高速公路隧道滲漏水病害及防治策略研究

文/徐博韜

1 前言

當前，我國高速公路正處于蓬勃發展的重要時期。近年來，隧道在高速公路的占比劇增，同時隧道的里程和數量也在迅速增長；但由于受到不同地區、不同地理環境的影響，給隧道的修建帶來了更多難度，而千變萬化的地質條件以及復雜多變的水文條件又使得隧道所處的環境極為復雜。在修建時期較遠的隧道時，頻頻出現的滲漏水現象給隧道的正常運行帶來了很大的影響。隧道滲漏水的部位主要位于隧底、結構連接、缺陷部位，此病害已經成為我國高速公路隧道建設中最突出的問題。

2 高速公路隧道滲漏水病害形成的原因

2.1 地質發育不良

我國的地質條件復雜，在隧道工程的施工中難免會遇到斷層破碎地帶、裂縫發育帶、巖溶發育帶等特殊地質段，而這些地質段的裂縫、巖體具有很強的滲透性。在隧道工程的修建過程中，地下水會滲漏流向隧道一帶的巖石處，久而久之，地下水富集在圍巖處，使其被軟化、風化以及泥化，降低圍巖的承載力，進而導致圍巖的結構強度被破壞。另外，地下水也會在二襯處集中分布，由此使施工縫產生裂縫，大大降低襯砌的質量，最后引發滲漏水的現象。

2.2 施工質量差

高速公路隧道工程因地質條件的復雜性，工程建設的難度和復雜性非常高，且對工程的質量要求更加嚴格。而施工的質量是影響高速公路隧道運行效果的最主要因素，在實際工程施工過程中，如果缺乏標準的管理概念，且對施工人員的工藝技術、人員資質等沒有做出嚴格的要求，則很可能導致工程出現質量問題。施工的質量問題主要體現在襯砌質量低下；地基不均勻沉降；施工縫、伸縮縫、沉降縫施工時止水帶接頭不牢固；中隔墻頂部回填處理沒做好等，這些都會導致高速公路隧道出現滲漏水問題。

2.3 地下水腐蝕性強

地下水的腐蝕性主要體現在水體中的SO42-、CO2、MG2+、CL－等化學元素，這些化學元素一般都具有很強的腐蝕性，會腐蝕鋼筋和混凝土，使其中性化，進而使混凝土出現多孔的現象，襯砌破碎以及混凝土表面玻璃化，長此以往，造成漏筋、裂縫等產生，進而出現隧道滲漏水的現象[1]。

3 常見的隧道裂縫與滲漏水狀態

高速公路隧道裂縫的類型主要有四種，第一種是縱向裂縫，主要是由于圍巖變形移位與側壓力作用形成，在各類裂縫中的占比約為19%；第二種是環向裂縫，多是由于剪切與不均勻沉降產生，多出現于沉降縫、伸縮縫、施工縫附近，在各類裂縫中的占比高達72%，是最為常見的一種裂縫類型；第三種是斜裂縫，由縱向、環向的共同作用產生，也有可能是受到溫度變化、混凝土收縮等影響導致的；最后一種是網狀裂縫，受到溫差、碳酸鹽或者不均勻收縮的影響，導致隧道結構的內應力發生變化。一般情況下隧道裂縫主要出現在襯砌處，襯砌處的防水性能受到影響大大降低了襯砌質量；此以往，襯砌處的使用壽命逐漸下降。經過時間的推移，鋼筋等逐漸被腐蝕，進而使隧道結構的穩定性受到影響。

常見的隧道滲漏水主要有浸漏、滴漏、滲漏、涌流四種狀態，浸漏水表現為襯砌表面濕潤，附有水珠，無明顯的漏水點；滴漏情況下，襯砌表面布有水滴，呈間斷下滴狀，有漏水點；滲漏時襯砌表面會出現水流，水流呈線狀下流；涌流時襯砌裂縫或施工縫中會有水流噴出。不同的滲漏水狀態和不同的裂縫類型，其病害的產生原因不盡相同，因此對于隧道滲漏水病害的養護和治理要結合不同的裂縫類型和不同的滲漏水狀態綜合研究分析，采用對應的治理和防護措施[2]。

4 高速公路隧道滲漏水病害的養護措施

4.1 全包柔性防水層

全包柔性防水層位于初支和二次襯砌之間，不僅具有防水的功效，還能改善初支與二次襯砌間的傳遞性質，使二次模注混凝土和噴射混凝土二者之間的排斥性加以舒緩，降低二次襯砌產生裂縫的可能性。目前市場上主要采用乙烯－醋酸乙烯共聚物、聚氯乙烯這兩種防水板作為柔性防水層，并采用熱熔焊接和無釘鋪設兩種手段進行施工。為了防止施工的過程中防水板被破壞，需要在初期支護和防水層之間加入一道無紡布緩沖層。

4.2 初期支護和背后填充注漿

初期支護是由鋼拱架、防滲噴射混凝土、鋼筋網三部分相互合作進行。一般情況下，最好將防滲噴射混凝土的防水等級保持在P6 以上，通過鋼拱架、防滲噴射混凝土、鋼筋網三部分共同承受周圍的壓力，使得噴射混凝土抗位區的裂縫發展趨勢受到一定程度上的阻礙，同時相互合力還加強了整體的抗滲能力。在圍巖周圍產生裂縫的時候采取背后填充注漿的方式，能夠提高圍巖的防水能力，延長圍巖的使用時期；還能彌補初期噴射技術上的漏洞，填補圍巖和噴射混凝土之間的縫隙。因此，比較推薦的注漿漿液是混凝土，或者使用雙液漿作為地下水壓力較大地方的注漿漿液。

4.3 二次襯砌結構自防水

防水鋼筋混凝土是二次襯砌結構自防水的襯砌結構，它是整個防水系統中的最后一道防線，也是最為重要的一道防線。對于變形縫和施工縫這些結構的特殊部位，可以采用止水條加注漿管加上止水條防水方案、中埋式止水帶防水方案這兩個方案。針對二次襯砌拱部混凝土灌不滿的問題，可以在襯砌背后預埋注漿管，并在它背后的空洞位置回填注漿。

5 高速公路隧道滲漏水病害的治理措施

高速公路隧道滲漏水的治理要在經濟合理、技術可行的情況下，保證隧道行車安全。通過充分分析隧道滲漏水病害產生的原因，借鑒吸收國內外成熟的治理經驗，以治理方案技術可行、治理的規范和技術標準與建設期相同、治理后隧道滲漏水不影響行車安全、對交通工程干擾小等為治理原則進行隧道防護治理。

5.1 點滲漏狀態病害的治理措施

可以采用表面封堵技術來處理襯砌表面水壓較小、存在輕微滲漏痕跡的部位，也就是點滲漏狀態。根據待修補點的位置，對襯砌表面進行鑿毛處理，形成一個修補位置，其下陷控制在1cm 左右，并鑿出一個約2cm 左右深，半徑大約為1.5cm 的錐形孔穴，孔穴鑿好后立即用鋼絲刷將其表面的浮渣清除干凈，并用水清洗。由于止水條遇到水會變膨脹，因此一般會在鑿好的孔穴內填充止水條，并用杜拉纖維、水泥砂漿將襯砌表面抹平，再用SWF 混凝土密封膠均勻地涂抹兩層[3]。

利用注漿堵漏技術來處理襯砌表面滲漏細小水流的部位，這種滲漏主要是由于混凝土密實度較差形成的。處理時第一步就是對襯砌表面鑿毛處理，使用沖擊鉆在表面鑿出大約15～20cm 深、直徑約為22cm 的孔洞，并完成孔洞的清潔處理，然后用注漿材料完成注漿管的固定，注漿材料選擇高性能、快硬修補砂漿，再利用水壓泵，將無水丙酮與TLS-II 水溶液以1∶5 的比例制成的混合溶液，以0.6MPa 左右的注漿壓力，勻速緩慢地完成注漿作業，以保證漿液在滲漏部位均勻分布。等到注漿完成后，為了防止注漿管尾部出現漿液外流的情況，利用木條將注漿管尾部堵住，等到7 天之后再用氣割槍割除外露處，并用SWF 混凝土密封膠條將表面抹平。

5.2 線滲漏病害治理技術

結合滲漏水的具體情況以及設計圖紙，于二次襯砌后存在孔洞、積水的部位進行密度與深度的確認，并以梅花形為依照，進行鉆孔布設。首先用電鉆探筋，然后在垂直于襯砌表面的方向用電動鑿巖機進行鉆孔，同時進行注水試機，再進行注漿止水。等待注漿作業完成后，選取快硬纖維砂漿封堵在距離管口約2cm 左右的位置，再用SWF 混凝土密封條均勻地涂抹表面。

5.3 集中滲漏水或大面積滲漏引排

采用豎向明裝接水盒對鋼筋混凝土二次襯砌段落進行截排，并在面滲區中心搭設徑向泄水孔或集中出水點。針對隧道內大面積滲漏水區域或集中滲漏水部位，通過半拋管和豎向設置的接水盒將引出水排至隧道兩側邊溝，并采用豎向鑿槽埋設排水管的方式對素混凝土二次襯砌部位進行引排。

6 滲漏水病害的預防措施

為了避免高速公路隧道的滲漏水病害對公共交通產生的影響，廣大施工人員要牢記防治結合、預防為主的理念，嚴格管控施工流程，降低滲漏水出現的概率。首先，從管理的層面來看，施工管理人員尤其要加強對變形縫、施工縫等關鍵部位的施工管控，使接縫的延展性和密封性都能得到保障，防止防水材料脫落，進而導致接縫處出現滲漏水狀況；其次，從襯砌建設方面來看，要優化混凝土的配比，最好選擇低水化熱水泥，并加入合理配比的優質防水劑，使混凝土結構的防滲效果得到一定程度的提升；再次，要嚴格進行混凝土后期養護管理，及時修復墻面出現的凸出或凹陷的部位，保證隧道內的盲管排布科學，防止隧道內積水問題的出現；最后，要重點對降雨期、汛期等時期進行病害預防，使隧道結構在雨水施加的作用力下在一定程度上被削弱，同時采取降低水壓的方式，達到一定的預防滲漏水效果。

7 結語

高速公路隧道滲漏水的病害給高速公路的施工質量、公共交通的正常運行等造成了嚴重的阻礙。高速公路隧道滲漏水的病害一般由地質發育不良、施工質量差、防排水設施不完善等多方面的原因引起，因此在滲漏水病害的防治方面，我們要形成預防為主、防治結合的理念，結合不同病害的具體表現和不同的形成原因，合理科學地采取預防及治理措施，并做好隧道滲漏水的養護，保障高速公路隧道工程施工和運營的安全和穩定。