試述滲漏水山嶺公路隧道滲漏水產(chǎn)生理由及治理策略本科論文

1、試述滲漏水山嶺公路隧道滲漏水產(chǎn)生理由及治理策略本科論文    【摘要】滲漏水影響山嶺公路隧道內(nèi)行車安全及襯砌結(jié)構(gòu)耐久性，是隧道工程常見的災(zāi)害之一。本文介紹了隧道滲漏水類型及滲漏水水源形態(tài)，分析了山嶺隧道滲漏產(chǎn)生的原因，并將其歸結(jié)為隧道防水失效和排水系統(tǒng)失效兩方面。在此基礎(chǔ)上，介紹了隧道滲漏水具體防治措施，展望了隧道滲漏水研究的發(fā)展方向。【關(guān)鍵詞】公路隧道；滲漏水；治理方法公路隧道的滲漏水將會(huì)導(dǎo)致路面積水，從而降低輪胎和路面的附著力；在寒冷地區(qū)，導(dǎo)致凍融循環(huán)引起隧道內(nèi)襯砌凍脹開裂；在凍結(jié)地區(qū)，滲漏水導(dǎo)致拱墻上懸掛冰柱、冰溜，影響行車安全；侵蝕破壞隧道襯砌及

2、附屬設(shè)施，縮短隧道使用壽命。因此，隧道工程的滲漏水的影響和危害一直廣受關(guān)注。但是，長期以來未能很好解決這一問題。一、滲漏分類及水源隧道滲漏水按滲漏范圍可分為點(diǎn)漏、線（縫）漏和面漏，按其滲漏程度可分為慢滲、快滲、急流和高壓急流，按其滲漏位置可分為拱頂滲漏、拱肩滲漏、邊墻滲漏、拱腳滲漏。導(dǎo)致隧道滲漏的水源通常有兩種形式，即地表水和地下水。其中，地表水主要包括江、河、湖、海水和地表雨水；地下水主要包括溶洞、地下暗河等。水底隧道滲漏水水源多來自江、河、湖、海等地表水，山嶺隧道滲漏水水源多來自地表雨水或地下暗河、溶洞等地下水。山嶺隧道開挖后，在隧道周圍一定范圍內(nèi)形成了圍巖松動(dòng)區(qū)，在此范圍內(nèi)，由于原始應(yīng)力

3、的調(diào)整，圍巖產(chǎn)生變形，裂縫張開，從而使得地下水沿張開裂縫流入，由于地下水徑流路線的改變使流入附近的地下水量增多，給隧道滲漏水創(chuàng)造了條件。另外，如果隧道內(nèi)排水系統(tǒng)失效，將可能導(dǎo)致隧道襯砌背后的地下水越積越多，成為滲漏的水源。二、滲漏原因分析隧道滲漏的原因可概括為兩點(diǎn)：防水不嚴(yán)和排水不暢。遂道防水體系和排水體系具有圈層構(gòu)造，層層設(shè)防，層層疏導(dǎo)。目前山嶺隧道滲漏水設(shè)防可歸納為“三道防線”，即圍巖注漿堵水、防水板防水和混凝土襯砌防水?？梢姡谒淼罎B水的三道防線之間共有兩個(gè)界面，即圍巖注漿圈和防水板之間，防水板和混凝土襯砌之間，排水的兩條通道分別位于這兩個(gè)界面上。（一）隧道防水失效隧道防水的第一道防線圍

4、巖注漿堵水會(huì)防止大量地下水流入隧道內(nèi)部，但由于受到施工條件限制，不能完全將地下水隔離在隧道外圍，只能降低地下水流入隧道的流量。隧道防水的第二道防線防水板在施工效果良好的情況下，可防止?jié)B透圍巖和初支的地下水繼續(xù)向隧道二次襯砌滲透。但是實(shí)際上，防水板的防水效果受到施工工藝、施工質(zhì)量等一些因素的制約，常常不理想。究其原因，主要有防水板接縫欠嚴(yán)密和施工過程中的破壞兩個(gè)方面：1、防水板接縫欠嚴(yán)密。防水板施工過程中，對(duì)諸如交叉接點(diǎn)處、破損處等不能采用機(jī)械焊接的部位，一般采用手動(dòng)式熱焊機(jī)熔焊，因防水板呈懸掛狀態(tài)，再加上基底凹凸不平，洞內(nèi)存在大量粉塵，濕度很大，熔焊操作極為不便，極易造成防水板焊縫欠嚴(yán)密。并且

5、沒有及時(shí)檢查防水板焊縫質(zhì)量，這樣，焊縫就不可能完全達(dá)到密封要求，從而導(dǎo)致防水板防水失效。2、防水板在施工過程中被破壞。噴射混凝土凹凸不平程度較大的表面未經(jīng)處理，存在外漏鋼筋、錨桿等尖銳物，可能導(dǎo)致防水板在施工過程中破損；防水板的鋪設(shè)過程中沒有考慮松弛系數(shù)而鋪設(shè)過緊，拱頂混凝土未及時(shí)注漿產(chǎn)生的缺陷，可能導(dǎo)致在二次襯砌混凝土施工過程中，防水板產(chǎn)生繃緊現(xiàn)象而破壞。另外，結(jié)構(gòu)變形過大或裂縫過寬，超過了材料的延伸性，也可能導(dǎo)致防水板斷裂。隧道防水的第三道防線混凝土襯砌防水，常由于混凝土三縫（伸縮縫、沉降縫、施工縫）處理不當(dāng)，或混凝土結(jié)構(gòu)本身出現(xiàn)裂縫等原因而失效。隧道建成后伸縮縫、沉降縫、施工縫滲漏水幾率

6、最高，有關(guān)資料表明，伸縮縫、沉降縫、施工縫滲漏水占隧道總滲漏水的60%以上，個(gè)別工程甚至出現(xiàn)見縫必漏、無縫不漏的現(xiàn)象。 （二）隧道排水系統(tǒng)失效前文提到，隧道排水的兩條通道分別位于隧道防水的三道防線之間，即初支與防水層之間排水管、防水板和二次襯砌間的橫向?qū)?。滲透至防水板處的水依次經(jīng)過這兩條通道而排至洞內(nèi)排水溝，進(jìn)而排出洞外。但是，高寒地區(qū)隧道的排水管易因寒冷而凍結(jié)積冰堵塞，泥質(zhì)圍巖隧道排水管內(nèi)易形成泥沙顆粒沉積堵塞管道，可容圍巖隧道地下水易在管內(nèi)壁形成硫酸鈣、氯化鈣、氯化鈉、碳酸鈣等結(jié)晶體堵塞管道。隧道襯砌背后排水管堵塞，將造成襯砌背后水壓升高，致使隧道結(jié)構(gòu)環(huán)境由無水壓環(huán)境變?yōu)橛袎涵h(huán)境，長期

7、有壓環(huán)境將可能導(dǎo)致隧道防水系統(tǒng)時(shí)效。三、滲漏防治措施（一）預(yù)防措施從隧道滲漏水的原因分析來看，在隧道施工過程中可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行滲漏水預(yù)防：1、防止復(fù)合襯砌防水板失效?？赏ㄟ^選擇拉伸強(qiáng)度大、斷裂拉伸率高、地溫彎折不易脆裂的優(yōu)良防水板材料，和具有較好應(yīng)力應(yīng)變性能、韌性、滲透性、耐腐蝕、耐老化的優(yōu)良防水板墊層材料，來提高防水板抵抗施工破壞的能力；可通過采用無釘鋪設(shè)和雙縫熱焊施工工藝來保證防水板搭接質(zhì)量；可通過提高噴射混凝土施工質(zhì)量，降低混凝土表明粗糙程度來減少防水板被初期破壞的可能性。2、增強(qiáng)隧道接縫防水。隧道施工縫處設(shè)置的彈性密封膏往往因隧道內(nèi)濕度高或施工用水而在下一?；炷烈r砌澆筑前過早膨脹

8、，失去了其后期的膨脹止水功能。因此，對(duì)彈性密封膏作緩膨脹處理，使其膨脹速率下降，從而為其后期膨脹提供了一定的空間，有利于增加彈性密封膏與混凝土基面之間的密實(shí)性。另外，施工中應(yīng)盡量將止水帶接縫處設(shè)置在隧道的邊墻或拱腳上下排水坡度較大處，并遵循“上外內(nèi)下”的搭接關(guān)系，可提止水帶接縫防水效果。 3、提高混凝土襯砌自防水能力。合理配置混凝土，控制入模溫度并加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，從而提高其抗?jié)B性能。（二）治理措施隧道二次襯砌施工完成后，可能因?yàn)槭┕み^程中滲漏預(yù)防效果而出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，此時(shí)可通過滲漏水路控制來治理。襯砌表面滲漏可通過表面封堵、淺孔注漿、埋管引排等方法來治理。表面封堵用于襯砌表面有滲漏痕跡、范

9、圍小或當(dāng)前無滲漏的部位。其方法是將待修補(bǔ)處表面鑿毛,使修補(bǔ)處下陷呈錐形孔或槽，用遇水膨脹膩?zhàn)訔l填充錐形孔或槽，用杜拉纖維防水砂漿涂抹表面。淺孔注漿用于襯砌表面有濕漬或滲漏輕微流淌的部位。其方法是在滲水孔位置將襯砌表面鑿毛并用電鉆鉆眼，固定注漿管后用手壓泵灌注水溶性聚氨酯與丙酮的混合液并封堵注漿孔，漿液凝固后用快硬防水砂漿抹平表面。埋管引排用于當(dāng)前有明顯滲漏，且滲漏量較大，出水點(diǎn)位于變形縫、施工縫或邊墻上。其方法是在襯砌上鑿出U形槽，在槽內(nèi)敷設(shè)鋁膜舌片或PVC管后用砂漿固定抹平。施工縫治理，一般遵循“先引水、后排水”的治理原則，即用鋁膜將縫內(nèi)水引至鋁槽或PVC管，再排至兩側(cè)邊溝內(nèi)。四、結(jié)語公路隧

10、道滲漏水嚴(yán)重常影響行車安全和襯砌結(jié)構(gòu)耐久性。隧道施工過程中應(yīng)采用“防、排、堵、截結(jié)合，以排為主”的原則進(jìn)行預(yù)防，以保證隧道運(yùn)營期間不出現(xiàn)或少出現(xiàn)滲漏水。一旦隧道內(nèi)出現(xiàn)滲漏水時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行治理。滲漏治理的措施分有表明封堵、淺孔注漿封堵和埋管引排等，具體如何實(shí)施應(yīng)根據(jù)滲漏情況而定。在寒冷地區(qū)隧道滲漏和隧道冰脹是必不可分的，要想解決滲漏問題，首先必須注意圍巖注漿阻水，保證防水層工作良好，同時(shí)，一定要考慮防水結(jié)構(gòu)防凍和排水系統(tǒng)防凍，必要時(shí)可在防水層與襯砌之間設(shè)置電熱帶供暖。隨著隧道施工技術(shù)的不斷發(fā)展，新建公路山嶺隧道滲漏水現(xiàn)象將逐步減少，隧道內(nèi)的行車條件及襯砌耐久性將得到保障。但是，早期修建的隧道普遍

11、存在滲漏現(xiàn)象，已建隧道滲漏水治理將是日后隧道滲漏水研究的主導(dǎo)方向?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】 葉飛,劉豐軍,黎柯軍. 隧道工程滲漏水機(jī)理及防治J. 鐵道建筑,2006(12):51-54. 王星華.山嶺隧道滲漏水防治新方法J.地下空間,1997,17(4):227-231.3 廖樹耀.大瑤山隧道滲漏水的整治方法J.鐵道建筑,2004(2):32-33.4 劉庭金,朱合華,夏才初.云南省連拱隧道襯砌開裂和滲漏水調(diào)查結(jié)果及分析J.中國公路學(xué)報(bào),2004,17(2):64-67.