长50米；分离式隧道8座，单洞计共长15838.54米，其中有鹘岭隧道为特长隧道，单洞计共长10571米，下口子隧道为长隧道，单洞计共长2166.5米，宝石梁隧道为中隧道，单洞计共长1180.12米，其余均为短隧道。三、西安至漫川关高速公路隧道主要水文地质条件（一）、中、短隧道除高坝隧道、西院子隧道、黄柏楼二号隧道、柳家凹、龙王庙隧道、宝石梁隧道外，其余隧道地下水位线均低于洞身，隧道洞室涌水量主要来源于大气降水，特别是连续降雨时段，局部洞室有降水入渗导致洞室渗水、滴水现象。三、西安至漫川关高速公路隧道主要水文地质条件（二）、鹘岭隧道设计时采用预测涌水量为隧道左线涌水量约为9832.12m3/d，右线涌水量约为10144.37m3/d，合计涌水量为19976.49m3/d。四、公路隧道防排水设计与施工（一）洞外防排水设计洞外防排水设计是指设计合理的隧道洞外地表水防排水措施，防止地表水下渗或向隧道洞口汇集。常见的洞外防排水措施有：

1、洞顶地表处理

2、洞顶截水天沟

3、明洞防排水

4、洞门截排水四、公路隧道防排水设计与施工1、洞顶地表处理隧道要求重视防止地表水的下渗，其处理措施为填充、铺砌、勾补、抹面等。对洞坑穴、钻孔等均应采用防水材料充填密实封闭，隧道进出口段一定范围地表采用注浆加固措施。四、公路隧道防排水设计与施工2、洞顶截水天沟洞顶截水天沟是修筑在距洞门边仰坡一定距离外，环抱隧道洞门的截水沟。洞顶截水天沟的主要目的是截断洞口边仰坡地表水来源，防止地表水冲刷边仰坡和洞门区域。水沟一般采用浆砌片石铺砌，厚度不小于30厘米。四、公路隧道防排水设计与施工

截水天沟设计应满足以下要求：（1）.天沟设于边仰坡坡顶以外不应小于5米，天沟一般沿等高线向路线一侧或两侧排水；（2）.天沟坡度根据地形设置，但不应小于0.5%，以免淤积。当纵坡过陡时，应设置急流槽或跌水连接。一般在地面自然坡度陡于1：1时，水沟应做成阶梯式，以减少冲刷。土质地段水沟纵坡大于20%或石质地段水沟纵坡大于40%时，应设置抗滑基座，以确保纵向稳定；（3）.天沟长度应使边仰坡坡面不受冲刷为宜，下游应将水引至适当地点排泄，避免冲刷山体。流量较大时，不宜将水引入路基排水边沟排泄，应根据地形将水引至附近沟谷或涵洞排泄。四、公路隧道防排水设计与施工3、明洞防排水相对于隧道暗洞，明洞防排水条件要优越得多。一方面，明洞属于明挖回填结构，可以在渗水迎水面（衬砌结构外侧）设置防水层，其施作条件和防水效果要好得多；另一方面，明洞回填材料和方式可以人为控制，从而也能控制回填后明洞洞周的地下水流量和路径。四、公路隧道防排水设计与施工

在控制明洞洞周地下水方面，防排水措施主要有：（1）.明洞开挖边坡以外应设置天沟。其沟底坡度与路线一致且不小于5%，条件允许时可在山坡较低一侧拉槽排水。洞顶排水沟一般采用矩形或梯形断面，浆砌片石厚度不小于30厘米，以防冲刷；（2）.洞顶回填土石表面一般应铺设粘土隔水层，且应与边坡搭接良好，以防地表水渗入。隔水层表面种草防护，可防雨水冲刷；（3）.明洞回填前和回填过程中，可在回填土石底层或层间埋设排水盲管（盲沟），引流渗水，防止地表水下渗后在回填土石中滞留积蓄，增大水压和明洞荷载。应注意上坡隧道排水盲管（盲沟）流出通道。四、公路隧道防排水设计与施工

在结构性防水方面，明洞防排水应采取以下措施：（1）.明洞外缘防水采用全断面铺设土工布、防水板，接缝采用双焊缝热融粘结技术。（2）.在明洞与暗洞搭接处，采取可靠的变形缝防水措施，设计采用中埋式止水带防水，并在明暗交接处设直PE500排水板。四、公路隧道防排水设计与施工4、洞门截排水洞门截排水的主要目的是截流洞口边仰坡漫流下来的地表水，防止水流在洞门处下渗或冲刷洞门结构，影响洞门结构安全、行车安全和美观，采取的主要措施为：（1）.削竹式洞门应沿洞脸环向设置高度不小于30厘米厚的钢筋混凝土帽石，沿洞门环框内侧隧道壁面设置滴水线，以防雨水漫流影响美观。（2）.对于带有翼墙的各类隧道洞门及明洞洞门，洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离不应小于150厘米，洞门翼墙与仰坡之间水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度不应小于100厘米，洞门墙顶应高出仰坡坡脚0.5米以上。四、公路隧道防排水设计与施工

（二）、洞内防排水设计隧道洞内防排水设计可以分成洞内防水设计、洞内排水设计。隧道洞内防水措施主要包括围岩注浆堵水、复合防水层防水和衬砌混凝土防水；洞内排水措施主要有紧贴岩面和初支表面的Yas排水半管排水、纵向排水管、横向排水管和路基路面排水系统。四、公路隧道防排水设计与施工

1、洞内防水设计（1）.围岩注浆围岩注浆堵水即在实际开挖中，对大量的线状淋水、股状突水和涌水等富水区段向地层灌注浆液，封堵地层中的渗水裂隙，减少围岩流向隧道的渗水。围岩注浆堵水既可在隧道开挖前从地表钻孔实施，也可在隧道开挖后通过径向或超前向围岩钻孔注浆来完成。四、公路隧道防排水设计与施工

主要适用范围：鹘岭等长大隧道。堵水压浆宜优先选用料源广、价格便宜的单液水泥浆和水泥—水玻璃浆。布孔注浆范围在透水周边应加宽1—1.5m。若注浆过程中由于裂隙原因造成透水范围扩大，注浆范围也要相应扩大；而且注浆前必须先在透水中心打泄水孔，然后再从周边往中心逐步注浆，最后再封孔。四、公路隧道防排水设计与施工（2）.复合式防水层采用复合式防水层是复合式衬砌隧道防排水的核心内容。防水层由防水板及土工布组成。防水板的作用是将地层渗水拒于二次衬砌之外，以免水与二次衬砌接触并通过二次衬砌中的薄弱环节渗入隧道。土工布的主要作用是保护防水板，使防水板免遭尖锐物的刺伤。防水层必须符合国标（GB12952—2003）中各项指标的要求，尽量采用宽幅高分子柔性防水卷材，幅宽5~8米为宜，以减少接缝。防水层搭接宽度≥100mm，采用自动爬焊机械双焊缝热融粘结技术，结合部位采用真空加压检测，标准是0.2Mpa压力作用下5分钟之内不得小于0.16Mpa。四、公路隧道防排水设计与施工

（3）.变形缝和施工缝处理一般情况下，只要复合式防水层施工规范，衬砌混凝土施工质量达到要求，渗漏水一般不容易直接穿透混凝土而进入隧道洞内。因此，混凝土衬砌中的各类变形缝和施工缝往往是防水薄弱环节，因而需要进行特殊处理。四、公路隧道防排水设计与施工

目前常用的处理措施是在变形缝设置止水带，在施工缝处设置膨胀橡胶条。止水带、膨胀橡胶条应尽量安装在衬砌厚度的中间。止水带安装应平直垂直于工作缝，两端埋设牢固、可靠，膨胀橡胶条在安装前应采取缓膨胀处理措施，避免施工过程中提前膨胀导致防水失败，安装应牢固可靠。四、公谨路隧道闪防排水象设计与临施工应当指丸出的止鼓水带、循膨胀橡齿胶条在前地面建汤筑领域遵内应用亩效果较验好，然巧而，在叨隧道工响程中的和应用效胶果并不羡理想，雷其主要百原因是勒隧道衬安砌的变帅形缝、睬施工缝陶大多为躬竖直方较向，止悄水带和扰膨胀橡尿胶条安升装固定失困难，讯安装缺宽陷较普跳遍，封缎堵的地棍下水缺洲乏排泄削通道，煤当水压眠升高时志，地下雨水总能纸通过缺亦陷位置删等薄弱尽环节渗滑出。这展也是导档致隧道芹渗漏病宅害多发托的重要融原因。患因此，疫目前工番程界一炼直在尝芹试一些押新的工些作缝处茫理方法算，如本德次设计拿变形缝膛中采用泉的可排紫水复合遥橡胶止拳水带和救施工缝仓中采用唤的P-2烛01止水膏墙。四、公芽路隧道茶防排水伟设计与熊施工可排发水复另合橡扫胶止丢水带缘瑞是一饥种新唤型止怜水带等，能跨对渗掌水进牌行“先排后供堵”。它己由绕半道、震翼缘申、膨川胀橡凭胶条披和止赠浆滤配水带嫂组成银，其屈中绕缘瑞道和粗翼缘轿构成科止水必带主武体，绝止浆同滤水袜带粘开贴在庸翼缘惕上并蜂与绕萄道形蜂成排龟水通捧道。灾当环篮向施柿工缝奴内出箩现渗扫水时巾，渗戏水沿趁环向貌施工监缝流秩至止倚浆滤晒水带肯，由僻于止费浆滤杜水带税可透杆水，内渗水傍很容开易进剥入排菊水通您道，禾并由雕其排趣入隧蜂道的盯下部指排水象系统岸。四、公尚路隧道溜防排水步设计与幸施工为了筒使可益排水职复合懂橡胶宪止水按带的钩下排煤水顺恒畅流评入隧搬道的自排水御系统慎，衬夏砌环吗向施被工缝便下部贴必须烈有相鼓应的岸排水府构造匠（图壁）。腾在衬兄砌基丈础内拥，每唇道环裂向施麻工缝颈的下拐方设洒置一籍条弹烘簧排庆水管赠，弹描簧排包水管割的下省端与漆纵向躲排水律盲管嫂相通半，上饱端弯债折在凡止水误带安膀装槽姻内。郑当止便水带对下端萌与弹者簧排购水管是接通销后，景止水桶带内禽的下榴排水岛就会拣顺利忆流入钩隧道祸的纵匀向排贱水盲漆管，容并由迟其排稻出。源从而刃可实穷现止捏水带偿的无洗压止弯水。四、砍公路贱隧道游防排州水设输计与盲施工2、洞叨内排锅水系府统设悲计隧道屑防水哭措施刺是层础层设巷防，待每一致道防佛水措侦施都愈是作恒为前摩一道黄防水笨措施伞失效树的补朵救措驱施，哑同时匙也为覆后续桨防水丘措施镰减轻溪压力蒙。而假排水腿系统慎则是劳一个日互相劫关联士的整欠体系苍统，围系统孙的每械一个聚环节俘都能裳决定付整个兵排水论系统勒的成敬败。碑因而铸，排土水系销统应江当设蛾计成艇一个月完整奴的、躬搭接货可靠句的、庙排水谋通畅栗的系句统。卖山岭灿公路皱隧道妻排水状系统碧主要隙由“排水半基管→纵衰向排水盒管→横盲向排水猾管→中罢心排水特管沟”构成忧。四、公峡路隧道沿防排水陆设计与核施工（1）.排水缎半管排水半抹管，要铃求其强腹度能承识受喷射霸混凝土张的冲击各力及二聪次衬砌干浇筑挤数压而不之损坏，浆不变形工，且纵晨向具有峰柔软可太弯折的留特点，讨以适应活围岩变阻形及喷锄射混凝摄土表面篇不平整答的要求签。用这裳种特殊糖的弹簧绿排水管巾，可以宋方便地辫实现喷航层内排下水。四、公厚路隧道幅防排水列设计与粗施工排水半俭管施工灰注意事蔽项：①排良水半雪管施璃作在袍初期毛支护冈表面偏；②在总其表炒面渗扩漏水皮范围餐内每候纵向菌３米向间距抬，无清水地恰段每5米间密距，童上、数中、虽下各坏打φ50重mm的引菊水孔戚；③排杠水半绣管外茄周包花裹水努泥砂姓浆及印时封寸闭；④与隧爷道衬砌诱墙脚纵鸦向排水往管连通蝇。要求投初期茂支护纽奉完成趴后，而表面袄无渗乞漏现裤象，肾才能守进行屿防水裁层的是施作四、公笨路隧道弹防排水百设计与盖施工（2）.纵向排举水花管在初专期支衔护中基设置脊环向牢排水土半管皮将水扫引入宏衬砌气两侧脾墙脚牺设置典得纵累向排直水花冶管中闷，本设衡计纵冰向排剖水花鹅管采穷用的鞭是￠116双壁波粥纹管，贯纵向排移水花管煌应设10号素链混凝滋土基骑座，锹并包戚裹在飘防水衡层外桶侧，悬填塞3～5厘米擦碎石斑。四、乒公路锦隧道训防排义水设训计与绪施工（3）.横向昨排水忆管横向排颗水管位主于衬砌爸基础和陷路面的留下部（介如图）周，布设屠方向与疯隧道轴学线垂直坊，是连方接纵向疼排水花累管管与舞中央排缓水管的签水力通业道。横独向排水判管通常寇为硬质饲塑料管螺，施工事中先在兰纵向盲症管上预套留接头赴，然后招在路面史施工前焦接长至罪中央排笨水管。毛对横向物盲管的谈检查，泽主要是寺接头应浸牢靠、侵密实，熊保证纵告向盲管假与中央宴排水管梦间水路崇畅通，锯严防接隔头处断缝裂，由旱纵向盲土管排出笛之水在蠢路面下啦漫流，药造成路辞面翻浆减冒水，崭影响行住车安全急；其次服是在横简向盲管税上部应彻有一定菜的缓冲绒层，以固免路面算荷载直猾接对横归向盲管寨施压，瓶造成横灭向盲管敞破裂或灿变形，凶影响其漆正常的汁排水能钻力。四、昌公路妈隧道含防排脾水设穿计与勤施工（4）.中心葬排水钳沟（家管）分离绝式隧职道路滔面下直设置壁了中稠心排盈水沟喉（管建），汪集中朝引排衬地下柔水，划中心别排水朱沟（垦管）稿的尺讽寸由男硐室留出水锤量决江定。中心排堆水沟（提管）采龙用上半伙断面打分孔的混弟凝土管银，设10号素混取凝土基左座，填毯塞3～5厘米碎猎石。中桃心排水方沟（管渣）每隔20枝0米设煮置中多心检倡查井意。施工扩时应贿注意龟中心睛排水违沟（当管）忽的出粥水位抓置。四、军公路哲隧道赛防排新水设谈计与歪施工四、尼公路止隧道阀防排靠水设昂计与捐施工（5）.路面基影层排水为了李预防多路面商泛水绘，在柴路面僵下设驶置18（20）厘米龙厚水泥游处置碎记石排水善基层，日将水引早入路面胖中心排源水沟。四、公堪路隧道魄防排水沟设计与底施工四、冷公路梦隧道熔防排舌水设梅计与洋施工（三）场、连拱捞隧道防啄排水设布计目前以暂建成的原连拱隧玩道从使卖用情况胁上看，糕隧道中搬墙沿水导平施工胆缝出现型不同程崖度的渗厌漏水情则况，为窄了彻底网解决中垦墙渗漏避水问题貌，提出检了中墙娃分层浇秃筑即采则用复合塑式中墙陶。这样续，连暑拱隧箭道防惰排水抢设计关与分蹈离式怠隧道其基本距类似识。施工注钳意事项米：1.中墙雷在施管工缝宝、变寒形缝刃处预伶留矩捉形槽颈，埋怎设排虏水半亮管降眼水引士入墙虫角两投侧HDP羽E排水浑花管致；2.中墙筛施工磁缝、秀变形卖缝与去主洞访二次沿衬砌寻位置爸相同秃；3.墙角两棚侧HD禁PE排水于花管花的水敢引入全路基遥两侧忽排水起边沟婶。五、县防水新板与乱止水肝带的侦施工（一育）、乔防水傲板施朽工1、喷毕射混渗凝土故基面兔处理由于钢喷射村混凝愤土基伍面粗身糙、蔽凹凸骨不平摩，以着及锚翅杆头浅外露政等对衰铺设槐防水模层质还量有溜很大蔬影响微。因愿此，高防水晕层铺吗设前星必须夏对喷雪射混心凝土车基面叙进行委处理诉。。五、春防水别板与茎止水凡带的应施工2、防水杠卷材施柱工在初期督支护施食工完毕分并达到妻要求的闭平整度需后，就红可以进暗行防水师卷材的旬铺设。程目前防课水卷材章的铺设反工艺有物三种：望一是无榨钉热合枣铺设法抽，二是和有钉冷兽粘铺设芝法，三沿是多点之复合免瞒钉穿铺炊设法。五、防正水板与饱止水带僻的施工防水柏板焊具缝质奋量检躺测防水躬膜间肺用热幅合机亡进行举焊接愚，接孔缝为梨双焊库缝，沟中间优留出易空腔咳以便架充气重检查教。如端图。检查舒方法签：用5号注理射针奇与压床力表贤相接阳，用罪打气凤筒充院气（板脚踏削式或引手动劝式皆毫可）偷，充锋气时亚检查现孔会口鼓起引来，服当压营力达0.睬1～0.1砖5MP帖a时，健停止竭充气绩。保欢持该淡压力橡时间术不少懂于1m明in，说败明焊志接良戏好；评如压题力下颜降，伸证明蛮有未备焊好俱之处智，用挎肥皂没水涂愈在焊屯接缝乌上，答产生槐气泡钥地方凶为焊忠接欠网佳之津处。订重新瓣焊接妄可用徒热风浴焊枪能或电敲烙铁鹅等补朽焊，尖直到胶不漏掩气为超止。作检查因数量现，焊惭接10乎00延长米童抽检1处焊身缝；五、签防水阁板与壮止水桥带的左施工（二）区、止水渔条带施游工安装伟注意化事项寸：(1灰)止水带缴的中央脂排水通颗道应与螺工作缝携对齐，拆这样才迈能保证宣工作缝浴中的渗芽漏水被借止水带商堵住并和通过排笼水孔流赠入隧道牺排水系沙统。(2)止水液带的幅下部去必须敌与排击水管亲的下染部连醉接牢总靠、袭畅通首，只逐有这吹样才李能保泥证渗畏漏水复顺畅衬进入辞纵向慨排水效管并差排出处洞外扫。(3)避免在胳施工时净截断止励水带，碰尽量做摇到一条耕工作缝集一条止秘水带，颠避免搭坏接，这鹊样可避曲免接头隙位置的冷安装缺夺陷。六、划排水悼系统概的施菌工隧道享排水亲系统歪包括Ya虚s排水注半管弦、纵站向排虏水管庸、横观向排狼水管梢和中冈心排浓水管恰（沟愚）。六、排偶水系统呀的施工（一）肝排水管酷材施工排水管部材包括待纵向排蠢水管和蝇横向排换水管，焦这些管挎材在施块工时应傅特别注幼意相互宫间的搭个接。搭出接应牢各固，不伸漏水，验排水通剃畅，优握先选用塔专用搭仙接接头肾。六、排设水系统悼的施工1.纵向跳排水杀管施木工纵向传排水揪管应雀按一惧定的监排水胜坡度己安装浆，中秧间不仿得有避凹陷纱、扭御曲等灶，以还防泥拔沙在谷这些矿位置谊淤积料、堵坛塞排攀水管午。在雕安装己前，挠用素箱混凝沿土整阁平安散装基闭面。2、横向掏排水管摧的施工与纵侧向排听水管股施工乐工艺漠相同射，但削应注盈意：组对横家向排舰水管拐的检胁查，补主要铜是接部头应钉牢靠校、密殊实，常保证筑纵向榆排水统管与恒中央窃排水杯管间最水路宋畅通踪蝶，严洋防接模头处赞断裂同，由贞纵向床排水邪管排咐出之邻水在芽路面回下漫委流，堵造成龄路面仓翻浆虾冒水黄，影摩响行阶车安蔑全；抽其次狐是在院横向纪排水迹管上皮部应极有一