吕志强

1 引言

大部分隧道工程出现渗水、排水不畅的原因是由于防排水工程的施工质量并不符合要求，隧道渗水就表示防排水措施局部失效，未能有效的进行地引排。隧道渗水不是仅防排水工程施工问题，更是管理上出现了漏洞，因此要想解决隧道的防排水问题，就必须要坚持预防为主、整治为辅的的原则，重视工程的施工工艺和质量控制，就能起到事半功倍的效果，有效的控制隧道防排水病害现象。

2 工程案例分析

都贵德勒隧道为单线铁路隧道，全长4800m，进口里程DK9+350，出口里程DK14+150。隧道从进口至DK13+950.33位于直线上，其他位于R=1200m的曲线上。隧道从进口至DK13+850位于-4.5‰的下坡，从DK13+850至隧道出口位于-4‰的下坡。隧道区地下水类型主要有孔隙潜水、基岩裂隙水及赋存与不整合接触带中的构造裂隙水。孔隙潜水主要分布在隧道进出口端，水位受季节降水影响明显；基岩裂隙水分布较广，以浅部为主，含于基岩风化带、风化裂隙及构造节理裂隙中，水位和水量受季节降雨量影响明显；构造裂隙水沿不整合接触带呈带状分布。

3 防排水设计

隧道防排水采取"防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理"的原则。隧道防水等级为一级，混凝土抗渗等级为P10；隧道拱墙初期支护和二次衬砌之间防水采用ECB防水板，防水板厚度不小于1.5mm，无纺布密度为350g/m；防水板和土工布设置到轨面以下80cm，仰拱不设置防水板。

二次衬砌施工缝按8m/1道，纵向施工缝防水采用混凝土界面剂加中埋式橡胶止水带两道防水措施，环向施工缝采用中埋式橡胶止水带加背贴式止水带防水。变形缝防水采用中埋式钢边橡胶止水带、背贴止水带和嵌缝胶止水。

隧道进拱墙二次衬砌和初期支护之间环向设置φ50深埋保温盲沟，每10m设置一道，可根据局部水量调整环向保温盲沟的间距，边墙墙脚处纵向设置φ80盲沟，要求环向、纵向盲沟保持连通。隧道进出口段环、纵向盲沟采用5cm厚聚氨酯保温层覆盖，保温层幅宽2m。

4 病害成因分析

根据设计资料显示，隧址最冷月平均最低气温为-19.2℃，土壤最大冻结深度2.12m，设计在出口端800m采用中心深埋水沟，并在洞口500m范围内采用保温水沟，理论上应该可以防止冻害的发生。针对隧道发生的水沟及道床内结冰现象，经分析，主要有以下几方面原因：

4.1 极端气候条件

由于隧道所处地区温度较低，加之隧道处于丘陵地带，远离城区，气候更为恶劣，隧址区域温度应更低。根据当地的实际环境，经常会出现长期大风天气，且主导风风向与隧道走向夹角较小，洞内外空气对流频繁，降温快、易形成连续低温，有助于冻害的产生与发展。

虽然该隧道依据最冷月平均最低气温与土壤最大冻结深度设计排水系统保温措施符合设计规范要求，但在持续极端低温、冬季主导风风向及风速等气象因素的影响下，冻害的产生仍不可避免。

4.2 地下水的影响

现场调研发现，在进行除冰后水沟内流水正常，但流量较小，并且沟底局部淤泥。据此可以认为，在冬季严寒条件下，由于水沟内流量较小，流速较慢，加之泥沙淤堵未及时清理，水流更加缓慢逐渐冻结，由水面至整个断面全部冻实形成排水阻梗，其后由无压有序排水变为有压无序排水，水沟水继续累积并溢出。在保温水沟段由于中心水沟的作用，小里程地下水经由中心水沟而未由侧沟排出，出口端地下水水量较小，故仅发生局部水沟保温层及盖板上部结冰而未至道床。

4.3 深埋中心水沟部分失效

隧道由DK13+350m处至出口设置有深埋中心水沟，在DK13+350m处设置横过管将两侧水沟内的水流引至中心水沟排出。现场调研发现，中心水沟出口处有水排出，说明中心沟未冻结，仍发挥作用。冻害最严重的地段位于DK13+110-360里程位置，恰好位于中心水沟起始端，故分析认为，由于气候影响，该段仍具备发生冻害的条件，故在泥沙及施工遗留异物的阻塞下形成横过管阻梗，水流来不及向中心水沟倾斜逐渐冻结，加之小里程方向来水量较大，逐渐溢出水沟进入道床造成大面积冰害。

4.4 保温措施不足

设计隧道侧沟保温长度为500m，根据每年隧道内冻结现象出现的里程及部位来看，原有保温长度及措施存在不能满足隧道内保温需求的可能性极大，并在在极寒气温作用下，侧沟内水流流速逐渐变缓、凝结，最终发生冻结，并逐步向保温侧沟以外的侧沟扩散，冻结程度越来越严重，长度沿侧沟越来越长，致使侧沟冻胀，水流面逐渐提高，溢出侧沟，使整个道床发生冻害。

5 严寒地区隧道防排水的病害整治措施

5.1 完善管理制度，强化施工过程

在严寒地区隧道防排水施工中，必须要对施工工序进行严格的控制，应该利用摄像、拍照等方式进行记录。同时在工程施工中，要完善施工管理制度，加强施工质量的监督管理工作，对每一道施工工序要进行严格的检验，之后验收合格之后才能开展下一个工序的施工，加强整个隧道防排水工程的施工质量，有效的降低隧道渗水现象的发生。同时还要加强监测工作，对隧道洞口处气象要素进行监测，获得隧址气象要素数据；对隧道内温度进行监测，为运营维护提供依据。

5.2 加强排水管或水沟疏通维护

隧道出口设置800m中心深埋水沟，中心深埋水沟区间段内侧沟底部每10m设置一个横沟，将侧沟水流汇入中心水沟内；每30m设置一个深埋水沟检查井，中心深埋水沟埋设深度按内轨顶面以下3m设计。定期对侧沟及中心深埋水沟进行检查清理，及时清理沟内淤泥及其他杂物，保证排水通道畅通；注意水沟盖板的密闭性与保温性，可采用保温型盖板。

5.3 解决侧沟冻胀结冰

在水沟内加设电加热板进行辅助加热，保证水沟内温度大于0℃，解决水沟结冰问题。在隧道双侧水沟内壁，敷设加热电板，并通过温度传感器和融冰传感器实现电加热板的自动启停控制，当水沟内气温低于0℃时，由温度传感器传输信号到控制箱，启动加热板。通过此措施，芒罕图隧道侧沟冻害问题得到解决。

6 结束语

随着我国交通基础设施建设投资力度的不断加大，严寒地区隧道工程越来越常见，防排水系统作为该地区隧道工程的质量控制关键，无论从设计、施工还是后期维护管理都应不断提升，确保隧道工程的正常运营，促进我国交通事业快速发展。