公路隧道排水系统设计浅析.pdf

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1、公路隧道排水系统设计浅析岳华丽(中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都610031)摘要：通过对当前公路隧道排水系统设计理念的分析，提出“强调排水系统与隧道防灾系统协调性，提高生态环境保护意识，加强排水系统的可维护性功能”的设计理念。关键词：排水系统；防灾；环境保护；可维护性中图分类号：U417．3文献标识码：B文章编号：1672—401l(2012)02—0152—031概述90年代以来，公路隧道施工技术水平不断提高，排水材料性能也在不断优化和创新，但排水设计理念仍相对陈旧：对排水系统与防灾系统综合设计不够重视，生态和水环境保护意识薄弱，排水结构检查维修功能不足。排水系统与防灾系统

2、的协调是工程使用性能的重要指标，生态和环境保护是实现可持续发展的重点，同时排水系统可维护性也是保障公路隧道运营安全和使用寿命的重要因素，应引起更多的重视。2当前公路隧道排水系统设计中的不足2．1洞内污水及有害液体引排公路隧道为引排洞内隧道清洁污水及火灾情况下消防水、泄露的易燃性有害液体，避免其在路面大面积漫流，在路面两侧(或路面低侧)设置路面边沟，洞外路面边沟直接引入路基路面侧沟。路面边沟一般采用开口式明沟或暗沟型式。电缆沟开口式n沟图l开口式n沟图l开口式n沟开口式路面边沟往往自进口纵向拉通至出口布置，此种设置型式对路面污水及有害液体收集效果显著，减少污水及有害液体在路面蔓延的范围

3、。《公路隧道设计规范》未对开口式明沟(如图1)是否设置检查井做明确规定，而公路隧道内车辆运行中车轮携带泥沙随路面进入明沟内并淤积于沟底，影响路面边沟过水能力。传统开口式边沟开口宽度较窄，一般清淤工具难以发挥作用，采用高压水枪也只能短距离冲走淤积泥沙，难以实现全隧清淤，乃至运营期间边沟只能作为摆设。从防灾功能讲，易燃性有害液体泄露汇集至开口式边沟内，一旦易燃液体被引燃，明火将由事故发生点顺路面边沟一直蔓延至隧道外路基段，开口式边沟将变成了扩大火灾范围的工具。图2滤水箅暗沟通常设于路面之下，沿隧道纵向每25～30m设置滤水箅(如图2)收集路面污水及易燃性有害液体。从视觉效果而言，暗沟较开

4、口式明沟更加隐蔽；从运营检修难度而言，暗沟更易检修；但滤水箅纵向按一定间距设置，削弱了暗沟收集路面污水及有害液体的能力。从防灾功能讲，燃烧的易燃性有害液体在路面蔓延的范围较大，且暗沟并无隔断流体与空气接触的结构(检查井仅为沉砂检修之用)，汇入暗沟后，仍可沿暗沟蔓延至洞外路基段。图2滤水暗沟同时，当前众多设计对洞内排水边沟型式的选择未考虑隧道长度，往往一个项目一个边沟型式，往往得不到最优的引排效果。2．2路面下渗水引排路面下渗水指路面污水通过面板缝隙下渗或路面结构以下围岩水通过路面缝隙浸入面板，包裹在路面结构周围的少量渗水。路面下渗水引排是保障路面结构使用寿命、避免路面病害的重要措施。

5、不少设计未重视路面下排水，未设计路面下排水设施；部分设计仅对无仰拱衬砌结构段路面下设有排水设施，有仰拱衬砌段未考虑排水设计。无仰拱段路面基层直接或整平层直接与围岩接触，围岩水可通过面板下基层内横向坡面渗流入低侧排水沟内。但仰拱衬砌防水设计等级低于拱墙衬砌，施工缝处更是防水的软肋，有仰拱衬砌段路面下排水与无仰拱段路面下排水同样重要。传统的路面下排水设计有三种：①路面下设横向、纵向打孔排水管。排水管采用开孔率10％左右的打孔聚乙烯管，沿路面底网格布置。排水管的设置预留了排泄的通道，但渗水不会自觉全部汇入排水管内，大部分仍然包裹于路面结构周围，使路面结构长期处于浸水状态下工作，大大缩短路面

6、结构寿命；②路面下设碎石层。碎石层透水效果好，但整体稳定性差，易引起面板不均匀沉、路面结构受弯扭组合力而开裂破坏；③路面下设大孔隙无砂混凝土。大孔隙无砂混凝土开孔率30％左右。整体稳定性好、透水性较好，沿路面底连续布置。但施工中路面结构现浇混凝土漏浆顺无砂混凝土孔洞下渗，对排水效果有较大不利影响。2．3洞内围岩水引排围岩水引排指对开挖面渗入隧道二衬外的地下水加以疏导和排除，包括地表渗水和围岩内潜水。围岩水引排设计由三部分组成：初支与防水层之间排水管、横向导水管和洞内排水沟(管)。下面我们分四点叙述传统引排方案中可优化之处：(1)排水管。从选材而言，初支与防水层之间排水管通常选用软式透

7、水管、打孔聚氯乙烯管、排水半管等(如图3)。其中软式透水管和排水半管排水能力较强，能有效降低衬砌背后水压；而打孔聚氯乙烯管开孔率有限，透水率相对较低，使用过程中透水孔易被渗水中的颗粒堵塞失效。洞内排水沟(管)的设计通常根据地下水涌水量及水质确定；但在满足基本功能情况下，还应利于检修，利于交安设施安装。(2)从材料使用寿命而言，初支与防水层之间的排水管都不能满足永久工程的使用年限需要。(3)从排水管的可维护性而言，传统围岩水引排系统仅在洞内排水沟(管)处设置