隧道在運營期出現滲漏水病害原因分析及處治方案研究

宋剛

（福建省高速公路集團有限公司福州管理分公司，福建 福州 350000）

0 引言

隧道是高速公路工程中的重要建筑物之一，在山嶺眾多的線路中尤為常見。在高速公路日常養護工程中，隧道滲漏水現象是常見的病害，如果滲漏水得不到妥善處理很可能對工程質量產生不良影響，例如危害行車安全、銹蝕隧道設備、破壞洞身襯砌等，嚴重時將危害到運營隧道的使用性能和使用周期，所以應重視隧道的養護管理。

1 病害原因分析

隧道建設使原本處于基本穩定的地下水系統遭到了破壞，道形成地層中低壓水域，地下水逐漸向隧道方向聚集。當周邊地下水充足時，會導致水壓力升高產生滲漏[1]。

防水板在隧道施工過程中，質量不合格，例如與初支護沒有密貼，焊接不飽滿留有縫隙或焊縫質量不達標等，都有可能導致防水板達不到全面防水的效果。

二襯施工中防水板損害：防水板被鋼筋捅破、焊接時高溫對防水板的損傷、混凝土澆搗時對防水板的影響等。

二襯施工縫未處理合格，止水帶設置不規范：止水帶搭接連接不合格出現縫隙，混凝土澆筑時導致止水帶偏移，在施工中因工人操作不當導致止水帶破損等。

隧道投入運營一定年限后，不均勻的伸縮、沉降導致防水板或止水帶撕裂，或者防水板與止水帶自然的老化開裂等。

2 滲漏水處治常見方式

2.1 點線滲漏水治理

2.1.1 表面封堵

如果隧道洞墻表面發生滲漏但水壓小、水量少，或發現隧道有滲漏的一些跡象時，可以運用表面封堵的方法進行處理。一般直接利用防水材料封堵在滲漏的地方，先簡易的表面處理后鑿毛，至少要鑿開1cm，再將滲漏的點鑿成直徑約3cm、深約2cm 的孔洞，然后清除孔洞中的雜物、廢渣，最好用水徹底沖洗干凈，緊接著填入可以遇水膨脹的膩子條來對孔洞進行填補，最后采用同伴抗滲纖維砂漿對修補點進行表面修復，等硬化后涂刷混凝土密封膠進行加強[2]。

2.1.2 注漿堵漏

如果混凝土施工時內部不密實可能導致后期內部出現點滲漏問題，或襯砌混凝土表面已經出現了輕微淌水、長時間濕漬的情況就可以利用注漿堵漏的方法進行治理。該方法的主要原理是對混凝土內部的孔洞進行注漿封堵，然后可以對滲水進行集中引流或是從二襯后的排水管排出，進而消除對隧道襯砌的破壞。工序步驟主要包括以下幾個環節：首先對滲漏處進行清理；其次進行鉆孔、割縫以及鑿槽；再次埋注漿管并固定；最后注漿，堵漏后進行硬化找平修復。

2.1.3 引排導水

當隧道洞墻表面出現了明顯的滲漏點且滲水量相對比較大時，尤其是伸縮縫處滲漏水，就比較適合運用引排導水的方法。該方法通過在隧道襯砌表面割縫鑿槽，在槽縫上安裝埋設不同的導水管（如PVC半管、鋁槽、彈簧半管等）排泄滲水。該方法可以有效排泄隧道的滲漏水，對隧道的整體美觀較為有利。

2.2 面滲漏治理

2.2.1 襯砌背后注漿

如果襯砌混凝土密實度不足、內部孔隙較多，但并沒有發現其他病害，僅是襯砌混凝土自身的缺陷，就可以采用襯砌背后注漿的方法。通過此方法來提高襯砌混凝土的密實程度，以防滲漏水通過孔隙對隧道內部造成更大的損壞[3]。

2.2.2 表面涂刷

當隧道洞墻或拱頂出現比較輕微滲漏水時，可以運用相對簡單的表面涂刷的方式處理。先對滲水的面以及周邊鑿毛和沖洗，處理好基面之后涂刷防水材料，最后硬化修復表面。雖然是輕微的滲水情況，仍然建議對表層進行加強處理，例如補償收縮砂漿、涂刷密封膠等[4]。

3 工程概況

牛山隧道，地處松建高速公路（建甌段），隧址區屬構造為剝蝕低山丘陵地貌，圍巖均為V 級，多為強風化云母石英片巖。春夏季雨水多時，隧道有兩處滲漏水相對嚴重的位置，并且會導致附近路面過渡潮濕。首次發現時水量較大，不利于施工，已由日常養護協作隊伍進行過應急封堵，能夠起到減小滲漏水量的作用，但效果一般，只是起到臨時緩解病害的作用。經業主養護部門研究決定，待雨季過后列專項工程統一處治修復。項目部配合業主方制定了初步修復方案，決定以牛山隧道B 道為例，先行開工驗證處治修復方案的可行性，如圖1所示。經過雨季期間的觀察和調查分析，牛山隧道B 道方向以伸縮縫環向漏水情況為主，其中BK2829+080 處較嚴重。

圖1 環向裂縫處理示意圖

3.1 方案實施

3.1.1 表面清洗

沿滲水處，將滲水縫附近至少30cm 范圍內的混凝土表面清洗干凈，有利于準確尋找墻體襯砌的滲漏水位置。

3.1.2 割縫鑿槽

沿滲水縫左右各25mm 處用電動割刀割縫，縫深100mm，隨后人工用石頭鏨子鑿出U 型槽，延伸至排水溝以下30cm 結束。

3.1.3 埋設盲管

先嚴格清洗槽內混凝土表面，然后在槽內兩側涂刷防水防腐材料，使用材料為XYPEX 系列防水產品——XYPEX 濃縮劑。涂刷XYPEX 灰漿凝固之后在槽底部埋設φ50mmPVC 排水盲管（半管），直至邊墻底部的排水溝，用以導引水流。

XYPEX 系列防水產品工藝及注意事項：基面處理，將松散混凝土全部清除，然后用水沖洗基面以達到濕潤基面的效果；材料與水按照5∶2 的比例進行拌和，拌和的數量不宜太多，大約20min 左右應當用完，需要不斷地攪動以防止漿料黏稠，注意在攪拌過程中不能再加水或加料；涂刷XYPEX 濃縮劑拌和料，建議采用軟硬適中的尼龍刷進行涂刷，一般需要涂刷兩遍，總的用量需要控制在0.8～1.5kg/m2。

3.1.4 回填

排水管布置完畢后，槽回填分以下三步：

第一，先用硫鋁酸鹽水泥進行第一層封填，厚度只需能包封住排水管即可，經過研究分析，采用的是微膨脹N 型瞬凝水泥（新品種硫鋁酸鹽水泥），且摻加XYPEX 濃縮劑，配比為微膨脹水泥∶砂∶水∶XYPEX濃縮劑=1∶1.5∶0.4∶0.03。

因為微膨脹N 型瞬凝水泥具有良好的抗滲、抗腐蝕性能以及凝結速度快，并且早期強度高、后期強度性能不衰減等特點，所以適用于止涌堵漏、快速封孔、噴錨支護、修補裂縫、搶修工程、低溫施工等。

第二，經現場觀測，大約等待1～2h 左右，第一層封填材料便會干燥硬化，接著將環氧樹脂膠泥涂抹在槽的兩側以及第一層封填材料外部，之后再填入2cm厚SR 塑性止水材料，如圖2所示。

圖2 環氧樹脂膠泥涂抹

因為SR 塑性止水材料具有非常良好的氣密性、抗滲性、黏結性，所以一般情況下無須黏結劑，就可以與混凝土直接黏結，避免出現填補使用的防水材料由于黏結不牢而導致黏結界面周圍的滲漏情況。

SR 塑性止水材料是一種高聚物分子改性基高分子防水防腐材料，具有抗滲、抗凍、耐鹽、耐堿、耐弱酸腐蝕的性能，并與多種材料具有很強的黏結力；可在潮濕基面上施工，并可在潮濕環境中硬化；操作施工方便，耐久性好。

第三，待SR 塑性止水材料干燥硬化后，用水泥漿最后填平至洞墻表面，如圖3所示。

圖3 水泥漿填平

3.1.5 養護刷漿

面層的水泥漿硬化之后，就可以在修復的區域涂刷一遍XYPEX 濃縮劑灰漿以達到增效加強的效果，首先要適當濕潤修復區域的表面，然后涂刷XYPEX濃縮劑灰漿（拌和比例5∶2）。本工程案例是滲漏水相對嚴重的地方，因此施工現場在XYPEX 濃縮劑灰漿初凝后，再立刻涂刷一層同拌和比例的XYPEX 增效劑灰漿，加速濃縮劑的固化和形成堅硬的表層，對該處修復起到了更好的增強效果。

4 XYPEX 防水材料效果

本次工程實施過程中，我們發現，XYPEX 系列防水產品不單純是一種表面涂抹的防水材料，由于它的滲透而形成晶體會與混凝土成為一個整體，這是一個重點所在，修復結束后即使再次出現裂縫并出現滲水問題，也可以產生新的晶體把水堵住。另外，在本次滲漏水處治修復的過程中，XYPEX 系列防水產品所展示出的這種修復能力，正是本次工程前期制定方案時，決定采用該材料的重要原因。

XYPEX 系列防水產品的化學反應在開始時只發生在混凝土的表面或者鄰近部位，以后會逐步深入混凝土構件之中，3 個月時間滲透深度可達100mm 左右，時間越長效果越好，12 個月的理論測滲透深度可達300mm，隨著工程進展，將會對其持續進行觀察分析，進一步去論證實際工程中的效果。

XYPEX 系列防水產品屬于無機材料，防止老化，并與混凝土同壽命，抗惡劣環境，耐高低溫，其能夠在-32～130℃的溫度范圍內持續保持作用，濕度大小、紫外線強弱以及氧化作用的大小對其均無影響。

XYPEX 系列防水產品的生產原料屬于國家規定的綠色環保無污染原料，無毒無味不會對人體產生危害，可以有效保證工人作業過程中的健康和安全。

拐角、接縫、邊緣無須修整，無須保護層，作業效率高、效果好。在現場實際作業過程中，一個小組只需4 個工人及配備一臺小型自行登高車即可獨立進行施工。每個小組一天可修復至少20m 左右的滲水裂縫，施工靈活且成本相對較低，經濟效益突出，建議后續大量采用本施工方案。

5 結語

總之，滲漏水病害對于隧道的運營和養護是經常會遇到的病害問題，當發現隧道出現滲漏水等病害問題時，要立即進行情況調查，快速分析相關原因及病害嚴重程度，之后由專業人員制定修復方案，方案中應根據隧道治水原則并結合隧道滲水的情況采取合理的措施，本次隧道滲水治理專項工程，經過分析制定方案以及上述的牛山隧道現場實施處治，取得良好的實際效果，為接下來合同標段內的其他隧道滲水處治提供了有效的論證依據。