泛问

道路交通|ROADTRAFFIC

摘要：文章分别从前期设计阶段和后期维护阶段提出一套隧道排水结构优化设计方法，推广应用一套后期维护处理的施工技

术，并探索出一种排水管道结晶的处理方法，能够较全面地解决公路隧道排水管阻塞防治的难题。

关键词：公路隧道：中央排水管；阻塞：施工技术；排水管道结晶

I公路隧道排水管阻塞处理施工技术研究

■文/李善豪

1.工程背景

我国公路隧道防排水设计普遍采用“防水板+环向导水

管+纵向排水管+横向排水管+中央排水管+衬砌”的综

合防排水系统，在隧道有限的空间内，排水管通常设计于隧

道中线或慢车道下方的仰拱或暗沟内，属于典型的附属隐蔽

工程，先天存在阻塞隐患和处治困难。过去并没有先进的管

道探测及疏通技术，一般采用返工或明挖疏通法处理排水管

阻塞问题，针对排水管因长期结晶或淤积作用产生的阻塞缺

乏有效的处治方案。

因此，探索隧道排水管阻塞的预防措施、解决隧道排水

管疏通施工的难题，是当前隧道工程施工面临的重要课题。

2.阻塞原因及危害

2.1阻塞原因

2.1.1设计缺陷

随道排水管的管线长、孔径小、纵坡小流阻大，容易阻

滞；排水管流水面一般比路基边沟流水面低，易造成排水不

畅；排水管采用预制管件安装、级配碎石护管工艺，拼缝和

检查井的数量较多，易出现阻流、泄露及损坏病害，检查井

不利于管道疏通及探测；排水管埋设在路面及衬砌结构下方，

管养维护困难、破坏较大；一般隧道排水设计未考虑针对排

水管结晶阻塞或泥沙淤积等问题的解决方案，无有效处理措

施。因此，在情况复杂的地质条件和地下水环境作用下，隧

道中央排水管先天存在缺陷多、检修难的问题。

2.1.2施工缺陷

排水管采用节段预制拼装工艺，如管底不平整、安装不

顺直将产生错台，若管内水出现淤积或结晶则会发生堵塞、

泄露；排水管采用碎石回填覆盖，上部混凝土垫层施工一般

较滞后，洞内车辆碾压易造成排水管损坏且不易发现，进而

出现堵塞隐患；排水管外侧的土工布包裹不严或未敷设，排

水管座基础浇筑时混凝土会进入管内，造成阻塞或增大流阻；

隧道通水试验检查不彻底，管内杂物未彻底清理，存在淤积

阻塞隐患；检查井、管道的横向和纵向平面位置施工偏差较

大，无法准确开窗，增大检修难度和路面破坏。

2.2阻塞病害

2.2.1损害结构质量

排水管阻塞后，管内水位会逐步上升，若地下水高度、

压力超出隧道防水系统的抗渗能力，承压水则会穿透结构防

水薄弱部位，破坏隧道防排水系统，造成衬砌结构渗水、路

面结构泛水等病害；裂隙水渗入结构后会形成侵蚀通道，尤

其是腐蚀性的水质、压力较大的水头将会侵蚀结构，造成路

面鼓包、水损坏等病害。

2.2.2威胁行车安全

若隧道路面出现渗水，路面抗滑性能会降低，高速车辆

易出现刹车、转向失灵等安全隐患，若出现路由鼓包、结冰、

洞内水汽增大，将加剧行车安全隐患；排水系统疏通修复施

工，路面不可避免产生破坏，造成路面平整度较差，影响行

车舒适性和安全性。同时，交通管制及排水修复过程中也存

在较大的施工及行车安全隐患。

3.解决措施

3.1排水结构优化设计

隧道排水管设计缺陷的根源在于隧道排水沟的布设位置

和结构形式不合理，若采取合理的排水优化设计方案便可从

根本上解决排水系统易阻塞和检修难的问题。

3.1.1排水优化设计

结合原有隧道设计问

题，采取优化方案为：排水

管由路面中部调整为路面两

侧侧沟，缩短横向排水管路

径，使排水更加通畅；排水

管由中部深埋调整至两侧基

层下方浅埋，取消出口端横

向排水管，直接接入两侧路

基边沟，使水沟排水更加顺畅；预制拼装排水管结构调整为

现浇矩形边沟结构，两侧排水沟采用横向盲管联通，路面下

方的渗水可通过盲沟引排，如图1所示，可降低流阻、减少

图1隧道侧沟及排水盲沟

断面示意图

104♦中国高新科技2021年第5期

ROADTRAFFIC|道路交通

渗漏，最大限度消除路面渗水现象。

3.1.2检修优化设计

隧道涌水若富含易沉积的矿物成分或存在对结构有侵蚀

作用的成分，则沟内易产生结晶或腐蚀淤积，设计方案应考

虑方便检修的需要。采取检修优化设计方案为：检查井取消

沉沙池，井身与沟身平齐，提高检查和疏通设备通过性，方

便疏通处理；检查井与路面平齐，纵向合理间距布置，顶部

设置活动盖板，不需要破除路面和衬砌结构便可打开盖板直

接进行处治，从根本上解决了疏通难的问题。

3.2排水管阻塞处置新技术

3.2.1临时应急处置

若出现隧道路面较大范围泛水或鼓包现象，为避免危及

行车安全，可先在病害处打孔泄压、集中引排，快速消除路面

泛水和鼓包等水损害，然后在泛水点横向对应低侧的路缘沟

处向下钻孔，孔深至路面结构层下方，借助结构层间隙和路缘

沟底位为路面溢水构建低位排水通道，以消除路面泛水和鼓

包的水头及引发的路面水损害。为避免排水管水量增大时病

害复发，可采取在病害地侧路缘沟下增加搭设泄水孔方法，预

留足够的排水通道。此种方法可在不开窗的情况下快速消除

排水管内的路面泛水及鼓包等水病害，若为非结晶水体，基本

能解决排水量较小的隧道排水管引发的病害问题。

3.2.2堵点排査及处置

为查明排水管阻塞原因及根治病害，需要对排水管进行

开窗排查和针对性处置。结合现场勘查实际情况，先按照处

置方案进行施工，过程中再及时调整处置方案。

(1)施工新设备。随着管道探测和清理施工设备的出现，

隧道排水管堵塞处理也迎来亟需的技术引进和升级，可以高

效、快捷地解决此类问题。

(2)处理流程。已建成隧道排水管属隐蔽工程，发生阻塞

情况通常只能根据表象来确定，一般表现为路面泛水、鼓包等

水损害，并造成交通安全隐患。对中央排水管堵塞的处理，首

先应采取交通管制及临时处置措施，然后结合现场勘查情况和

当前施工条件制订快速、有效的排水管检查和疏通方案。

处置流程基本类似，一般流程为：处置路段交通管制一

渗水点下游疑点开窗一机器人探测一水枪冲洗、清理一机器

人探测一疏通完成一路面修复及恢复交通。

(3)处置方法。路面出现泛水病害后应首先及时布置交

通管制，以防止发生交通安全事故；再详细排查路面泛水点，

确定数量、规模及具体位置，结合设计图纸分析原因并制订可

行的处置方案，涉及机械设备、人员和工具等施工组织应紧密

部署完成。

为减少对实体的破坏，一般从最低处的泛水点向下一定

范围预判地下排水管的堵点，先对下游疑点正上方进行小孔

开窗破检，然后放入探测机器人探测内部。管内存在机器人

不能跨越的位置（如沉砂井，一般25ml道），可通过机器

人摄像头对焦等方式延伸探测，若仍未发现堵点则需在已探

明上游继续开窗探测，直至开窗出堵点或探测出堵点。接着

人工或放入高压冲洗设备喷管清理管内堵塞物，喷管不能清

理的管内杂物需开窗人工清理。

清理完成后复查己清理范围上方的路面泛水点情况，若

范围内的泛水消除且管内则清淤处置完毕，若没有则重复以

上方法进行开窗、清理、探测，直至所有路面泛水问题全部

消除。考虑没有结晶的情况，可在各方验收完成后及时修复

开窗破损结构和及时恢复交通。

管道探测机器人和管道清理设备最大可作业距离为

100m,即便存在管道间障碍对通过性的影响，也能极大减

少人工误判导致的破检和无法人工清理导致的破检，提高了

探测和清理效率。

3.2.3管道结晶体堵塞处理技术探索

对于隧道排水管结晶造成淤积或堵塞的处理，以前并无

较好的处置经验。结合上述管道淤积清理方式的启发，探索

在原有排水系统的基础上增加高压注水的冲淤设施，必要时

可添加弱酸循环冲淤溶解固体结晶的方法，以及时清除管道

淤积的结晶体。具体技术措施如下：

(1)通管道开窗及高压水完成淤积清理后，就近在开

窗处设置斜向下游的冲洗管道。

(2)增设注水管道宜采用与消防设施通用的消防管

道和接口，管道间距视结晶速度适当等距布置，一般可为

100~200m/道，管口靠路缘沟设置并与路面平齐，埋设后修

复路面及恢复交通。

(3)定期观察隧道排水管下游排水流量变化及结晶沉

淀情况，定期对管道进行高压注水冲洗，过程中观察出口流

量及水质变化.直至管道排水清澈、流量稳定后停止。

4.结语

本文分析了隧道中央排水管阻塞的原因，总结了传统设

计和阻塞处理方式存在的弊端，借鉴了一种隧道排水设计优

化方案，探索隧道路面泛水临时处理和用于中央排水管结晶

预防淤积处理的施工技术措施，引入隧道中央排水管探测和

清理的先进设备和施工技术，相比以往的病害预防和处置具

有显著的适用性、经济性和成效，提出了同类问题处置的系

统性解决方案和施工技术。

(作者单位：中交第四公路工程局有限公司）

2021年第5期®中国高新科技105