隧道防排水問題是伴隨著隧道工程的誕生而誕生的，是個古老而又復雜的課題，直接導致了隧道在建設和運營過程中存在排水系統的結晶堵塞問題，嚴重影響隧道排水系統正常運轉（圖1）。但是迄今，隧道排水系統結晶堵塞原因、機理仍不明晰，且缺乏行之有效的解決辦法。
圖1 隧道排水系統結晶及次生危害
為響應陜西省交通廳實施隧道施工質量安全管控能力提升攻關行動的號召，切實解決隧道排水系統堵塞失效等難點問題，由陜西交通控股集團有限公司牽頭，安嵐高速公路建設管理處和陜西高速公路工程試驗檢測有限公司參與，依托陜西省膜分離技術研究院，充分發揮西安建筑科技大學環境科學與工程、材料科學與工程等學科優勢，開展了“隧道圍巖裂隙水結晶對隧道安全影響機理與防治技術研究”，該課題為陜西省隧道攻關行動重點攻關內容，依托項目為國家高速公路銀百線（G69）陜西境安康至嵐皋（陜渝界）高速AL-C07合同段何家寨特長隧道以及大巴山特長隧道。
團隊前期開展了大量的調研論證、實地考察、理論分析、模擬實驗以及現場實驗等研究工作（圖2~圖4），系統地研究了隧道排水系統中管道結晶過程、機理、主控因素和排水管道的堵塞過程、機理及主控因素等。并在此基礎上，結合陜南地區高速公路隧道排水系統特點，提出了基于反沖洗排水管網結晶預防方案。另外，針對巖溶水對隧道初支混凝土的具體影響、作用機理等重要問題進行了系統研究和分析，取得了顯著的研究進展。
圖2 隧道現場調查、采樣圖
圖3 實驗室研究分析
圖4 課題研討交流
本課題緊密結合安嵐高速公路的建設實際，針對圍巖裂隙水易結晶堵塞隧道排水管和侵蝕初襯混凝土的問題開展研究，形成隧道排水系統結晶成垢防范與清洗技術和混凝土耐久性提升技術，為安嵐高速隧道工程防排水系統設計、施工、運營維護提供理論與技術支持，切實提高隧道防排水工程施工安全質量管控水平，助力品質工程建設。
本課題成果也可應用于國內類似隧道工程的防排水工程質量安全管控，推動我國隧道防排水系統設計技術進步，為相關規范或行動指南的制定與修訂提供技術參考，改善隧道防排水系統的服役現狀，減少隧道防排水工程施工、運營養護資金成本和人力投入。相關研究成果還可推廣到市政、鐵路等土木工程的相關領域，具有顯著的經濟和社會效益。
