水利水電工程水工隧洞滲水問題探討

馮楚深

摘要：水利水電工程作為一項利國利民的民生工程，對我國社會穩定發展以及保障群眾安居樂業有著重要意義。為有效滿足其建筑過水需求，需要針對性設計水工隧洞，以保障水利水電工程的使用效果。在水利水電工程中，水工涵洞發揮了關鍵作用。但多數水工涵洞建設中存在一定質量問題，包括但不限于出現滲水情況，對水利水電工程的整體建設及使用安全造成威脅。作為水利水電工程中的關鍵構成部分，水工涵洞主要兼顧了泄洪及引水的關鍵效果。若水工涵洞出現滲水問題，繼而將會導致水利水電工程的整體建設質量下降，埋下安全隱患，導致嚴重的后果。基于此，筆者針對水利水電工程水工隧洞的滲水問題設計進行研究，繼而提出科學合理的解決策略，從而有效發揮水工涵洞的關鍵作用，切實保障水利水電工程的整體建設穩定性及安全性，促進其建設質量提升，保障我國民生工程持續發展。

關鍵詞：水利水電工程；水工隧洞；滲水；問題；探討

0 引言

為切實保障水利水電工程中水工隧洞結構的穩定性及安全質量，多數設計單位在設計中會選擇使用襯砌技術。但在針對混凝土結構進行襯砌的過程中，發生水工隧洞滲漏的概率將會大大增加。這種概率同時伴隨著季節天氣的影響，一般在雨天或較為潮濕的季節將更容易發生滲漏。若水工隧洞發生滲水情況，輕則會導致對水利水電工程的整體設計穩定性及設計質量造成影響，延緩整體的設計進度；重則會導致埋下一系列安全隱患，對人們的生命財產安全造成威脅，從而發生安全事故。基于此，在水利水電工程水工隧洞的設計過程中，設計單位要及時針對水工隧洞的滲水問題進行查明，找出發生滲水問題的原因，繼而采取針對性的問題解決策略及處理策略，提升水利水電工程的設計結構穩定性及安全性，保障其后期設計質量提升。

1 水利水電工程水工隧洞滲水

基于水利水電工程的實際特點及建設情況，過水的建筑基本多采取隧洞結構，例如我們常見的導流洞、泄洪洞等。現階段我國建筑完成的水工隧洞，在工作及使用過程中發生滲水問題的情況普遍存在，且占據比例較高。在襯砌完成后的水工隧洞發生滲漏時，一般表現為襯砌的混凝土結構層發生滲水問題，且會在建筑材料的縫隙乃至結構縫隙發生滲水。而在雨季的時候，一般滲水量較大，且滲水點分布較廣，滲水情況嚴重；在干旱或炎熱季節滲水情況較少且較輕。襯砌式混凝土結構的滲水情況發生時，部分滲水為局部點狀，部分為線狀或成片狀滴落，淋水或者環狀滲水等，大多數情況下是表面滲水，以及沿結構縫隙及材料縫隙滲水[1]。

2 水利水電工程水工隧洞滲水的危險性

首先，水工隧洞發生滲水問題，會間接導致周邊水泥砂漿受到影響，在發生較大滲水或出水量時，例如周邊發生點狀出水或者片狀出水，會帶落大量的水泥砂漿，導致在混凝土結構中出現滲水通路。一方面降低了混凝土結構的穩定性及安全性，另一方面會導致整體混凝土結構被架空，產生縫隙通道，影響整體完成，易發生安全隱患或安全事故，甚至產生倒塌。其次，在水工隧道襯砌技術設計應用后，水工隧洞發生滲漏問題時，會導致混凝土被鈣化，擴大滲水涌水通路面積。在水利水電工程開始使用后，滲水面積會持續淅出混凝土，導致混凝土結構中的鋼筋或固定件受損腐蝕，架空混凝土內部空間面積，形成孔洞，大大減弱了混凝土結構的穩定性，導致整體結構被破壞。此外，水工隧洞發生滲水問題，會間接導致周邊止水帶，及混凝土的凝膠材料受到腐蝕或破壞，降低了實際的防水壽命，致使其防水能力下降，并導致混凝土結構縫隙處產生滲水，影響結構安全。最后，在水利水電工程水工隧洞輸水配水的過程中，會導致從外向內滲水。在水利水電工程輸水及配水中，會產生較大滲水量。若情況較為嚴重，會直接導致周邊地質及邊坡穩定性受到影響，繼而引發一系列如滑坡、泥石流或塌陷等危險事故。同時會影響周邊居住者的飲水，對飲用水造成污染。

3 水工隧洞發生滲漏的常見原因

3.1 前期工程設計存在缺陷

首先，由于水利水電工程水工隧洞前期選址調研過程中，建筑企業技術人員選址不嚴謹，導致水工隧道在建造中，處于山溝零散地帶，或處于山體斷面處，同時沒有在做好防滲水設計，以及鋪設合理的排水通路，導致地面水大量滲透到地下，繼而導致水工隧洞發生滲漏。其次，在進行水工隧洞設計中，沒有針對實際選址處的地基結構進行勘探，部分不穩固的地基沒有進行沉降處理或者提升其基礎受力，由于基礎受力不平衡在設計后發生沉降。導致混凝土襯砌結構處發生裂縫或裂痕，引發滲水問題[2]。最后，在水工隧洞設計結束后，拆除模板支架的時間較早，在混凝土襯砌結構沒有穩固后就進行拆除。由于水工隧洞外部的壓力過大，超出襯砌結構的承重能力，導致混凝土襯砌結構承擔了過大的壓力，在壓迫下產生了裂縫，由此引發滲水問題。

3.2 未設計好埋管引排的方案

現階段，除水利水電工程水工隧洞發生滲水問題較為常見外，設計單位埋管引排設計方案也不夠全面，具體原因體現在以下幾點。首先，片狀、條狀滲水無法進行埋管引排，且水工隧洞在發生單點或者多點滲水的情況下，安裝引排管道時容易受到鋼筋安裝或者澆筑混凝土的影響而導致位置發生變化。其次，多數設計單位及設計人員，對水工隧洞的防滲水設計缺乏意識，尚未意識到水工隧洞防滲水的重要性，因此多數設計人員在參與埋管引排工作時的熱情度不高，常常發生位置不準確的情況，或其他設計問題，導致埋管引排的實際效果下降。最后，水工隧洞埋管引排過程中，需要設計人員進行現場監管，但一些駐場設計人員由于缺乏良好的崗位責任，對待防滲水工作缺乏重視性，工作中較為簡單敷衍，沒有盡到應盡的責任，缺乏崗位奉獻精神。

3.3 混凝土襯砌結構設計不完善

為切實保障水利水電工程水工隧洞的設計穩定性及后期使用質量，在針對水工隧洞進行設計的過程中，要嚴格按照其規范設計原則及設計原則進行。例如，在水工隧洞防水技術設計方面，通常設計單位會使用設計縫止水辦法。主要通過應用止水條，在水工隧洞設計中，先設計完成混凝土澆筑作業后，再進行止水條安裝。在此過程中需要設計人員采取人工方式進行切筑，形成切槽。結合止水條遇水膨脹固化的特性，將襯砌混凝土結構之間的縫隙進行有效封堵，減少后期滲水情況的發生，但是之后還要進行澆筑設計[3]。但是，這種采用止水條的設計方式，在水工隧洞防水方面的效果通常較差，或者低于事前預期。其根本原因是往往在混凝土切槽處需要2～4d方才能夠達到要求強度。而由于水工隧洞內實際條件影響，采取的是隧道內后退澆筑方式，因此混凝土凝固期較短，難以為混凝土留出較長時間的凝固時間。而如果繼續安裝止水條，則勢必會導致其方式性能下降。如果不能采取有效方式固定止水條，受到后澆塊的設計影響，可能會導致止水條發生位移現象。而水工隧洞內部襯砌混凝土結構的縫隙中填充鋼筋時，一般會采取借助木方拼裝的方式進行，但是會導致止水條切槽處的平整性較差，間接影響了后期的防水止水效果。此外，由于混凝土結構的特殊性，即使在水工隧洞襯砌結束后，也會存在較多的縫隙，而單純依靠止水條進行防滲水的意義較小，無法完全規避水工隧道內的滲水漏水現象。

4 水利水電工程水工隧洞滲水問題解決方案

4.1 回填及固結灌漿處理技術設計

在水工隧道滲水問題的處理過程中，混凝土襯砌結構可結合回填及固結灌漿處理技術進行。對于易發生滲水問題的位置，結合灌漿孔封堵滲水部位，若防水效果不能滿足實際的使用需求，設計人員需應用化學灌漿處理。通過對水利水電工程項目進行調研，在應用該項技術的過程中，需要科學設置灌漿孔，并使其處于平均的分布范圍，控制各項間距保持在2M以上。其次，灌漿孔形狀需要設置為梅花形，孔位偏差需要嚴格明確。在實際設計過程中，利用水泥漿液灌漿時要控制好壓力，使其處于0.2～0.4Mpa內。但由于實際設計過程中的灌漿壓力控制難度較大，會影響實際的防滲水及堵水效果。且水工隧道防滲水應用回填灌漿技術會提升設計單位實際成本，灌漿技術同時需要設計單位強化設計技術的使用。加之該項技術的隱秘性較強，多數設計單位沒有嚴格落實灌漿設計技術細則，并掌握實際的設計要點，因而降低了最終防水質量[4]。此外，在水工隧洞出現片狀或點狀分布的滲水情況后，若應用回填灌漿處理技術，會導致孔洞范圍較大，使內部襯砌混凝土結構穩定性受到影響。

4.2 強化水工隧洞設計水平

水工隧洞設計過程中，需嚴格按照實際的設計標準及設計原則進行，落實好各項規章制度。禁止在沒有通過現場勘察或實踐的情況下開展設計工作，要具體分析計算后再進行設計。若由于新設計技術引進或水工隧洞設計中的特殊情況，在實際的設計規范中沒有涵蓋的問題，導致部分規范不符合設計流程。水工隧洞設計部門需要結合實地測試及演示，并匯總相關意見報告，且需要在設計設施及設計材料配備完成后進行執行。水工隧洞設計中，隧道線位置的選擇是重點內容，也是設計的核心內容。因此，需要設計部門出臺多套設計方案，并結合實地進行現場勘察后，針對實際設計技術及經濟性進行選擇，達到有效控制成本的作用，保障前期預算達到要求。其次，隧道線與實際地層之間，由于水工隧洞與地層之間存在斷裂面，因此會產生一定夾角。在地面壓力作用下，隧洞內隧道頂部的地質巖體應具備充足壓力，若隧道內部不能滿足實際的承載需求，則需要針對隧道進行加固處理，采取相關設計措施保障周邊地質層級圍層的穩定性和承載性能。在水工隧洞設計中，要應用相關設計技術加固周邊地質巖層，并保障巖層穩定性。為保障周邊巖層滿足承載量，需要結合加固措施及圍巖共同構建內外承載結構，一方面防止外部壓力過大導致水工隧道承載力下降，發生滲水現象；另一方面需要保障水工隧洞內部的水壓滿足實際承載需求。充分結合周邊圍巖的承載能力，在設計中具體體現其作用。應用周邊地質及地質特點，經過綜合計算處理后，得出具體的加固方式及措施，并通過實際的設計過程來確定加固方式。總的來說，水工隧洞的前期設計方案對后期設計水平、設計質量及設計安全性有著極大的關聯，因此設計單位要針對設計層面提升重視程度，能夠有效保障后期預算及造價滿足實際需求，達到良好的設計成本控制作用[5]。在水工隧洞實際設計開始后，設計部門也要結合具體的設計情況及周邊地質情況，對設計方案進行適當調整，使其適應實際設計過程。

4.3 處理大面積滲水問題

若水工涵洞內混凝土的密實程度較差，將會導致發生大面積滲水的情況。出現大面積滲水情況，則需要合理選用防水材料，封堵混凝土襯砌結構的滲漏層。設計單位需要結合水泥灌漿及化學灌漿兩種方式，而在處理大面積滲水情況時，需結合混凝土噴射方式進行。實際設計過程中，導滲工作具有一定重要性。可應用導滲工作處理混凝土襯砌結構，開展鑿孔作業，清除存在的積水，降低混凝土壓力，避免由于滲水產生水壓破壞情況。

5 結語

綜上所述，為切實保障水利水電工程水工隧洞設計質量，減少水工隧洞滲水問題的發生，強化內部混凝土襯砌層穩定性。在前期設計過程中，設計單位務必要重視防水及排水措施的設計重要性，重視水工隧洞內部滲水問題的處理。并結合實地現場勘察，制定可行的優化變更設計方案，根據設計進程及時調整設計方案，并定制防滲水的專項設計，從而有效減少水工隧洞內部滲水問題的發生，使水利水電工程始終處于穩定運行狀態。

參考文獻

[1] 郭毅，袁宗洪，張斌，等.水利水電工程水工隧洞滲水問題淺析[J].水利水電快報，2022，3（6）：302.

[2] 張志剛.水工隧洞滲水原因分析及改造對策[J].中國戰略新興產業，2021，10（8）：185-186.

[3] 徐萌.水利水電項目水工隧洞滲水問題分析[J].區域治理，2021，9（10）：53.

[4] 何壽仁.水利水電工程滲漏成因和處理技術[J].水電水利，2022，15（2）：39-40.

[5] 鄒海峰.水利水電工程水工隧洞滲水問題研究[J].城市建筑，2021，17（2）：209.