公路隧道滲漏機理及防治措施研究

孫學文

摘 要：對于我國現有的公路隧道而言，包括其施工和其年限等問題，導致隧道漏水現象較為常見。本文根據實際的公路隧道案例，對其進行探測研究，分析其主要的滲漏水病害機理，并根據其滲漏水病害類型等，針對性的提出滲漏水病害防治措施。

關鍵詞：隧道 滲漏水病害 滲漏水防治 防排水

中圖分類號：U457 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）03（a）-0000-00

近年來，隨著我國公路建設力度的不斷加大，取得了許多令世界矚目的成就。但是在公路的建設過程中也暴露了許多問題，尤其是在公路隧道滲水方面沒有有效地防治措施。本文將基于現有的公路隧道開展研究，對公路隧道的滲漏水機理及如何防治進行探討，提出具體的防治措施。

1 工程概況

油山頭隧道位于浙南低山丘陵區，樹木茂密，地勢較陡，自然坡度在25°～ 45°之間，山體起伏較大，高程在350-603m之間，相對高差在200～300m之間，山體呈北東、北北東向展步，受區域構造的影響，山體完整性較差，沖溝較為發育。遂址區的基巖主要為元古代的片麻巖、花崗巖及石英片巖，巖質較硬，構造發育，共揭露多條斷層，擠壓破碎較為強烈。油山頭隧道，埋深較大，隧道圍巖以中～微分化巖為主，總體完整性較好，局部斷層及節理密集帶處，巖石破碎完整性較差。

總體而言，油山頭隧道埋深較大，地面沒有溝谷發育，沒有發育構造的段落隧道圍巖一般為III級圍巖，隧道進出洞口均為V級圍巖進出洞，在構造帶附近，受構造影響，隧道圍巖一般屬于V級，在隧道埋深較小，地面有溝谷發育，巖性接觸帶、構造影響帶附近隧道圍巖巖體完整性較差，多為IV級圍巖。地下水主要為基巖裂隙水，水量較缺乏，水文地質條件較簡單，隧道開挖后局部會出現滴水或者滲水現象。

但是在隧道開挖施工過程中即發現地下水非常發育，出水量大。進口段K19+005至K19+725襯砌施工完畢半年后，發現多處襯砌及墊層向外滲水、涌水。經拱頂注漿后，滲水涌水情況已有好轉，但是現場仍有滲水、涌水情況。經現場實際查看，隧道滲水、涌水位置及滲、涌水情況見下表。

2 公路隧道滲漏水機理分析

根據上述勘察結果，結合該工程所處的實際地理位置及其地質條件可知，該地段滲漏水產生的主要原因有：（1）外因。既外部降水，不良地質及地下水腐蝕等情況導致的滲漏水。（2）內因。因施工過程中的各種問題導致的滲漏水。

根據此結論分析可得出以下滲漏水病害形成機理：外因：（1）降水量。由于該隧道所處地區降雨量充足，且多為暴雨氣候，導致其雨季時期對于隧道的圍巖及襯砌產生較大的壓力，導致其各種施工縫，變形縫等裂縫增多，增大，增加了滲漏水幾率。（2）植被覆蓋情況。由于該地區所處地段的植被覆蓋中等，且巖溶地區長期發育，導致其降水時在地表面形成管道徑流，若接近于隧道，將會發生涌水的危險。（3）巖溶，暗河。該地區所處地質的不良現象為巖溶和暗河，當隧道穿越這些地區時，由于巖溶地段的裂縫發育較好，使其透水性增加，在降水時，水流將會沿著裂縫滲流進巖溶地區，對周圍的隧道巖體產生軟化作用，降低隧道的整體性，影響圍巖穩定性，若水流增加，將會導致水滲漏進隧道，形成滲漏水病害。（4）斷層破碎帶，節理發育帶。由于該地區處于斷層破碎帶，節理發育時，容易導致地下水匯集于一處，而導致滲漏水病害的發生。（5）地下水的腐蝕性。

地下水在流動過程中，容易帶動巖石中具備腐蝕性的礦物體，流經隧道時與隧道襯砌發生化學反應而導致隧道襯砌被腐蝕，產生破壞。內因：（1）施工縫，沉降縫，伸縮縫。對于隧道滲漏水而言，這三縫是主要的防水薄弱環節，而又是隧道必不可缺的結構。若施工工程中對于三縫的防水處理不到位，若止水條不密貼等，將會導致隧道滲漏水病害。（2）襯砌裂縫。在襯砌施工中，由于支護結構所受的壓力較大，導致襯砌產生裂縫，并且，混凝土的收縮性也同樣會導致裂縫的產生，若襯砌中有裂縫的存在，在地下水產生的壓力作用下，將會導致裂縫增大，而加強滲漏水作用。（3）襯砌背后空洞。在初期開挖后，噴射混凝土過程若出現遺漏，導致混凝土不能完全密貼，給滲漏水有匯集空間，導致襯砌背后空洞，而形成滲漏水病害。（4）防排水工程設計不合理。對于當地的降水量預測不準確，導致隧道的排水能力不足，導致隧道內地下水不能及時排出，是隧道內壓力增大，造成滲漏水現象。（5）防排水工程施工不當。隧道施工過程中未能使用防水混凝土，且對于外加劑的選擇不當，導致混凝土的抗滲能力不足，而產生滲漏水病害。

3 公路隧道滲漏水防治措施

公路隧道的滲漏水防治應考慮其可行性與經濟性，根據目前相關規范可總結出隧道的滲漏水防治原則為“防排堵相結合”。既在三縫及滲漏水量較大的地區應采取以排為主，以堵為輔的方式；在滲漏水量較小的地區應采取以堵為主，以排為輔的方法。就目前而言，運營期間的隧道滲漏水治理主要采取下列兩種方式：（1）全封閉型。既采取壓漿，防水層等方法，隔斷滲漏水的通道，將地下水隔絕與隧道結構之外。（2）排水性。既利用排水管等將地下水引進隧道內部排水系統，使地下水無法對隧道結構產生壓力，對隧道造成破壞。

針對上述分析及該隧道的檢測，隧道的滲漏水治理主要分為下列兩種：（1）圍巖的滲漏水治理。從上述分析可知，該隧道的滲漏水多發于圍巖層。由于該隧道所處地質較為復雜，在施工過程中，對于周圍圍巖的穩定性影響較大，致使其巖體的裂縫增大，地下水通過裂縫滲入隧道，并由于水壓作用，導致裂縫持續增大。若地下水具備侵蝕性時，將導致隧道的腐蝕而增加滲漏水規模。當圍巖滲漏水，應結合圍巖破壞的具體形式及自身條件采取不同的支護方法。對隧道內可采取高壓噴射混凝土等，實現阻水堵漏，而對于圍巖破壞程度較大的情況，則需要在施工過程中對其進行修補等防治措施。對于圍巖周圍破碎的軟弱地段，應根據現場條件采取防水手段。（2）襯砌滲漏水防治。當隧道的襯砌產生破損時，將會給地下室提供滲漏通道，導致各種滲漏水病害。針對襯砌的滲漏水病害，首先需要做的是對襯砌破損地段采取加固補強措施，防治裂縫的增大，同時穩固圍巖，采取相結合的方法進行綜合防治。而對于較小的裂縫可采取導水管等方式將其引入排水系統，或采取止水材料進行止水。

4 結語

本文根據實際的工程案例研究分析，對于公路隧道的滲漏機理與防治措施進行了分析研究，成果如下：1）造成該公路隧道的滲漏水病害主要分為：外因與內因。外因既隧道周圍的自然條件，如降水量，地質條件等。內因既隧道的設計施工等問題。2）隧道的防治措施應根據“以排為主，以堵為輔，排堵結合”的原則進行。由于對于該公路隧道的調研不充分，本文缺少數據支持，對于隧道滲漏水的評估體系等仍可進一步的細化研究，提出更適當的治理措施。

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