高速公路隧道防排水系统研究

　　摘要：进入二十一世纪以来，我国综合国力飞速提升，高速公路隧道累计数量不断攀升，然而，高速公路隧道渗水已成为隧道问题的通病，因为隧道渗水问题，将加速导致初期支护和二次衬砌等砼的破损速度，严重减少隧道的设计使用年限。所以，隧道防排水系统施工质量是隧道工程质量控制的核心内容之一，隧道防排水工程的施工质量对于高速公路隧道显得特别重要。本文主要对高速公路隧道防排水系统施工中存在的一些不足进行深入剖析，研究对其处理的有关措施。

　　关键词：高速公路隧道工程；防排水施工；质量管控

　　1隧道防排水系统工程中的常见问题

　　1.1防排水材料不符合要求

　　在社会主义市场经济的指导下，防水材料的发展得以迅速多元化，各个防水材料企业如雨后春笋，实力强弱的企业混杂，导致很容易出现选择差错及滥竽充数的情况，其中不乏有的生产厂家利用废旧塑料等再次加工防水板、止水带及土工布，而生产的防水材料其撕裂强度、扯断伸长率及加热延伸率等指标均不满足设计和规范等要求。这种问题产生的重要原因是有些生产厂商为更好的获取市场竞争力；另外施工单位和监理单位没有按设计及规范要求的批次和频率严格控制进场材料检测，导致不合格产品在工程建设中使用，事实证明不合格防水材料在隧道工程实体中的使用，为隧道工程质量埋下了重大隐患。

　　1.2施工质量较差

　　1.2.1初期支护表面不平整初期支护表面平整是保证防水板铺设质量控制的前提，所以在防水板施工前，应将表面存在钢筋头、鼓包等进行彻底清理，但是在施工中，由于施工单位盲目侧重于赶进度，监理人员未及时发现，而导致初期支护表面处理不满足要求。表现在以下几个方面：初衬喷射砼施工后存在鼓包；由于临时支架需要，在初支上植钢筋架子等；系统锚杆未按照设计要求进行施工，导致外露部分过长；Ш级围岩施工时存在欠挖，使得围岩伸入二衬；超挖段落在防水板铺挂后，由于过紧，在二衬砼施工时产生巨大拉力，导致防水板破裂。1.2.2防水板施工及保护措施不到位防水板铺设是隧道防排水中非常重要的环节，但目前防水板的施工质量普遍存在问题：1)未考虑隧道纵坡，在防水板施工时未采用下坡处防水材料在上坡处防水材料之上的搭接方法，另外环向搭接宽度不足。2)未严格按照设计及规范要求进行焊缝施工控制，一般为两道焊缝。3)焊接时工艺控制不严格，并且未进行焊接质量检测。4)没有保护好施工完成的防水板，导致其被杂物刺破，烧伤等。1.2.3三缝（沉降缝、变形缝和施工缝）施工处理不当三缝施工是隧道工程防水的重要环节，通常隧道渗水即是从该处渗出，出现此类问题的重点，表现在以下几个方面：1)止水带施工时较粗放，未严格按照设计控制其位置，安装存在搭接。2)前版二衬施工时未预留止水条位置，只是将其安装在二衬端头表面。3)三缝处混凝土振捣不密实，导致止水材料于砼之间存在空隙。1.2.4排水管施工不规范排水管施工在隧道防排水系统中起着过渡作用，它施工的质量直接影响着隧道水流的排出，但施工中仍存在问题，主要表现为：1）未采取保护措施，导致杂物堵塞。2）未严格控制安装位置，导致排水管高程不满足正常排水要求，尤其是环向排水管间距较大和纵向排水管高程不满足要求问题较突出。3）纵向排水管和环向排水管接三通头处施工未按照设计要求，存在连接不紧密问题。1.2.5隧底基坑处理不满足要求隧底基坑虚渣处理既是仰拱施工质量控制的关键，同时又是防排水系统容易出现问题的重要控制点，所以在基底处理时一定要将虚渣清理干净，如果清理不彻底，将使仰拱和地层之间存在软弱夹层，在车辆行驶的荷载作用下使防排水系统遭到破坏，导致水从仰拱、填充施工缝处溢出，既存在行车安全隐患，又严重影响隧道整体质量。

　　2预防措施及质控制重点

　　2.1严格材料各环节管控

　　应严格控制防水材料进场，首先应该从源头抓起，选择各方面优秀的生产厂商，确定的材料生产厂商必须随车携带每批材料的正规质量证明文件，进场后，监理单位及试验检测中心除要严格按照规定的批次、频率进行检测外，还应加强在施工中对材料的随机抽检，从源头至使用到工程实体的各个环节均需严格控制。

　　2.2施工控制要点

　　2.2.1初期支护表面处理初期支护表面处理是防排水系统施工的基本工作，为确保喷射砼的平整度，隧道开挖应采用光面、预裂爆破，同时优化爆破设计中各个参数，做到调整及时，达到精细化爆破水平，保证岩面的平整，另外要确保喷射砼施工后表面的平整度，对于表面平整度,须满足d／L≤1／10(d为凹进深度，L为两凸或凹面之间距离），最后要确保初期支护表面无锚杆端头、钢筋端头及钉子等坚硬物，以防防水板施工时被其刺破，影响防水质量。2.2.2防水板铺挂在防水板施工时应严格按照顺序进行，需遵循先拱部后边墙的施工顺序，严禁出现环向搭接，另外防水板的松铺系数应确定合理，PVC垫片应采用电磁焊，PVC垫片间距严格按照设计要求执行，确保二衬砼施工时不破坏防水板，对于防水板宽度尽量采用幅宽较大的防水板进行施工，以减少环向搭接，环向焊接宽度不应小于设计要求，焊接时要采用双缝焊接或者三缝焊接，焊缝宽度不应小于规范要求，在焊接完成后要及时进行充气法检测，确保焊接质量，在二衬钢筋施工时要采取保护措施对已施工完成的防水板进行保护，避免因钢筋施工挂伤、刺破及烧伤。2.2.3三缝（沉降缝、变形缝和施工缝）处理二衬施工时应根据设计尽量采用长台车作业，以减少三缝数量，对于无法避免的三缝应严格进行施工控制。1)要准确确定止水材料的位置。2)止水材料安装时应将其安装平顺，禁止出现扭曲、折叠等。3)在二衬混凝土施工时，在止水材料附近振捣混凝土应注意，防止振捣力量过大使其移位、变形。2.2.4排水管安装排水管安装时要特别重视以下几点：1)环向排水管施工时应严格按照设计要求控制其间距，对于水量较大段落，应根据实际情况进行加密处理，在安装环向排水管时必须控制好其高程，确保水路通畅。2)纵向排水管要采用防水板和土工布正反包的方式进行处理，土工布包裹一环，防水板包裹半环。3)环向排水管和纵向排水管采用三通连接，要确保连接紧密，对于连接处要采用环氧树脂进行密封处理。2.2.5加强隧底基坑处理隧底开挖时，要尽量开挖到设计高程，同时要检查基坑底部地质情况，若地质情况良好，则对于底部虚渣应采用高压风进行彻底清除，若地质情况差，则需要进行超挖，并采用同级混凝土进行回填。在三缝处应采用防水措施进行处理，确保有水时不从该处溢出。隧道的防排水工程是一个环环相扣的工程，它所涉及的方面包括勘察、设计、施工、管理、材料等多方面，所以在隧道建设中我们要善于总结，将好的经验进行推广，将隧道渗水隐患扼杀在前期。

　　3结语

　　隧道防排水系统质量的好坏严重影响公路的正常运营和设计使用年限，然而防水材料及施工中存在的一点小问题，都可能会严重影响防排水系统的正常运转。因此，应该从材料和施工各个细节去严格把关，加强管理，不断提高施工人员素养，增强质量意识，才能保证隧道防排水工程的施工质量。由表4可知，经双氧水氧化后，生成的碲酸四氢钠的杂质含量较少，尤其是硒、砷的含量极低（硒0.003%~0.006%，砷0.01%~0.02%），可以有效将硒、砷杂质进行脱除。盐酸浸出及亚硫酸氢钠还原将上述所得碲酸四氢钠150g置于6mol/L的高纯盐酸中，常温溶解过滤，得到碲酸四氢钠盐酸浸液。加热碲酸四氢钠盐酸浸液，升温至85℃，加入过量亚硫酸氢钠还原4h，抽取少量溶液用亚硫酸氢钠检测至无沉淀为止，将所得沉淀过滤、洗涤得金属碲，照片如图3所示。对所得碲粉及还原后液进行化学分析，其成分见表5，表6。由表5、表6可知，碲酸四氢钠经盐酸浸出还原后，所得还原后液中碲浓度低于0.1g/L，铅离子浓度为0.4g/L左右，所得碲粉碲品位99%以上，杂质含量铅低于0.002%，砷低于0.006%，硒低于0.03%，有效实现了铅、硒、砷杂质与碲的分离脱除。盐酸浸出及还原过程碲收率大于97%。

　　4结论

　　通过将二氧化碲按照碱溶、氧化、酸溶、还原工艺进行处理，可以有效提取粗二氧化碲中的碲，实现铅、硒、砷杂质与碲的有效分离，产出品位大于99%的碲粉，碲总收率可达94%以上。

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　　作者：田毅 单位：甘肃省公路交通建设集团有限公司