高速公路隧道滲水原因及處理技術(shù)分析

白 輪

（中交二公局第三工程有限公司 陜西 西安 710000）

高速公路隧道滲水原因及處理技術(shù)分析

白 輪

（中交二公局第三工程有限公司 陜西 西安 710000）

這幾年來(lái)，中國(guó)對(duì)交通建設(shè)投資的力度加大了，特別是在高速公路建設(shè)方面，更是獲得了另世界矚目的成就。但是在高速公路建設(shè)經(jīng)過(guò)中也暴露出來(lái)很多的問(wèn)題，其中相對(duì)嚴(yán)重的就是隧道滲水情況不可以獲得有效的治理。所以，做好隧道防滲水工作對(duì)確保高速公路建設(shè)質(zhì)量，推動(dòng)中國(guó)交通建設(shè)的發(fā)展具備特別關(guān)鍵的意義。

高速公路；隧道；滲水

引言

在高速公路中增加隧道，不但能夠節(jié)省成本和占地，同時(shí)還可以改善高速公路線型，因此被普遍地應(yīng)用在特別是山區(qū)和丘陵區(qū)域的高速公路中。但因隧道設(shè)計(jì)等方面存在缺點(diǎn)，導(dǎo)致中國(guó)已建隧道出現(xiàn)各種程度的滲水病害。所以想要防止隧道滲水所導(dǎo)致的安全事故，一定要對(duì)高速公路隧道的施工技術(shù)和質(zhì)量給予高度重視。

1 隧道滲水危害

通過(guò)分析，能夠把隧道滲水分為五個(gè)部分，分別為：①受滲水長(zhǎng)時(shí)間的影響，侵蝕隧道襯砌，讓其漸漸被破壞。圍巖強(qiáng)度和其穩(wěn)定性因?yàn)槭軡B流以及泥沙流失影響，展現(xiàn)減少的趨勢(shì)，甚至可以再次對(duì)襯砌出現(xiàn)破壞影響，讓其背后產(chǎn)生空洞，埋下隱患；②冬季隧道滲水持續(xù)受冰融影響，讓襯砌混凝土出現(xiàn)凍脹開(kāi)裂情況，能產(chǎn)生拱墻受到變形破壞，進(jìn)一步破壞隧道襯砌構(gòu)造；③隧道出現(xiàn)滲水能夠加快鋼筋腐蝕速度，襯砌承載力從而削弱，對(duì)隧道的安全運(yùn)行不利；④滲水能加重隧道機(jī)電設(shè)備的腐蝕狀況，設(shè)備的效率和壽命減少；⑤特別容易造成隧道路面發(fā)生積水的情況，特別在冬季更加容易結(jié)冰，讓隧道的行車環(huán)境持續(xù)惡化，進(jìn)一步造成隧道安全事故持續(xù)發(fā)生。

2 公路隧道滲漏水因素

2.1 地層結(jié)構(gòu)方面

在地球內(nèi)力作用下，地殼出現(xiàn)擠壓、錯(cuò)動(dòng)、拉伸等產(chǎn)生褶皺、斷層，而褶皺、斷層等是地表水和地下水連通的大通道。背斜軸部多發(fā)育有張性裂隙，對(duì)地下水的運(yùn)動(dòng)有利，但對(duì)地下水的儲(chǔ)存不利；向斜結(jié)構(gòu)軸部裂隙不發(fā)育，雖對(duì)地下水的運(yùn)動(dòng)不利，但屬于聚水結(jié)構(gòu)，在隧道穿越時(shí)常遇承壓水；斷層破碎帶不但是地下水的通道，更是地下水儲(chǔ)存的地方，假如再和地表水相溝通，那么隧道涌水量會(huì)特別大。

2.2 防排水設(shè)計(jì)方面

（1）完全的認(rèn)識(shí)了隧道四周的地質(zhì)條件，卻疏忽了對(duì)水文地質(zhì)條件的認(rèn)真分析，造成對(duì)涌水條件不全面的了解，遺漏了關(guān)鍵的出水條件，給施工、后期營(yíng)運(yùn)帶來(lái)了非常大的困難。

（2）在隧道襯砌的設(shè)計(jì)中，因?yàn)樗淼酪r砌沒(méi)有達(dá)到要求的橫截面厚度，造成不可以承受相對(duì)大的荷載而發(fā)生相對(duì)大裂縫甚至完全破壞，引發(fā)隧道內(nèi)部發(fā)生滲漏水的問(wèn)題。

（3）溫度的改變會(huì)讓襯砌混凝土引發(fā)形變，此外混凝土還會(huì)發(fā)生收縮、徐變、開(kāi)裂等狀況，假如在設(shè)計(jì)中沒(méi)有充足思考這些原因，就會(huì)容易造成襯砌受力不合理，減弱抗變形能力，造成發(fā)生滲漏水問(wèn)題。

2.3 隧道施工方面

（1）隧道在開(kāi)挖經(jīng)過(guò)中破壞了之前的水文地質(zhì)環(huán)境和圍巖結(jié)構(gòu)，從而引發(fā)圍巖應(yīng)力的釋放以及重新分布，而且讓圍巖的力學(xué)特點(diǎn)以及水的徑流路線出現(xiàn)了改變，迫使地下水流向受到破壞的巖土以及襯砌結(jié)構(gòu)的薄弱步驟里，引發(fā)應(yīng)力場(chǎng)的持續(xù)調(diào)整，造成發(fā)生部分應(yīng)力集中情況，從而出現(xiàn)滲漏水。

（2）隧道挖掘斷面以及噴射混凝土后斷面的不平順，容易讓防水板和噴射混凝土面不密貼或過(guò)緊，在實(shí)施二次襯砌混凝土施工經(jīng)過(guò)中就會(huì)容易導(dǎo)致防水板撕裂而漏水。

（3）初期支護(hù)或二次襯砌在實(shí)施時(shí)，因?yàn)槭湛s以及開(kāi)裂是混凝土的不規(guī)則引起的，特別是2組襯砌接頭處不平順的施工縫表面，造成襯砌不在施工縫止水帶處開(kāi)裂，漏水是因?yàn)橹顾畮?yīng)有的作用而引發(fā)。

3 高速公路隧道滲水的處理方法

3.1 襯砌裂縫處理

對(duì)于小于1mm的寬度襯砌裂縫能先沿裂縫鑿開(kāi)一個(gè)3cm寬、5cm深的“U”形槽，用丙酮對(duì)槽內(nèi)沖洗并鑿毛面，之后以環(huán)氧類構(gòu)造膠分層對(duì)其實(shí)施封閉，構(gòu)造膠固化后在裂縫兩側(cè)鉆直徑10mm、深15cm的斜孔和裂縫交叉，止水針頭在灌漿孔安裝，使用高壓灌漿辦法開(kāi)始灌漿。灌漿結(jié)束后打掉止水針頭外露部分，用環(huán)氧構(gòu)造膠封閉灌漿孔。當(dāng)裂縫寬度大于1mm時(shí)，能在上述灌漿基礎(chǔ)之上再實(shí)施二次灌漿施工。

3.2 一、二襯間注漿

這辦法關(guān)鍵適用于滲漏水量非常大的位置，依據(jù)雷達(dá)檢驗(yàn)指出的缺點(diǎn)部位以及裂縫分布情況決定注漿部位。其中隧道因?yàn)橐r砌裂縫分布密集，故拱部沿全長(zhǎng)3條縱線注漿布點(diǎn)，4m×4m梅花狀分布。注漿孔一定要確保不可以破壞防水板。注漿材料選用能灌性好、結(jié)石率高、快凝早強(qiáng)、凝結(jié)時(shí)間能調(diào)的水泥-水玻璃漿液。配合比：425#一般硅酸鹽水泥：水玻璃：水=1：0.5：0.8；注漿壓力控制在0.6～1.0MPa。注漿原則：從下部孔眼向上部孔眼壓注，以保證地下水被封堵在二次襯砌背后；從沒(méi)水地段向有水地段壓注，從水少地段向水多地段壓注，以讓水流匯集，方便引排。

3.3 鑿槽引排

這辦法關(guān)鍵適用于拱、墻單點(diǎn)線流、股流、射水等水量相對(duì)大的施工縫以及襯砌裂縫。依據(jù)雷達(dá)檢驗(yàn)提供的裂縫情況決定引排部位。施工步驟如下：

（1）清洗表面：把裂縫左右約10cm的襯砌混凝土表面沖洗干凈，找到縫隙的部位和水源；

（2）割縫或鉆孔：在滲水縫隙左右各3cm處用切割機(jī)割深為6～8cm的縫，或用沖擊鉆每隔2cm鉆孔，為鑿槽做準(zhǔn)備；

（3）鑿槽：人工鑿出為8cm（施工縫）或6cm（襯砌裂縫）深度的槽，通常鑿成內(nèi)大（6cm）外小（4cm）的倒梯形槽，確保外敷防水層有2～3cm厚；

（4）埋管：φ50彈簧半管在槽底埋設(shè)直到邊墻底部，用鋅鐵皮穩(wěn)固，用φ50PVC圓管連接邊墻底部到縱向排水溝；

（5）封填：分兩種狀況：針對(duì)于施工縫，遇水膨脹橡膠止水條嵌縫先用，之后防水砂漿再封填；針對(duì)于襯砌裂縫，直接防水封填砂漿；

（6）刷漿找平：等防水砂漿達(dá)到必然強(qiáng)度后，噴濕修復(fù)范圍，刷1：2一般砂漿找平，建議厚度0.5～0.8cm；

（7）養(yǎng)護(hù)：在14d內(nèi)實(shí)施噴水養(yǎng)護(hù)。

3.4 涌水地段的解決措施

能使用超前小導(dǎo)管預(yù)注漿堵水、輔助坑道排水、超前圍巖預(yù)注漿堵水、超前鉆孔排水、深井降水以及井點(diǎn)降水等輔助施工辦法來(lái)解決地下水位相對(duì)高的地段以及洞內(nèi)涌水。超前鉆孔最短要超前1～2倍掘進(jìn)循環(huán)長(zhǎng)度，一般狀況下要保持10～20m的超前距離。能夠運(yùn)用超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的以后的技術(shù)統(tǒng)計(jì)實(shí)施超前鉆孔工作。能夠使用噴錨形式實(shí)施涌水引排，之后再噴射混凝土，當(dāng)涌水面積相對(duì)大時(shí)；噴錨前能用打孔或開(kāi)縫的摩擦錨桿實(shí)施排水，當(dāng)涌水相對(duì)集中時(shí)；能夠使用邊排水邊噴射的形式解決涌水相對(duì)嚴(yán)重的狀況，關(guān)鍵應(yīng)對(duì)措施是在圍巖表面布置匯水孔。

3.5 處治范圍

洞口段滲水病害獲得有效的治理后，裂隙水關(guān)鍵經(jīng)過(guò)基巖裂縫或者襯砌層的間縫為通道往洞內(nèi)滲透，可以造成裂隙水從裂縫和某些失去止水作用的襯砌施工縫中滲漏出來(lái)，對(duì)此需要在滲水處朝著洞內(nèi)延伸適當(dāng)?shù)木嚯x，同時(shí)還要踴躍使用截滲對(duì)策，進(jìn)而防止?jié)B水往洞內(nèi)發(fā)展的趨勢(shì)。

4 結(jié)語(yǔ)

隧道項(xiàng)目中要注意的關(guān)鍵問(wèn)題就是公路隧道滲漏水問(wèn)題，就算這幾年來(lái)設(shè)計(jì)師對(duì)隧道滲漏水的防止以及處治做出了非常多貢獻(xiàn)，讓其發(fā)展獲得了非常大的，但是基礎(chǔ)并沒(méi)有獲得解決。所以，在施工的經(jīng)過(guò)中要充分了解到隧道防水工作對(duì)隧道質(zhì)量導(dǎo)致的影響。運(yùn)用適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施。

[1]劉承宏.淺談軟巖鐵路隧道控制爆破設(shè)計(jì)[J].山西建筑，2010，34（7）：323～324.

[2]桂鉻.云陽(yáng)山隧道滲水地段防排水綜合處治措施[J].湖南交通科技，2009（04）：58～59.

U457.2

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1673-0038（2015）37-0333-02

2015-8-20