水利水電工程隧洞滲水成因與對策

熊志祥

摘? 要：隧洞作為水利水電工程的重要部分，如何防止出現(xiàn)滲水現(xiàn)象關(guān)系到整個工程的建設(shè)進度和質(zhì)量。本文采用文獻研究法對滲水的形成原因進行分析，包括施工階段涌水、襯砌混凝土設(shè)計和襯砌后混凝土滲水，并從回填和固結(jié)灌漿處理技術(shù)和涌水處理措施兩個方面找出解決隧洞滲水的應(yīng)對策略。

關(guān)鍵詞：水利水電;隧洞滲水;形成原因;應(yīng)對策略

一、研究背景

水利水電工程可為人類發(fā)展帶來經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，得到了世界上很多國家的重視，但是水利水電工程也是一項極為復(fù)雜的工程，為了滿足工程建設(shè)過水要求，很多設(shè)計機構(gòu)在水利水電工程設(shè)計時增加隧洞，隧洞滲水現(xiàn)象也逐漸增多，嚴(yán)重危害了水利水電工程的建設(shè)進度和質(zhì)量（高月，2021）[1]。因此，研究水利水電工程隧洞滲水的形成原因，找出應(yīng)對辦法，有利水利水電工程建設(shè)。

二、水利水電工程隧洞滲水的成因

水利水電工程隧洞滲水的形成原因有很多，我們通過文獻研究法對現(xiàn)有的文獻資料進行統(tǒng)計分析，將它概括為三個方面，主要體現(xiàn)在施工階段涌水、襯砌混凝土設(shè)計和襯砌后混凝土滲水。

1.施工階段涌水

施工階段涌水主要由兩個方面造成的，一方面是巖體結(jié)構(gòu)改變，形成新的地下水。巖體結(jié)構(gòu)在靜止?fàn)顟B(tài)下具有一定的穩(wěn)定性，但現(xiàn)實中巖體結(jié)構(gòu)很容易受到地質(zhì)作用的影響，例如裂縫、破碎等均是巖體結(jié)構(gòu)在地質(zhì)作用出現(xiàn)的變化，這些改變會產(chǎn)生新的水源。隧洞施工離不開爆破工作，爆破工作帶來的強烈沖擊必然改變巖體結(jié)構(gòu)，從而形成更多的地下水，最終使得隧洞出現(xiàn)涌水問題。另一方面是地下水分布和含量的不確定性。不同區(qū)域內(nèi)的地下水在分布和含量上存在明顯的差異，施工階段因為地下水分布和含量差異也會出現(xiàn)隧洞洞壁滲水。情況輕者，洞壁會出現(xiàn)點狀的滲水，這是滲水量比較少;情況重者，洞壁會出現(xiàn)淋水狀的滲水。此外，地下水還會受到季節(jié)影響，在不同的季節(jié)造成隧洞滲水量不同。施工階段涌水問題增加了施工的困難度，同時也危害了水利水電工程的建設(shè)進度和質(zhì)量（岳竹和肖鈺，2020）[2]。

2.襯砌混凝土設(shè)計

混凝土，如鋼筋混凝土、素混凝土等，是隧洞襯砌的主要材料，但是不同的隧洞工程需要合適的混凝土，例如C20強度的混凝土一般應(yīng)用于水工隧洞。此外，在隧洞施工時，還需要注意變形縫和施工縫的合理性，及時在變形縫和施工縫中使用止水帶（橡膠或塑料）。

一般隧洞施工中，施工單位普遍采用獨立的排水結(jié)構(gòu)減少隧洞洞壁滲水，但是在水利水電工程中，施工單位處于施工成本考慮，對于隧洞洞壁滲水情況不夠重視，因此在襯砌混凝土設(shè)計中可能缺少滲水處理措施。

3.襯砌后混凝土滲水

襯砌后混凝土滲水的形成原因主要有三個。首先，埋管引排不合理。在襯砌混凝土施工時，由于澆筑及鋼筋安裝的影響，造成了埋管引排的定位有偏差，加上施工單位和施工人員對于滲水問題的不重視，在監(jiān)管人員監(jiān)管不足的情況下，造成了埋管引排的不合理。其次，新澆筑的混凝土的防水性能偏差。前文中我們強調(diào)了不同的隧洞工程需要不同強度的混凝土。一旦混凝土的強度不符合工程需要，便無法保證隧洞洞壁防滲水。此外由于埋管引排不合理，新澆筑的混凝土不僅不能起到防滲水的作用，可能還會阻塞原先正常排泄渠道。在這種情況下，如果不能及時處理，既會導(dǎo)致混凝土流失，造成資源的極大浪費，又會形成新的排水通道，增強隧洞洞壁滲水，長此以往將破壞混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。最后，實際施工條件使得施工縫和變形縫滲漏低于預(yù)期。在施工時，為阻止隧洞滲水，施工單位常常采用施工縫來進行止水，主要是利用止水條實現(xiàn)的。但是這種方法在實際的隧洞防滲水施工中的預(yù)期作用很難實現(xiàn)，原因在于在實際施工過程中，混凝土的凝固期往往低于所需凝固期。在混凝土未完全凝固的狀態(tài)下安裝止水條，不利于它的防水效果。同時，混凝土未完全凝固使得止水條的位置并不固定，在澆筑混凝土?xí)r，可能會造成止水條發(fā)生位移（郭毅等，2019）[3]。

三、解決水利水電工程隧洞滲水的應(yīng)對策略

針對上述水利水電工程存在的突出問題，我們進一步提出了預(yù)期的解決辦法，希望有助于解決隧洞滲水問題。

1.回填和固結(jié)灌漿處理技術(shù)

回填和固結(jié)灌漿處理技術(shù)有利于解決隧洞洞壁滲水問題。這種技術(shù)要想實現(xiàn)防滲水效果，必須嚴(yán)格按照程序進行規(guī)范操作。首先是灌江孔的分布需符合要求，分布環(huán)距需合理，它們之間的間排距至少大于3m。其次，孔位偏差需嚴(yán)格控制，它的形狀為梅花狀。最后，壓力需要被嚴(yán)格控制，在施工時需要灌漿，壓力需嚴(yán)格控制在0.3～0.5Mpa。這種方法雖然可以很好的應(yīng)對隧洞洞壁滲水問題，但是它需要耗費大量的資金，實施成本比較高。同時，由于它的操作要求較為苛刻，這對于灌漿施工技術(shù)提出了很高的技術(shù)要求。因此，施工單位需要對灌漿施工過程進行嚴(yán)格監(jiān)控，努力掌握灌漿施工技術(shù)要求，從而解決隧洞洞壁滲水難題（孫長利等，2010）[4]。

2.涌水處理措施

前文中我們分析了巖體結(jié)構(gòu)變化和地下水分布等是造成施工階段涌水問題的主要原因。在隧洞施工過程，巖體結(jié)構(gòu)變化無法避免。如果因為巖體結(jié)構(gòu)變化造成滲水呈淋水狀，施工單位可以通過灌注純水泥的漿液灌注法進行操作，從而實現(xiàn)隧洞防滲水的目標(biāo)。如果因為巖體結(jié)構(gòu)造成滲水呈點狀，施工單位可以采用化學(xué)灌漿方法，這種方法對于點狀滲水可以起到很好的防護作用，但是對于片狀或者線狀滲水來說，化學(xué)灌漿方法不僅不能解決滲水問題，同時需要大量的資金支撐，會出現(xiàn)成本高、效果差的局面。因此對于涌水處理措施的選擇需要結(jié)合具體隧洞滲水情況。此外，在隧洞施工時，還需要注意地下水的分布和含量，可通過各種先進的儀器或者設(shè)備進行探測、識別和定位，如果可能精準(zhǔn)定位或者精準(zhǔn)測量，這大大減少了施工階段涌水問題。

參考文獻：

[1] 高月.水利工程中的引水隧洞施工技術(shù)研究——以太子河干流某水庫工程為例[J].地下水，2021，43（06）：316-318.

[2] 岳竹，肖鈺.有壓隧洞內(nèi)沉沙池泥沙沉降特性研究——以尼泊爾尼亞迪水電站為例[J].人民長江，2020，51（S1）：200-203.

[3] 郭毅，袁宗洪，張斌，嚴(yán)哲輝.水利水電工程水工隧洞滲水問題淺析[J].水利水電快報，2019，40（06）：65-67.

[4] 孫長利，馬明輝，張偉.引灤隧洞補強加固過程中防止出現(xiàn)滲水的處理問題論述[J].中國城市經(jīng)濟，2010（06）：40+39.