淺議公路隧道滲漏水成因及病害治理

車　璠　尹　杰

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司　貴陽　550081)

淺議公路隧道滲漏水成因及病害治理

車璠尹杰

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司貴陽550081)

摘要隧道工程滲漏水病害已經(jīng)成為影響公路交通運輸暢通安全的主要病害問題。針對這一現(xiàn)象，文中從工程地質(zhì)、設(shè)計、施工及運營養(yǎng)護(hù)等方面對公路隧道滲漏水成因進(jìn)行分析，并就不同的滲漏水類別，從防、排、堵等方面分別探討了多種治理措施，為保證公路隧道施工、運營的暢通安全提供科學(xué)的技術(shù)借鑒，真正做到“防患于未然”。

關(guān)鍵詞隧道滲漏水成因治理

隨著我國隧道工程的快速發(fā)展，隧道工程滲漏水病害問題日益凸顯。我國地域廣闊，自然條件差異較大，隧道穿越的山體地質(zhì)、氣候、水文和設(shè)計、施工、運營等條件復(fù)雜多變，因此應(yīng)根據(jù)不同的病害成因，選取科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的治理措施，確保公路交通運輸?shù)臅惩ò踩?/p>

1公路隧道滲漏水造成的危害

(1) 危害隧道耐久性。由于地下水水質(zhì)含有硫酸根等具有一定侵蝕性的離子，隧道滲水會對隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生侵蝕破壞，從而危害隧道結(jié)構(gòu)的耐久性[1]。

(2) 影響交能安全設(shè)施的功能及壽命。長期的滲漏水危害，會加劇隧道內(nèi)通信、供電、照明等設(shè)備變質(zhì)失效，危害交通安全設(shè)施的功能及壽命。

(3) 影響公路運營。在寒冷季節(jié)，尤其是嚴(yán)寒地區(qū)，反復(fù)凍融的隧道滲漏水會造成襯砌混凝土凍脹開裂，隧道滴水會使路面結(jié)冰，降低輪胎在路面的附著力，惡化隧道的運營環(huán)境，危及行車安全。隧道滲漏水還會使路面積水，從而引起路面基層冒漿、下沉，破壞路面結(jié)構(gòu)，此外，滲漏水引起的路面積水，會改變路面的反光條件而引起眩光，對行車安全不利。隧道內(nèi)的汽車尾氣、灰塵也會附著在濕潤的隧道內(nèi)表面，影響隧道美觀[2]。

2公路隧道滲漏水影響因素分析

2.1　工程地質(zhì)因素分析

公路隧道多穿梭于地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜的崇山峻嶺中，在地下水埋深較淺、裂隙水豐富、上層滯水較為發(fā)育、圍巖破碎、節(jié)理發(fā)育地段多出現(xiàn)隧道滲漏水。當(dāng)圍巖與含水地層連通，防水及排水設(shè)施不完善時，就會發(fā)生隧道滲漏水[3]。

2.2　設(shè)計因素分析

(1) 防排水系統(tǒng)設(shè)計不當(dāng)。施工縫、伸縮縫、沉降縫等關(guān)鍵部位防水措施設(shè)計不當(dāng)，使其在隧道運營期間成為滲漏水的主要通道。

(2) 防排水系統(tǒng)排水能力不足。由于設(shè)計與實際存在偏差，有些地段地下水含量特別豐富，設(shè)計時雖然采用了正確的防排水措施，但是排水能力不足，往往會從洞內(nèi)排水系統(tǒng)中溢出，造成洞內(nèi)積水，影響行車安全。

(3) 二襯混凝土自防水能力不足。二襯混凝土防水是隧道防水工程中重要的一環(huán)。二襯混凝土是通過調(diào)整配合比或摻加外加劑來提高自身密實度，從而達(dá)到有一定抗?jié)B性能的混凝土。但是片面強調(diào)混凝土抗壓強度和抗?jié)B等級，而忽略了防止混凝土產(chǎn)生裂縫的各種措施，從而導(dǎo)致混凝土裂縫產(chǎn)生，破壞了混凝土結(jié)構(gòu)自防水的完整性。

(4) 隧道二襯厚度不足或強度不夠。隧道設(shè)計時由于對圍巖認(rèn)識不夠充分，隧道的支護(hù)強度不夠，致使隧道二襯受力過大造成開裂，成為滲漏水的通道。

(5) 二襯斷面設(shè)計不正確。設(shè)計時沒有設(shè)置仰拱，造成隧道開裂，路面隆起、滲水。

2.3　施工因素分析

(1) 超挖回填不密實。超挖回填不密實一方面造成隧道厚度達(dá)不到設(shè)計要求，造成開裂；另一方面襯砌背后空洞回填不密實形成積水區(qū)域，久而久之造成隧道的滲漏水。

(2) 三縫處理不當(dāng)。施工縫處先澆混凝土表面未清理，導(dǎo)致施工縫處新舊混凝土結(jié)合面不緊密，產(chǎn)生滲漏； 變形縫處防水板未做加強層；止水帶固定不正確，導(dǎo)致移位或出現(xiàn)卷邊，澆注兩側(cè)混凝土?xí)r，任意碰撞，形成止水帶偏斜、搭接不良而造成滲漏。

(3) 防水板破壞。理論上，設(shè)在初期支護(hù)與二襯混凝土之間的全封閉的防水板防水的效果應(yīng)該是很好的，但是實際上，防水板的防水效果受到施工工藝、施工質(zhì)量等一些因素的制約，往往效果不理想。

(4) 二襯混凝土澆筑不密實。由于施工過程中混凝土水灰比過大、振搗和養(yǎng)護(hù)不合規(guī)定、施工工序不合理、澆筑時基面有雜物等原因，造成二襯混凝土澆筑不密實，在水壓作用下慢慢被滲透，造成防水失效。

(5) 排水系統(tǒng)堵塞。在二襯混凝土或注漿施工中，由于對排水盲管未進(jìn)行有效的保護(hù)，砂漿、漿液堵塞了盲溝、盲管，這樣隧道背后的水根本不能順暢排出，造成襯砌背后水位過高，從襯砌防水薄弱部位滲漏。

(6) 二襯支護(hù)時機(jī)不當(dāng)。二襯施工過程中，過早施作支護(hù)結(jié)構(gòu)將會致使支護(hù)結(jié)構(gòu)承受過大的形變壓力，過晚施作支護(hù)結(jié)構(gòu)則易造成圍巖失穩(wěn)，從而導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)開裂，造成滲漏隱患。

(7) 初期支護(hù)防水失效。設(shè)計要求初期支護(hù)應(yīng)有一定的抗?jié)B性，但實際施工難以做到這一點。地下工程的初期支護(hù)一般為噴射混凝土，噴射混凝土的環(huán)境條件往往不理想，由于噴射混凝土施工工藝的限制，初期支護(hù)的噴射混凝土很難形成閉合的防水層。工程實踐表明，噴射混凝土普遍存在強度不穩(wěn)定，離散性較大，根本無法確?；炷恋拿軐嵍群涂?jié)B性。地下水通過長期的滲透，必然可以通過初期支護(hù)的薄弱點充滿初期支護(hù)與防水板之間的空隙。

2.4　運營養(yǎng)護(hù)因素分析

(1) 隧道襯砌混凝土產(chǎn)生裂縫導(dǎo)致防水失效。運營期間產(chǎn)生的裂縫往往是由于環(huán)境變化導(dǎo)致施加在二襯上的荷載增加，從而產(chǎn)生裂縫。具體可分為塑性地壓、松馳壓力、偏壓、承載力不足、地基下沉、膨脹性土壓、水壓等。

(2) 防水板在運營期破損導(dǎo)致防水失效。噴射混凝土基面過于粗糙、土工布較薄都是運營期導(dǎo)致防水板破裂的主要因素。

(3) 洞內(nèi)排水系統(tǒng)堵塞。隧道經(jīng)過長年的運營，排水系統(tǒng)需要定期進(jìn)行清理。灰塵、垃圾等經(jīng)過長時間的積累往往會堵塞排水系統(tǒng)，導(dǎo)致水流不暢，造成洞內(nèi)積水。

3治理措施

3.1　防水設(shè)計方面

隧道滲漏水問題要做到“防患于未然”，首先要從設(shè)計方面著手，只有做好科學(xué)、有效的防水設(shè)計，才能從根本上解決滲漏水問題，包括對防水等級的正確判斷，工程細(xì)部結(jié)構(gòu)的防水措施，工程防排水系統(tǒng) ，如地面擋水、截水系統(tǒng)及工程各種洞口的防倒灌措施等。設(shè)計則要遵循定級準(zhǔn)確、方案可靠、施工簡單、經(jīng)濟(jì)合理的原則。

3.2　點滲漏治理

點滲漏的處理有直接封堵、注漿堵漏劑埋管引排等方法。直接堵漏通常采用凝結(jié)速度快，高強微膨脹，抗?jié)B性能好，對基層粘接性能好的材料[4]。注漿堵漏適用于表面有濕漬，或滲漏輕微流淌的部位。埋管引排適用于漏水量大，出水點位于變形縫、施工縫或邊墻上。

3.3　縫滲漏治理

縫滲漏治理是隧道滲漏水的重中之重，根據(jù)裂縫的位置、長寬、深度、水量來確定治理措施，對于滲漏較輕微的縫滲漏多采用直接堵塞或注漿堵漏的方法，施工縫通常用鋁管或PVC管外排，沉降縫、伸縮縫則采取暗埋PVC管排水法進(jìn)行治理。

3.4　面滲漏治理

(1) 噴射涂層。噴射法、涂層法是在襯砌內(nèi)固上噴射或涂抹防水材料，能形成無接縫的面狀防水層而達(dá)到止水的效果，特別適用于襯砌的凹凸處的滲漏水治理。該工藝的施工難點在于如何保證均勻的防水層厚度[5]。

(2) 噴射法。該方法多在地壓對策、襯砌劣化對策中采用，是變異隧道最為有效的整治措施之一。但是，這種方法在基底處理不好的情況下，容易促使襯砌表面風(fēng)化而從既有襯砌與噴漿層隙間漏水。

(3) 涂層法。涂層法是涂抹防水材料使其在滲漏基面形成薄膜而達(dá)到止水的方法。這種方法的缺點在于針對凹凸較大的襯砌面，如何保證薄膜有足夠的厚度發(fā)揮防水效果，且在工程的經(jīng)濟(jì)可行性上似乎也存在一些問題。因此，涂層法更適用于滲漏水程度輕微、表面凹凸較小的場合。