公路隧道滲漏水危害及預(yù)防措施分析

公路隧道滲漏水危害及預(yù)防措施分析摘要本文介紹了公路隧道滲漏水的危害，分析了公路隧道發(fā)生滲漏水的原因，并從提高復(fù)合襯砌防水夾層的完整性和密閉性、提高襯砌自防水能力等方面提出了公路隧道滲漏的預(yù)防措施，以保證隧道的安全運營。關(guān)鍵詞公路隧道；滲漏1公路隧道滲漏水的危害1）對隧道的穩(wěn)定、洞內(nèi)設(shè)施、行車安全、地面建筑和隧道周圍水環(huán)境產(chǎn)生諸多不良影響甚至威脅；路面積水，行車環(huán)境惡化，降低車輪與路面之間的附著力，行駛在上面的車輛容易由于輪胎與路面之間的摩擦力減小而發(fā)生滑移現(xiàn)象。2）隧道滲漏水加快其內(nèi)部設(shè)施銹蝕，影響設(shè)備的正常使用，縮短線路設(shè)備的使用壽命，增加維修費用；長期滲漏水容易使襯砌剝落、風(fēng)化、隧道的使用可靠性降低，如果滲漏水中含有侵蝕介質(zhì)，將造成襯砌劣化，降低襯砌的承載能力。地下水隧道區(qū)域匯集將浸泡腐蝕隧道圍巖，使圍巖強度和穩(wěn)定性降低，沖淘襯砌背后圍巖形成空洞，影響圍巖和襯砌的長期穩(wěn)定，形成巨大的水壓力，威脅襯砌安全。3）在寒冷地區(qū)，反復(fù)的凍融循環(huán)在襯砌內(nèi)部造成混凝土凍脹開裂的破壞，在襯砌和圍巖之間造成凍脹，引起拱墻的破壞。2公路隧道滲漏水的原因分析2.1襯砌混凝土結(jié)構(gòu)自身的防水失效襯砌混凝土結(jié)構(gòu)自防水是公路隧道的第二道防水線，也是最后一道防火線。目前盡管采取各種方法和措施來配置各種防水混凝土，但在實際工程中還是出現(xiàn)很多混凝土滲漏的情況。究其原因有以下兩個方面。1）混凝土本身存在缺陷，如混凝土表面呈蜂窩麻面。防水混凝土必須認(rèn)真施工才能防水，如果混凝土振搗不夠、漏振、漏漿等都會導(dǎo)致混凝土自防水失效。2）襯砌混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。公路隧道襯砌混凝土的裂縫一般表現(xiàn)為拱部墻部的環(huán)向裂縫、縱向裂縫以及各種亂向裂縫?；炷烈坏┏霈F(xiàn)貫穿裂縫就不可能防水了。2.2隧道防水層失效公路隧道復(fù)合襯砌中鋪設(shè)的防水夾層可稱之為結(jié)構(gòu)外的防水，也是隧道防滲漏的第一線。從結(jié)構(gòu)外防水的目的來看，防水層就是利用防水材料在隧道的結(jié)構(gòu)外形成一道隔水屏障。但由于設(shè)計施工或是選擇防水材料不當(dāng)?shù)雀鞣矫娴脑驅(qū)е路浪畬硬]有起到預(yù)計的效果。2.3隧道的開挖使地下水滲流場發(fā)生了變化隧道周邊的地下水集中向隧道方向排泄多年來，賦存于地層中的地下水按照由高壓力區(qū)向低壓力區(qū)滲透、補充、排泄的規(guī)律，形成了自己的正常滲流場和循環(huán)系統(tǒng)，通過正常的循環(huán)系統(tǒng)保持了地下水的基本穩(wěn)定。隧道的開挖，在原有地層中形成了一個“空洞”，破壞了原地下水的平衡狀態(tài)，形成了地下水的的壓力區(qū)，改變了地下水的地下徑流方向，向著開挖后的隧道方向匯集。研究表明，隧道開挖后，在隧道周圍一定范圍內(nèi)形成了圍巖松動區(qū)，在此范圍內(nèi)，由于地層原始地應(yīng)力的調(diào)整，圍巖產(chǎn)生變形，裂縫張開，從而使地下水沿張開裂縫流入隧道，而在隧道開挖輪廓線較遠處，地層未受到擾動，地下水的徑流路線仍按原來的規(guī)律進行。由于地下水徑流路線的改變使流入隧道附近的地下水量突然增多，給隧道滲漏水提供了充分的條件。2.4隧道接縫處的防水失效隧道接縫處的防水一般是指伸縮縫、沉降縫、施工縫和變形縫的防水。伸縮縫、沉降縫和施工縫亦稱'三縫”。為便于施工而設(shè)置的縫為施工縫，若建筑物平面尺寸過大，因熱脹冷縮的緣故，可能導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力，需在結(jié)構(gòu)一定長度位置設(shè)縫將建筑分成幾部分，該縫即溫度縫，為避免沉降不均勻而破壞結(jié)構(gòu)所設(shè)置的縫為沉降縫。隧道中最易滲水的部位就是施工縫和變形縫。根據(jù)資料，國內(nèi)既有隧道的滲漏水70%是在“三縫”和變形縫處。施工縫出現(xiàn)滲漏一般采用注漿就可以解決，而變形縫滲漏采用一般的化學(xué)漿體可以暫時堵漏，但時間長了由于溫度沉降縫變化產(chǎn)生的相對運動，變形縫也在變化，而漿體不能適應(yīng)故也不能長時間的防水。公路隧道的變形縫為保險起見通常設(shè)三道防線，即迎水面處縫內(nèi)嵌有彈性密封膏，中間是中埋式止水帶，結(jié)構(gòu)內(nèi)面又是彈性密封膏。盡管設(shè)有三道防線，卻仍有很高的滲漏幾率。3公路隧道滲漏水的預(yù)防措施3.1提高隧道接縫處的防水能力1）對中埋式止水帶接茬處的正確處理。對止水帶來說，其接茬處是防水的薄弱環(huán)節(jié)。除了對止水帶接茬處打磨整形并可靠膠合外，還應(yīng)盡量將接茬處設(shè)置在邊墻或拱腳上下排水坡度較大處，使水流盡快順暢通過接茬處。2）對彈性密封膏做緩膨脹處理。在施工過程中，由于施工用水以及洞內(nèi)濕度較高等原因?qū)е聫椥悦芊飧嘣谙乱浑A段混凝土未澆筑之前已經(jīng)膨脹，導(dǎo)致其失去后期膨脹止水功能。解決這一問題的方法一般是對其做緩膨脹處理，為后期膨脹止水提供一定空間，增加彈性密封膏與混凝土基面之間的密實性。3.2采取措施割斷或減少地下水向隧道方向的滲流割斷或減少地下水向隧道方向的滲流是防止隧道滲漏水的主動性措施。其主要措施有以下幾個方面。1）淺埋隧道洞口隧道上方的洼地要填平，對可能滲入隧道中的池塘、溝渠進行疏浚、鋪砌，減少池塘或溝渠水下滲。2）隧道開挖時，盡量采用光面預(yù)裂等控制爆破技術(shù)，盡量減少開挖對地層擾動，縮小爆破引起的松動區(qū)，從而減小地下水對隧道的危害。3）在高壓富水破碎軟弱圍巖地段，開挖前進行全斷面或帷幕注漿，在開挖隧道周圍形成一定厚度的不透水或弱透水的防水帷幕圈，防止或減少地下水向隧道滲流。3.3提高復(fù)合襯砌防水夾層的完整性和密閉性1）提高隧道的初期支護質(zhì)量。由于減少作用在防水層的壓應(yīng)力和剪應(yīng)力是防止防水層破壞的重要途徑，所以應(yīng)加強初期支護增加圍巖的自承能力。2）選用優(yōu)良的防水材料。選擇性能優(yōu)良的防水材料是保證防水夾層的完整性和密閉性的物質(zhì)基礎(chǔ)。3）防水板的施工采用無釘鋪設(shè)。防水板的鋪設(shè)工藝有兩種，即有釘鋪設(shè)法和無釘鋪設(shè)法。由于有釘鋪設(shè)法在形式上已經(jīng)破壞了防水板的完整性，因此，這種方法基本上被無釘鋪設(shè)法所取代，無釘鋪設(shè)法將防水板與固定墊層的塑料墊片熱合在一起，基本上保證了防水板的完整性和密閉性。3.4提高襯砌自防水能力合理配置防水混凝土。由于對混凝土結(jié)構(gòu)自防水的認(rèn)識比較片面，往往只看重混凝土的抗?jié)B等級，錯誤地認(rèn)為抗?jié)B等級越高其自防水效果越好。其實抗?jié)B等級越高需要的水泥比例越高，而這樣卻容易使混凝土收縮裂縫增多，就起不到防水的效果。目前隧道工程中用的最普遍的是外加劑型防水混凝土的外加劑與混凝土配合比進行試驗，并且確認(rèn)合格后才能投入使用；加強混凝土的施工與養(yǎng)護工作。在混凝土的施工作業(yè)過程中，由于施工的不慎導(dǎo)致混凝土因振搗不夠、漏振漏漿等使混凝土存在缺陷。加強混凝土的養(yǎng)護工作可以減少混凝土水分因過早蒸發(fā)而產(chǎn)生干縮裂縫。4結(jié)束語隧道的滲漏問題是比較普遍的也是影響隧道安全運營的重大問題。本文根據(jù)目前的防排水措施，對隧道的滲漏原因進行了分析，并提出預(yù)防隧道滲漏的若干措施。隨著隧道工