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摘要：若将长距离反坡施工方案应用在突涌风险的公路隧道，极易使突涌水灾害的可能性增加。鉴于此，本文将福建省南平-顺昌告诉公路项目的大窠山2#公路为工程案例，对当前公路隧道长距离反坡排水技术的具体应用以及优化策略进行分析，旨在可以为相关业界人士提供参考，最终为公路事业的蓬勃繁荣贡献应有之力。
关键词：公路隧道；长距离；反坡排水；优化技术
1引言
公路隧道施工中，由于施工的特殊性，会出现许多特殊险情。若对其进行综合处理，则会使最终的施工效率与质量产生严重影响，严重的话还会是施工人员的生命安全受到威胁。所以，要充分确保公路隧道质量，最大程度防止出现灾情，则需要强化各项技术工艺的优化工作，进而更好的提升建设施工水平。但在公路隧道中有效应用长距离反坡排水技术，可有效避免突水灾害，使施工可顺利开展，进而提升施工质量及安全性。为探讨公路隧道的长距离反坡排水及其技术优化，文中以贵州省德江（合兴）至余庆高速公路四野屯隧道为背景开展了分析，以供相关人士借鉴和参考。
2工程概况
四野屯隧道位于贵州省铜仁市思南县青杠坡镇，采用双向四车道分离式双洞隧道设计，隧道施工净宽为10.25m，净高为5.0m。左洞、右洞起讫桩号分别是ZK26+639～ZK28+810，YK26+645～YK28+825，且左右洞分别为2171米与2180米，属于一类长隧道，且四野屯隧道为本项目的控制性工程，洞身段ZK28+450右95m处分布有一常年流水溪沟，测时2～4L/s，调访最大洪水流量为50L/s；隧道出口端有一常年流水溪沟，测时流量5～10l/s，调访最大洪水流量为70L/s，经计算，采用大气降雨入渗法计算得隧道最大涌水量为5129.4m3/d。左洞有ZK26+639～ZK28+810的施工里程，洞长是2171m，纵坡-1.56%，而合同段出入口有30.43m的最大高差；右洞有YK26+645～YK28+825施工里程，隧道长2180m，纵坡-1.55%，其出入口和合同段的尾端有30.41m的最大高差。
3公路隧道长距离反坡排水系统的技术
3.1长距离管道配合小型水泵
四野屯隧道泵站计划使用长距离开挖固定式集水坑，用小集水泵将开挖面的积水抽向到邻近的集水坑，并使用大功率泥浆泵经排水管向固定泵站、移动泵站排水，接着将其排向洞外。见图1：
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图1隧洞内平面布置示意图
通过小集水泵把积水抽至集水坑之内，能够最大限度降低能源消耗，提升排水施工效率，这是以功率作为最优化的长距离的一种排水设计。
3.2集水坑接力式反坡排水
在实施长距离反坡排水时，因有很长的距离，为此，对抽水泵的要求非常高，其需具备足够的扬程。故此，可利用增加集水坑的以及分段抽排的方式，将积水用一级一级的水泵抽至排水段，然后将其排至隧道洞外处理池，详情如图2：
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图2集水坑接力式反坡排水
上面两类技术方式需要根据具体状况建设排水系统，并秉承着“综合治理与因地制宜”的方式，不可盲目追求经济成本而忽视排水系统质量，不顾人们的生命与财产安全，也不可以治理排水大患而对成本大肆挥霍。严格遵守“防、排、截、堵”原则进行有效治理，通过对反坡排水技术的精心设计和优化，努力增加排水量，降低经济成本，以实现经济效益与质量的双赢。
4常规长距离反坡排水积水存在的问题
4.1数据误差
纵观如今研究现状，以设计涌水量为基础使用常规反坡排水技术预测涌水量，并应用地质分析法，收集、分析地质资料，进行详细地表调查等方法，了解隧道所在地段的地质条件，运用地质理论对隧道施工前的工程和水文地质条件进行比较、论证、判断和预测。这代表了，开挖过程中涌水量的估算值可能与实际涌水量不同。一旦误差过大，排水系统容量将不足或过强，如果涌水量大于预计数据值，排水系统容量不足，将导致突水灾害的发生，严重影响施工效率、质量甚至人身安全，如果进水量小于估算数据值，排水系统过强，将造成资源配置的极大浪费，能源和资金成本的巨大消耗，对项目经济效益的提升以及国家可持续发展战略的实施十分不利。如今，以涌水量预测与动态监测为基础的长距离反坡排水技术依旧位于不成熟阶段，仍有较大的优化、发展空间，公路隧道施工需提升动态监测的精准性与实时性，以期最终得到更精准的涌水量估算值。
4.2设计方案不全面
传统的长距离反坡排水技术有很多优点，但在方案设计中，只要求泵的工作能力，来选择水泵的分级以及功率，然而，现场泵的单价和泵动力在实际工作中的能耗却被忽略了。大功率泵抽排效果较好，但会消耗大量能源，同大功率水泵相比小功率水泵抽排水不理想，且单位价格、能源消耗上也非常小，如果只考虑工作能力，而不考虑市场价格和能耗，水泵功率将不符合工程实际排水和成本控制，使水泵排水能力过剩，最终使资金成本与能源被浪费，同时也不利于我国公路隧道建设的稳定长期发展。若要将这部分问题进行良好解决，则最理想的方式就是优化长距离反坡排水设计与施工技术，要更加充分、全面、合理地考虑排水问题，坚持经济、质量、效益三重标准。
5长距离反坡排水设计与技术优化
5.1实时动态监测技术的优化
想要更加精准的评估隧洞各段落的涌水风险，则需要持续优化实时动态检测技术，在勘测地质过程中，可应用瞬变电磁和激发极化技术，以提升监测效果，瞬变电磁技术是基于不接地回路或地线源向地面发射脉冲磁场，在地下导电岩体中产生感应电流的原理，具有高施工效率、异常响应强、对地形无影响等优点。它能快速、准确地探测水文地质状况。激发极化技术作为一类最用的电法勘探方法，主要适用于金属的寻找以及对水文地质、工程地质问题的解决，它利用了岩石、矿石的极化效应，突出优点就是操作方便简单、效果显著，此种方式能够更精准的判定地下水区位置，然后按照地下水区的面积对地下水含水量进行预估。
5.2动态监测涌水量的抽排水设置
隧道实际施工中，一定要进行解决的一个难题就是富水隧道排水，尤其是长距离反坡排水，而想要更好的规避因施工中发生突涌状况所带来的隐患，则需要将隧道内聚聚的水及时排除。但在具体施工中，存在的一个普遍问题就是抽排水设置同涌水状况不符，为此，需要应用合理的设计以及技术优化方案对其进行改善。所以，可针对涌水量的实时动态监测，可以建立抽排设施的布置方法。如果进水量不同，泵和集水坑的布置也不同。具体操作如表1所示：
表1基于动态监测的抽排水设置
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1空压机储气罐；2罐体支架；3进气管口；4-进水管口；5排水管口；6压力表；7泄压管；8排污管口
图3风压排水装置
5.3长隧道反坡风压排水技术
因我国现有反坡长隧道的排水技术一直有相应的问题与不足存在，为此，要反复实施优化，持续改善。当前的优化措施中，风压排水技术可对资源进行更好的利用，实现整合，以实现排水效果、效率的提高。风压排水技术装置见下图3，排水施工时，应有效保证高压气体进口管口及进水管的精准安装，每个储气罐底部设有一定的排水与排污管口，泵入储气罐的水由隧道内的高压风排出，以充分达到长隧道反坡排水需要。
6结论
一言以概之，在对四野屯隧道进行反坡排水设计时，工作重点是“优化长距离隧道反坡排水，保证更好的运输、通风排水”，从而将隧道修建区域内存在的地下水发生突涌现象的问题进行有效解决，充分确保工程质量安全，严格贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的原则，树立工程企业良好形象，为国家的长远建设和发展做出贡献。
参考文献
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