市政隧道排水设计及优化

市政隧道排水设计及优化

王干

湖北广交工程勘察设计有限公司  湖北武汉 430000

摘要：随着我国城镇化面积迅速增加，城市看海的情况时有发生，市政隧道作为城市道路中的低点，危险性不言而喻，这对隧道排水设计提出了严格的要求，结合郑州市H隧道工程，介绍隧道排水设计的思路及主要计算过程，并对如何应对极端暴雨天气，提出相关措施。

关键词：市政隧道；排水设计；优化

1市政隧道工程结构防排水设计理念

1.1市政隧道工程结构防排水等级的合理确定

国际国内经济形势的变化，使得我国的经济实力显著增长，在世界范围内的影响力明显提高，为完善我国的交通基础设施，国家和地方政府每年都在市政工程中投入了巨大的资金，使得我国的市政网络日渐完善。但市政项目建设时，因为地形地貌的限制，需进行隧道建设，因为隧道结构设计的高标准，尤其要注重隧道防排水设计，以使得隧道防排水效果满足后期运营要求。针对市政隧道防排水设计，为保障设计效果，最为基础性的工作就是要加强对隧道现场地形地势、区域构造、水文气候等的分析，以确定防排水等级。比如市政隧道防水等级都是Ⅰ级，根据富水程度和埋深不同的段落采用不同的抗渗等级，至少P8，一般P10，强富水P12。

1.2市政隧道工程结构防排水系统环境分析

市政隧道渗漏水对市政的正常运营产生了巨大的威胁，就当下市政隧道的渗漏水情况来看，其渗漏水形式主要为拱顶渗水与滴水、拱脚渗水与淌水、伸缩缝位置渗水与淌水、侧墙渗水与淌水、局部涌水与涌泥、道床积水。当市政隧道出现了渗漏水问题且未得到及时有效的处理后，隧道结构将面临巨大的安全风险。首先，市政隧道渗漏的水有着较大的腐蚀特性，这种水质特点是可能会引起衬砌混凝土的腐蚀破坏，导致衬砌的支撑力不够，进而增大隧道结构安全风险，隧道难以在设计年限内保持最佳性能。其次，隧道渗漏水还会对隧道洞内通讯和照明设备设施等造成严重的腐蚀，影响这些设施的正常使用。此外，隧道渗漏水导致隧道表面大量分布着积水，使得隧道美观性不够。

2隧道防排水设计措施

2.1环向盲管的设置

环向盲管采取50mm单壁打孔波纹管，首次支护作业完成后检测混凝土表面，如表面发现裂缝及时安设排水半管，以避免初期支护作业发生漏水现象。根据实际情况调整、灵活布置排水半管的间距，一般情况间距保持在5m以下，其布置方向为纵向，但是在漏水位置会采取树枝状。

2.2建议采取可维护性防排水措施

就当下我国市政隧道防排水设计而言，施工缝是重点性的设计部位，因为施工缝的部位特殊，在设计时的难度较大，针对施工缝的防排水设计，在当前越来越多的隧道在施工缝防排水设计中均采用了可维护防水系统的设计理念，在这一理念下，为达到良好的防排水设计效果，相关设计人员除了要进行止水条和止水带的设计外，更需进行注浆管的预埋，使得在后续即使在施工缝部位出现了渗漏水问题，也可以快速进行注浆封堵。隧道衬砌背后常常深受地下水的影响，当地下水排水不畅时，此部位水分的过度积聚势必会导致衬砌结构的破坏，针对这一情况，很多设计人员一般会选用环向和纵向盲沟的布设，来实现对此处地下水的截排，使得地下水可顺利被引入排水沟内排出。就现阶段关于市政隧道可维护性措施的应用情况，可活动盖板水沟、集水井、泄水洞等方式的应用较多，且应用效果相对理想，可有效保障排水施工效果，但一旦在施工过程中出现了环向排水盲管的堵塞问题，将会影响正常的排水工作。对于富水段落的排水处理，施工人员应结合现场的具体情况，将横向排水盲管适当加密，但不同排水盲管之间的距离要加以科学控制，当然，也可通过排水管径的适当增大、施工缝部位的排水板布设来保障排水效果。

2.3纵、横向排水管

纵横向都会采用HDPE100mm排水管。其工艺顺序一般为:首先开展支护喷射、然后安装排水管、再布设防水材料。排水管在隧道拱脚两边铺设，并且在其上方设4cm左右的反滤层，然后将其封闭裹实。排水管主道用到的包裹材料多为土工布和防水板，但在隧道出入口所用材料有所不同，以SAC硬泡聚氨酯为主，并且选用的厚度为2cm，这样可以有效保护排水管内的温度，避免在出入口出现冻结情况。纵向排水管的孔眼一般留在上方，将间距控制在10cm左右，直径大小约为7cm，布设时隧道两边一致。安装完毕后及时检查，为了使排水管的水准确进入检查孔，先将此处空开再开始检查。检查孔和纵向排水管管底保留一定间距，具体在30cm以上为宜。横向排水管和纵向排水管在两侧的布设尽量对称，横向排水管彼此的间距为50m且和纵向检查孔对应。在仰拱封闭时和仰拱填充时预埋穿进中心排水管(沟)上部的3～5cm碎石反滤层中。在排水沟的周围安设一些检查井，彼此间隔保持200m，在中心检查沟和中心检查管相连的部位设置有一个检查井，至洞口中心检查管范围内不设置中心检查沟。所有管道以及隧道出入口位置采取保温处理措施，避免冷冻现象的出现。

2.4堵防水设计

如果在市政隧道的建设施工中，隧道遇到了高压、富水或者岩溶等恶劣的环境条件时，为达到良好的防排水设计效果，专业的设计人员应首先对隧道开展堵水处理，利用恰当的方式堵住地下水流出隧道开挖面的通路，控制流出隧道围岩的地下水水量。当隧道现场存在围岩分布，且围岩破碎裂隙较多时，可压注水泥砂浆或者单液水泥浆，以实现对围岩的有效加固。如果现场的局部水量偏大，可利用水泥—水玻璃双液或者化学浆液，但在此施工处理过程中，应避免浆液出现严重的流散问题。在对隧道现场采取了堵水措施以后，还需进行对应的防水设计。因为每个隧道结构、埋深等的差异，在堵水和防水措施的选择上，还需考虑这些因素，比如，当隧道埋深在50m以内时，利用地表注浆的方式；当埋深超过了50m时，采用洞内帷幕注浆的方式。

2.5中心排水沟(管)、路缘边沟

中心排水管设计为长度1.99m、壁厚8cm的C25预制钢筋混凝土管。预制时，上半面环向预留5个10mm泄水孔，纵向排距为20cm。中心排水管施工工艺:中心排水管的安装严格根据纵坡标高的要求铺设，及时检测确保其足够稳定结实，对接口处开始浇筑衔接时保证衔接处的每一面已处理干净。用沥青麻絮填塞，然后浇筑C10素混凝土基座。安装完毕后在上方用砂砾碎石等进行填实处理。中心排水沟设计为C25钢筋混凝土盖板沟，沟身为C25素混凝土，盖板采取预制安装，沟身采取现浇。沟身宽80cm、沟高78cm，横向在沟壁两侧上下各设20mm泄水孔两个，沟壁外侧从顶向下49cm设粒径3～5cm碎石反滤层，泄水孔纵向间距10m。

2.6分区防水的设计

很多的市政隧道施工过程中，隧道处于地下水位以下的位置，这种情况下，在隧道四周的地下水无法及时排出，为避免这些地下水对隧道结构造成不利影响，可通过防水层的设计来将隧道横断面包裹住。但为了在这一施工过程中避免从防水层穿过的渗水沿着隧道向纵向窜流，可采用分区防水技术来处理。如果在隧道防排水处理中采用的是分区防水技术，具体施工处理为：直接将止水条带粘贴于防水层上，随后再进入混凝土的浇筑施工环节。因为混凝土的刚度等性能相对较好，即使在隧道的衬砌段背后出现了渗水情况，也基本不会出现任何的窜流情况。一旦防水分区的衬砌混凝土防水效果达到相应的标准，即使防水层被破坏，该区域的防水性能也不会受到影响。

3结论

市政隧道的防排水设计标准日渐提高，各个市政隧道项目的实施中，都要严格遵循最新的防排水设计标准，并综合考虑隧道结构等特点，来保障防排水设计优化效果，降低渗漏水对隧道结构所造成的巨大危害。

参考文献：

[1]巩江峰，朱勇.从施工工艺和防排水效果反思铁路隧道的防排水设计[J].铁道标准设计，2020，4(676)：149-154.

[2]王树芳.铁路隧道工程结构防排水设计理念及施工措施的思考[J].四川水泥，2020(3)：79，143.