公路隧道滲漏水病害與防治措施探究

公路隧道滲漏水病害與防治措施探究隨著我國大路建設的高速進展，大路建設給國家經(jīng)濟帶來新的進展前景。大路隧道是國家大路建設的重點施工項目，其隧道施工的質(zhì)量掌握更是重中之重。據(jù)對大路隧道的初步調(diào)查，占相當比例的隧道有裂縫和滲漏水現(xiàn)象產(chǎn)生。目前，高速大路隧道病害主要表現(xiàn)在：嚴峻滲漏水、凍害、襯砌裂損和襯砌侵蝕、結(jié)構(gòu)襯砌的腐蝕裂損、仰拱或鋪底的變形損壞導致路面的破壞，而幾乎全部的隧道病害都與滲漏水有著直接或間接的關系，隧道結(jié)構(gòu)的缺陷給隧道滲漏水供應了通道，隧道滲漏水的長期作用又會加劇隧道侵蝕破壞，特殊是在圍巖有地下水并具有侵蝕性的狀況下，對襯砌和隧道設備的腐蝕更加嚴峻。在運營期間，地下水常通過混凝土襯砌變形縫、施工縫、裂縫甚至混凝土孔隙等通道滲漏進隧道中，造成洞內(nèi)通信、供電、照明等設各處于潮濕環(huán)境而發(fā)生銹蝕、霉爛、變質(zhì)、失效，若使路面積水，就會轉(zhuǎn)變路面反光條件，引起眩光，造成車輛打滑，危及行車安全。

因此，對大路隧道滲漏水病害要特殊重視，在處理時，要依據(jù)其病害成因、程度，實行科學、經(jīng)濟、安全的綜合整治措施，以最快最優(yōu)的方式整治病害，充分發(fā)揮大路隧道的交通運輸力量，確保大路交通運輸?shù)臅惩ò踩?/p>

1、大路隧道滲漏水的危害

隧道滲漏水是隧道病害中最常見的病害形式，危害極大。比如，滲漏水的長期作用，特殊是當水質(zhì)具有侵蝕性，如含鹽、含堿、含硫、含硫酸根等離子時，可能造成隧道侵蝕破壞，危害隧道結(jié)構(gòu)的耐久性；寒冷地區(qū)，尤其是寒冷地區(qū)，隧道襯砌滲水反復的凍融循環(huán)，在襯砌內(nèi)部造成襯砌混凝土凍脹開裂破壞；隧道漏水還將使隧道拱部和側(cè)墻產(chǎn)生冰凌侵入凈空；隧道滴水將使路面結(jié)冰，降低輪胎與路面的附著力，惡化隧道的營運條件，危及行車安全；隧道內(nèi)路面冒水、積水不僅影響行車，也會引起路面基層下翻漿冒泥和下沉，造成路面開裂下陷而引起水溝、路面變形等問題：滲漏水使隧道內(nèi)表面浸跡斑斑，由于車輛尾氣和行車產(chǎn)生的塵土附著于潮濕的隧道表面而形成“花臉”隧道，影響隧道美觀；隧道滲漏水還將極大地降低隧道內(nèi)各種設施的使用功能和壽命。

2、大路隧道滲漏水病害成因

大路隧道的水害緣由是大路隧道在修建中破壞了原來地下水系統(tǒng)的平衡，比如破壞地下水的儲存點和轉(zhuǎn)移通道，隨著隧道開挖和臨空面的形成地下水向隧道區(qū)域匯合、滲出，造成地下水的重新安排，從而形成新的含水層和地下水轉(zhuǎn)移通道，在隧道修建完成后，積聚的地下水將需要新的通道，水從結(jié)構(gòu)薄弱的地方比如施工縫、變形縫、襯砌裂縫等發(fā)生滲漏，形成隧道滲漏水。其主要緣由是地質(zhì)、勘測設計、施工、運營管理幾個方面。比如地質(zhì)方面，隧道修筑會轉(zhuǎn)變地下水分布，造成地下水沿著隧道圍巖中存在的裂隙、節(jié)理、斷層破裂帶流向隧道，使隧道成為地下水的匯合漏斗，發(fā)生隧道漏水；勘測設計方面，由于對隧道通過的斷層帶、破裂帶位置推斷不準，沒有實行匹配的防排水系統(tǒng)，導致隧道滲漏；再加上施工時隧道襯砌防水板施工不當，運營管理中防排水系統(tǒng)失效卻并沒有進行有效的管理和修復，造成滲漏現(xiàn)象。

詳細到結(jié)構(gòu)形式上表現(xiàn)為：①隧道接縫防水失效。由于彈性密封膏普遍不易做好，松動脫落，埋式止水帶與防水夾層也存在搭接問題，不易形成一個封閉的防水圈等緣由造成變形縫和施工縫處發(fā)生滲漏。②隧道防水層失效。結(jié)構(gòu)變形過大或裂縫過寬超過了防水材料的延長性導致防水膜斷裂；防水層的完整性有缺損，致使地下水通過缺損部位滲入結(jié)構(gòu)內(nèi)部：防水層與基面黏結(jié)不良，在澆注二次混凝土襯砌時造成防水層的空鼓、脫落等問題，由此導致了防水層的破損失效。③襯砌混凝土結(jié)構(gòu)自防水失效。片面認為混凝土結(jié)構(gòu)的自防水可以完全抗?jié)B，忽視了施工與養(yǎng)護的重要性：混凝土結(jié)構(gòu)本身存在缺陷，施工不嚴格，襯砌混凝土結(jié)構(gòu)消失裂縫，比如配比、施工等因素造成的干縮和收縮裂縫。這些因素均可以導致結(jié)構(gòu)白防水功能的失效，消失滲漏水病害。

3、大路隧道滲漏水預防整治方法

對于隧道滲漏整治肯定要從實際動身，選擇滲漏水治理措施需要考慮防排水材料和施工技術水公平因素，還要考慮措施的效果、施工的可操作性、經(jīng)濟性和耐久性，在變形縫和滲水量較大的集中漏水部位應考慮“以排為主，堵排結(jié)合”的方法，對滲漏水較小的大面滲漏部位采納“以堵為主，堵排結(jié)合”的方法。

1)假如襯砌混凝土厚度不能滿意凍深要求，就必需對洞口段(拱頂)防水薄弱地點進行二次襯砌，比如高寒地區(qū)隧道一般都在洞口350m范圍設置保溫設置保溫層，用硬質(zhì)聚氨脂泡沫塑料型材和玻璃鋼組成，厚4cm左右。

2)由于隧道襯砌的環(huán)接縫是隧道防水的薄弱環(huán)節(jié)，隧道襯砌混凝土在溫度變化的狀況下必定會消失低溫收縮，使隧道環(huán)接縫變寬，再加上環(huán)接縫處簡單消失防水板在施工時易受到損傷、止水帶安裝不佳、接頭處混凝土密實度不夠等質(zhì)量通病造成滲漏水，因此，必需在二次襯砌內(nèi)邊緣沉降縫處加設厚0.5mm的鋼板，同時加強止水帶的安裝質(zhì)量及混凝土的施工質(zhì)量。對于線狀的“三縫”部位的滲漏水，主要是采納剔槽，加設排水盲溝，外加彈性密封材料封堵的方法。目前，常用的密封材料有改性瀝青密封膏，聚硫、硅酮、聚氮酩密封膠和各種定型橡膠或膨脹橡膠止水條等。

3)由于防水板兩側(cè)噴射混凝土與二次襯砌問的變形不協(xié)調(diào)，在圍巖應力重分布過程中，噴射混凝土與二次襯砌還可能消失相對錯動，對防水板造成損傷，因此必需保證防水板厚度，重視防水板墊層土工布的質(zhì)量。

4)由于隧道洞頂開挖使洞項圍巖裂隙張開，滲透性增加，洞項襯砌外表面環(huán)向坡度小，水向兩側(cè)流，再加上洞項圍巖凍深較大，假如圍巖含水，則冰凍會給襯砌施加肯定的凍脹壓力，反復凍融使襯砌承受交變荷載，導致破壞滲漏，假如治理時以排為主，填充物的流失會造成巖塊間的結(jié)合漸漸疏松，自穩(wěn)力量變差，還可能導致排水管堵塞，因此采納注漿加固堵水技術(見圖1)。注漿作為加固圍巖的一種手段，在隧道病害治理中所起的作用主要表現(xiàn)在加固地層，以提高圍巖的承載力和充填襯砌背后空洞使襯砌勻稱受力，從而達到阻擋襯砌結(jié)構(gòu)連續(xù)變形或破壞。同時，漿液能充填巖體裂(孔)隙(洞)，降低地層透水系數(shù)，也能夠修補襯砌混凝土結(jié)構(gòu)裂縫，達到加固和阻水的雙重目的。通常采納的漿液有一般硅酸鹽水泥(或特別)單液漿、水泥水玻璃雙組份漿液及化學漿液等。

5)地下水在高速大路隧道病害成因中是最活躍、最具破壞力的因素，防水板背后的積水就是造成襯砌滲水的根源，將水引導排出是防止?jié)B漏、減小凍脹的關鍵。防治過程中對于滲水、股水量大的地段應加強排水，一般采納加密橡塑排水板(3環(huán)～5環(huán))緊貼巖面鋪設，對于從襯砌表面(主要在“三縫”部位)滲漏出來的地下水，必需協(xié)作采納引排技術治理，比較勝利和典型的方法如圖2。滲漏水引排的方法還有許多，比如埋入式引排導水法和外貼式引排導水法。埋入式引排導水法是將混凝土襯砌的漏水縫隙鑿成V字形，埋入半圓形塑料或金屬片、泡沫塑料條等，造成暗埋的引水通路，將水排入落水系統(tǒng)；外貼式引排導水法，多用于地下工程的拱項裂縫滲漏水，該法是在水平的滲漏水縫隙下面，安裝不銹鍋導水槽，將水引入排水系統(tǒng)。

6)對于施工及地質(zhì)勘測留下的鉆孔、坑道、地窖，要做好排水處理或封填，對斷層破壞帶、陷穴、漏斗等，如有較大的徑流進入，宜作截水溝或回填；若無明顯徑流，但造成隧道漏水的，應實行封閉措施(換填、注漿等)。當隧道襯砌四周地下水有明顯集中的來水通路，導致地下水流量很大，可實行泄水洞、鉆孔截水、攔截暗河、防滲帷幕截水等地下截水設施截斷水源。對地下水豐富，隧道內(nèi)無排水溝或排水溝深度不足而導致隧道積水的，應增設水溝，加深水溝等措施。當長大隧道僅靠隧道內(nèi)排水溝不能將流入隧道的地表水及地下水排出時，可以考慮增設或疏通平行導洞。

7)通過調(diào)整協(xié)作比、摻外加劑、摻合料方式配置抗?jié)B等級應比設計要求提高一級的抗?jié)B混凝土，提高混凝土的密實度，并加強對抗?jié)B混凝土的養(yǎng)護，防止混凝土開裂，愛護隧道防水和防凍的最終一道防線。

8)對于已產(chǎn)生裂紋的襯砌混凝土，也可以采納錨桿支護技術。錨桿具有的緊固作用及勻稱壓縮拱作用，可有效提高圍巖的整體承載力量，將已產(chǎn)生裂紋的襯砌混凝土與已加固的圍巖結(jié)合在一起，阻擋襯砌結(jié)構(gòu)的進一步破壞來防治滲漏。

9)如襯砌產(chǎn)生的裂縫不密集，尚不足以危及隧道結(jié)構(gòu)安全，經(jīng)加固后仍有較強的承載力量，而且存在凈空斷面縮小的余地，在安設錨桿、注漿加固的基礎上，可以考慮使用套襯技術，就是在既有襯砌內(nèi)表面再灌注肯定厚度的混凝土，與既有襯砌共同擔當圍巖壓力，套襯可以有效地阻擋既有襯砌進一步裂損變形，進而起到防水滲漏的作用。

10)假如隧道襯砌結(jié)構(gòu)裂縫交叉分布，密度較大，并伴有片塊剝落，嚴峻錯臺，侵人凈空限界，使原襯砌失去使用功能，則應考慮拆除舊的襯砌結(jié)構(gòu)，重新施作新的襯砌，即采納結(jié)構(gòu)抽換技術。抽換技術詳細指：架設鋼架支撐，抑制結(jié)構(gòu)變形進展；注漿加固圍巖，利用注漿管懸吊既有裂損襯砌；運用靜態(tài)破裂及掌握爆破技術拆除舊有裂損混凝土，并嚴格掌握開挖進尺；準時進行初期支護并加強監(jiān)控量測。

從另一種對隧道滲漏水的狀況的分類來說，襯砌結(jié)構(gòu)滲漏水可分為“點狀”滲漏水、“線狀”滲漏水和大面積滲漏水。一般來說，對于“點狀”的漏水，主要采納直接封堵法和注漿堵水法，當滲漏水點比較密集時可以實行埋管引排或是鑿槽引排；對于線狀滲漏水一般可以實行排水法和堵水法，比如溝槽樹狀排水、導管排水、注漿堵水、填縫堵水等方法。大面積襯砌結(jié)構(gòu)滲漏堵漏原則是：大漏變小漏，線漏變點漏，片漏變孔漏，使?jié)B漏水匯合一點或數(shù)點，最終集中堵塞滲漏點。大面積滲漏的堵漏水法，視滲漏的狀況及水質(zhì)對襯砌有無侵蝕作用等，可采納抹砂漿法、噴漿法、壓漿法、防水層法等。

4、結(jié)語

滲漏水病害是大路隧道存在最為廣泛的病害