某隧道滲漏水病害治理方案設計

劉科麟，田志宇，張兆杰

(四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司 成都市 610041)

0 引言

我國交通領域經過多年的蓬勃發展，取得舉世矚目的成就。部分運營時間較長的隧道，受施工、管理養護、工程水文地質條件、自然災害等因素的影響，出現不同程度的病害。其中，以滲漏水尤為普遍。

隧道滲漏水已成為公路工程的質量通病，具不完全統計，建成10年以上的隧道，約70%存在病害，其中90%面臨滲漏水問題[1]。滲漏水會造成襯砌侵蝕破壞，影響隧道結構安全及耐久性；加速隧道內機電設施老化，甚至導致其破壞[2]；還會造成路面濕滑、積水，降低路面摩擦力，危及行車安全。隧道滲漏水既影響隧道運營的舒適性和安全性，也會危及隧道結構的安全性和耐久性。

鑒于此，許多專家學者就隧道滲漏水問題進行了一系列研究。如：劉海京等[3]分析與綜合了國內外隧道病害研究方法和特點，以此為基礎，提出了隧道病害研究的總體思路；羅鑫等[4]對隧道襯砌裂縫、滲漏水、襯砌剝落等病害的分級方法進行了詳細的分析并對目前的隧道病害分級方法進行了綜述，指出了隧道病害分級中需要進一步研究的問題；吳夢軍等[1]介紹了目前公路隧道存在的主要病害類型，并全面地分析了各類型病害的原因，并在此基礎上，提出了各類病害的處治技術；代高飛等[5]通過對某公路隧道的現場調查，分析隧道病害的現狀和各類病害產生原因，認為其病害產生的主要原因是施工、設計及地質因素；提出隧道裂縫病害整治措施的思路是在充分了解隧道地質條件的情況下嚴把施工質量關；楊婕等[6]提出了公路隧道滲漏水的單個病害等級和總體病害等級的劃分標準。高成路等[7]利用三維地質力學模型試驗系統，開展了不同埋深條件下隧道襯砌滲漏水病害模型試驗研究。綜上所述，國內外學者對隧道病害現狀、原因等的研究已較為深入和全面。本文依托具體工程，分析某隧道病害的現狀和原因，提出病害整治方案，為類似工程提供參考。

1 隧道滲漏水病害現狀及原因分析

某隧道為單洞雙向行駛隧道，進口向出口為上坡的直線隧道，迄今已經建成通車約20年，加之運營期間隧址區經歷了多次較大烈度地震，目前隧道出現了滲漏水病害，程度較重。

1.1 隧道滲漏水病害現狀

隧道滲漏水病害主要表現為襯砌施工縫環向滲漏水，以及拱頂、拱腰點線面狀滲漏水和路面積水。

發生在施工縫位置的滲漏水較為普遍，因為接縫一般是隧道中防水最為薄弱的位置[8]。路面積水會嚴重威脅行車安全，其主要來源有兩個方面：

(1)拱部位置滴水。

(2)路面以下地下水反滲導致的路面積水。

線狀滲漏水具有一定規律性，多數發生在施工縫等接縫位置，而發生在拱部位置的斜向裂縫滲漏水較少。雨季導致地下水壓力增大時，線狀滲漏水較嚴重。施工縫環向滲漏水對結構影響較小，斜向裂縫滲漏水對結構影響較大。

點狀、面狀滲漏水表現出無規律性、不連續性，且分布區域較廣。此類滲漏水多發生于地下水壓較大、圍巖完整性差、混凝土不密實等部位。

依據《公路隧道養護技術規范》(JTG H12—2015)及現場調查情況，該隧道滲漏水狀況統計如表1所示。

表1 隧道滲漏水狀況統計表

圖1～圖3為隧道典型滲漏水病害。

圖1 隧道拱腰流水

圖2 隧道拱腰流水成線

圖3 隧道路面積水

1.2 隧道滲漏水病害原因分析

(1)隧道地質條件較差

該隧道圍巖完整性較差、透水性強，同時地下水豐富，雨季的大量降雨會補充地下水，導致地下水壓升高，使地下水沿著圍巖裂隙流至洞身周邊，這是造成隧道滲漏水的原因之一。

(2)施工質量缺陷

良好的施工質量是保障隧道防排水系統長期正常工作的關鍵，大部分隧道滲漏水的出現，均與施工不到位或者不正規有關[9]。根據檢測結果，該隧道邊墻取芯未見防水層，這是導致隧道滲漏水的重要原因；此外，隧道襯砌背后存在空洞，創造了聚水構造，加重了隧道滲漏水。

(3)地震作用影響

隧址區經歷了多次大地震的影響，在隧道存在缺陷的情況下，會一定程度地加強已出現的病害并誘發新病害。

2 隧道滲漏水病害治理方案

2.1 治理原則

遵循“堵排結合，因地制宜，綜合治理”的原則，根據滲漏部位、滲漏現象等采取不同的措施進行針對性的治理。

對于拱頂、拱腰位置的點線狀滲漏水，采用堵水的方式治理；對于施工縫環向滲漏水等較嚴重的滲漏部位，采用排水的方式治理，將洞身周邊高水壓地下水引排至隧道既有排水系統中排出洞外，可以有效降低洞身周邊地下水壓力，保障地下水不再從拱部等其他部位滲漏；對于路面積水段落，確定滲漏水來源于地下后，通過增加橫向排水盲溝的方式將地下滲水引入縱向排水系統，排出洞外。

2.2 具體方案

由于該隧道建成通車時間已約20年，從現場滲漏水及路面積水等情況推測，其縱向排水系統可能已經失效，而通暢的縱向排水是保障整個隧道排水系統正常工作的關鍵。為了徹底解決隧道滲漏水問題，應首先完善隧道縱向排水系統。具體措施為：在隧道路面兩側，緊貼電纜溝壁處埋設兩根縱向排水管，如圖4所示。

圖4 隧道縱向排水系統

對隧道內出現的范圍和水量均較小的滲水和滴水現象，采取堵水進行治理。具體措施為：以一定壓力將裂縫修補膠液或注漿料灌注入滲漏點、面或裂縫腔內，對結構缺陷進行補強和封閉。

對環向滲漏水或涌水處，采用引排法進行治理。具體措施為：在隧道環向開槽布設不銹鋼接水盒，同時在拱腰位置打設泄水孔，將洞身周邊高水壓地下水引排至縱向排水管，通過縱向排水管排出洞外，如圖5。使洞身周邊地下水有排泄通道，避免其在隧道中其他部位滲漏。

圖5 引排法治理示意圖

對路面積水段落，排除是由于拱部滴水導致的積水后，表明其積水來源于路面以下，采用埋設橫向排水盲溝，將水引排至縱向排水管通過縱向排水管排出洞外，如圖6所示。

圖6 路面積水治理示意圖

3 結論

隧道滲漏水病害非常普遍，以具體工程為依托，分析了該隧道滲漏水的原因，并針對性地提出了重建縱向排水系統、注漿修補堵水、設置接水盒引排、增設橫向排水盲溝引排的解決方案，實際效果良好。在對既有隧道滲漏水病害開展治理時，應進行充分的檢測和全面的分析，并根據病害的類別、程度，同時兼顧全隧道排水系統，提出有效、安全、合理的治理方案。

為降低隧道出現滲漏水的可能，保障行車安全，從設計上應加強對水文地質的勘察，特別是對于復雜地質段，如斷層破碎帶、溶洞等，必要時應采取增大中央排水溝尺寸、襯砌背后注漿堵水、設置泄水孔或設置泄水洞等措施；從施工上應保證施工質量，例如，止水條(帶)安裝規范、混凝土(特別是三縫處)澆注密實、三縫處止水條密貼等。