(重慶交通大學(xué)　重慶　400000)

一、引言

公路隧道，尤其是高等級公路隧道，要求洞內(nèi)環(huán)境干燥無水，防排水技術(shù)要求很高如何解決好隧道在運(yùn)營期間的涌突水、淋水、滴滲水問題，已經(jīng)成為工程設(shè)計(jì)與工程施工中的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。

二、各種地下結(jié)構(gòu)的防排水原則

我國《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》(GB0108-2008)[1]對地下工程的防水提出了總的治理原則，即“防、排、截、堵相結(jié)合,剛?cè)嵯酀?jì)，因地制宜、綜合治理”。

在鐵路隧道方面，我國的《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10003-2005)[2]、《鐵路隧道施工規(guī)范》(TB 10204-2002)[3]以及《鐵路隧道新奧法指南》[4]都要求根據(jù)總的防水治理原則，要形成完整的防排水系統(tǒng)，以達(dá)到防水可靠，經(jīng)濟(jì)合理的目的。

對于城市地下鐵道，《地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50157-2003)[5]規(guī)定：地下車站及機(jī)電設(shè)備集中區(qū)段的防水等級應(yīng)為一級，不允許滲水，結(jié)構(gòu)表面無濕漬；區(qū)間隧道及連接通道等附屬的隧道結(jié)構(gòu)防水等級應(yīng)為二級，頂部不允許滴漏，其他不允許漏水。

對于公路隧道，《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2014)[6]要求按照排、防、截、堵相結(jié)合的原則進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，使洞內(nèi)、洞口與洞外構(gòu)成完整的防水、排水系統(tǒng)，并應(yīng)注意防止水土流失和保護(hù)自然環(huán)境?！豆放潘O(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG/T D33-2012)[7]規(guī)定：路界地表排水應(yīng)采取防、排、截相結(jié)合的綜合措施，并應(yīng)做好與橋涵、隧道等排水系統(tǒng)的銜接。

《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F60-2009)[8]中規(guī)定：隧道防排水設(shè)施應(yīng)與運(yùn)營防排水工程相結(jié)合。

從以上敘述可以看出，公路隧道對防水和排水要求的規(guī)定是最為嚴(yán)格的一類。同時(shí)，在一定程度上講，公路隧道排水標(biāo)準(zhǔn)是定性的。

三、國內(nèi)外公路隧道防排水技術(shù)現(xiàn)狀

目前國內(nèi)外的隧道的施工方法主要有礦山法、盾構(gòu)法(含TBM)和沉管法三種，國內(nèi)山嶺公路隧道主要采用礦山法中的新奧法進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。隧道防水技術(shù)主要有三種類型，一是從圍巖、結(jié)構(gòu)和附加防水層入手，體現(xiàn)以防為主的水密型防水(又稱全包式防水)；二是從疏水、泄水著手，體現(xiàn)以排為主的泄水型或引流自排型防水(又稱半包式防水)；三是防排結(jié)合的控制型防排水。

(一)復(fù)合式襯砌防排水技術(shù)

復(fù)合式襯砌是目前我國采用新奧法施工隧道最多的一種結(jié)構(gòu)形式。也在國內(nèi)外的大量公路隧道中得以應(yīng)用。在此類結(jié)構(gòu)形式中，最常用的是半包式防水設(shè)計(jì)，也有許多穿越江、河、湖水或城市內(nèi)新奧法公路隧道采用全包式防水的成功實(shí)例。復(fù)合式襯砌常由一次支護(hù)、二次模筑混凝土，以及其間的防水材料(+注漿填塞)組成。

(二)單層式襯砌防排水技術(shù)

單層式結(jié)構(gòu)，即所謂挪威法施工的隧道。噴錨襯砌由錨桿+濕噴高性能混凝土(HPS)(+鋼支架/鋼筋網(wǎng)/纖維)所組成，加有各種外加劑以提高其密實(shí)度和抗凍性。值得提出的是，挪威法大量壓力水道及氣墊調(diào)壓室的工作經(jīng)驗(yàn)表明：若遵循某種設(shè)計(jì)原則，避免不良地質(zhì)條件，則不設(shè)襯砌的巖體可以承受750m的水頭的水壓或氣壓[9]。

(三)斷層、破碎帶地層中的防排水技術(shù)

當(dāng)隧道通過斷層、破碎帶等不良地層以及裂隙發(fā)育的富水地層中(溶洞流水與地下暗河除外)時(shí)，國內(nèi)外均采用超前、環(huán)向或帷幕等注漿方法在圍巖中進(jìn)行堵水及加固圍巖，這是隧道防排水設(shè)計(jì)與施工的重點(diǎn)所在，國內(nèi)外都有許多成功的經(jīng)驗(yàn)，其關(guān)鍵在于提前預(yù)報(bào)，明確水源，在方案上處理好堵與排的關(guān)系和正確選用注漿材料。其中，引進(jìn)煤礦部門的地質(zhì)雷達(dá)探測技術(shù)，可較圓滿地解決地質(zhì)超前預(yù)測預(yù)報(bào)問題[10]。

(四)隧道導(dǎo)排水結(jié)構(gòu)

隧道防水，除了材料上的考慮之外，關(guān)鍵還在于導(dǎo)排水結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。隧道導(dǎo)排水結(jié)構(gòu)主要包括整體導(dǎo)排水系統(tǒng)和支護(hù)后面的導(dǎo)流系統(tǒng)。

1.隧道整體導(dǎo)排水系統(tǒng)

隧道內(nèi)的水系一般有兩種，一種是由圍巖中滲出的地下水，另一種是在隧道使用過程中產(chǎn)生的污水。對以上兩種水系，目前各國公路隧道采用的導(dǎo)排水型式大致有兩種[11]。日本及歐洲等采用的導(dǎo)排水型式即：⑴隧道內(nèi)路面污水由路緣側(cè)排水溝排出；⑵山體內(nèi)滲水通過襯砌后面縱向匯水管匯集；再通過橫向?qū)芰魅肼访嫦轮醒胫髋潘芘懦龆赐?；⑶路面下路基山體滲水直接通過滲水層匯入中央主排水管排出洞外。我國采用的導(dǎo)排水形式即圍巖滲出的地下水與路面污水通由路緣排水溝排出。

2.初襯背后的導(dǎo)流系統(tǒng)

襯砌背后積聚的地下水如果導(dǎo)流不好會(huì)，就會(huì)對支護(hù)形成較大水壓力，一般在設(shè)計(jì)中都要設(shè)置導(dǎo)流設(shè)施使其順利流至襯砌后面的縱向匯水管處，特別是在涌水量較大的地段，設(shè)置導(dǎo)流設(shè)施更為必要。一般可采取順壁而下的彈簧或波紋管盲溝的辦法進(jìn)行引流。

四、結(jié)語

隨著公路隧道的高速發(fā)展，公路隧道防排水技術(shù)取得了很大的進(jìn)步，控制型防水將是下一步發(fā)展的趨勢。盡管各國存在技術(shù)細(xì)節(jié)的不同，復(fù)合式襯砌防排水技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。北歐許多國家推廣的單層噴錨式襯砌防排水技術(shù)，在我國尚處于試驗(yàn)和檢驗(yàn)階段。

我國公路隧道防排水技術(shù)的很多方面，還存在很多值得商榷的問題。如，就防排水技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)而言，雖然公路隧道對防水和排水要求的規(guī)定是很嚴(yán)格的，同時(shí)，在一定程度上講，公路隧道排水標(biāo)準(zhǔn)是定性的。