公路隧道滲漏水綜合防治措施的探討

1、公路隧道滲漏水綜合防治措施的探討王銀龍 俞文生（江西交通工程咨詢監(jiān)理中心 南昌 330008）摘 要：公路隧道滲漏水的防治是目前國內(nèi)外隧道工程設(shè)計、施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，直接影響著工程的使用和結(jié)構(gòu)安全。本文通過對隧道滲漏水原因的分析，提出了相關(guān)的公路隧道滲漏水的預(yù)防和整治措施，并結(jié)合工程實例進(jìn)行分析，對公路隧道滲漏水的防治具有一定的借鑒意義。關(guān)鍵詞：隧道工程；滲漏水；預(yù)防措施；整治方法；探討0 前 言滲漏水是公路隧道的主要質(zhì)量通病之一。目前，國內(nèi)外設(shè)計、施工和養(yǎng)護(hù)單位都十分重視對隧道工程結(jié)構(gòu)防排水措施與滲漏水的治理。若結(jié)構(gòu)防排水措施不當(dāng)，必將導(dǎo)致滲漏水治理工作進(jìn)行得不徹底，勢必給工程帶來各種水害影

2、響，產(chǎn)生種種不良的后果，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。公路隧道的特點(diǎn)之一就是防水要求比較高，滲漏水將直接危及行車安全，引起工程結(jié)構(gòu)破壞，影響工程的使用。如：滲漏水使隧道內(nèi)路面濕滑，威脅行車安全；增加洞內(nèi)濕度，降低風(fēng)機(jī)等的工作效率；使襯砌工程腐蝕，造成結(jié)構(gòu)的破壞等。公路隧道滲漏水主要存在于：一是襯砌的縫隙，包括伸縮縫、施工縫、沉降縫等；二是產(chǎn)生于襯砌本身的薄弱部位。主要表現(xiàn)為小面積的漫滲；拱腳、襯砌施工縫等部位集中滲漏，有明顯水流；在拱部襯砌滲、滴水，嚴(yán)重的滴水成線；襯砌薄弱環(huán)節(jié)滲漏水，嚴(yán)重的出現(xiàn)涌水等。目前，工程上對公路隧道滲漏水的預(yù)防主要為“三道防線”，即圍巖注漿堵水、防水層防水、襯砌加止水帶防水。本

3、文結(jié)合金麗溫高速公路紅楓隧道的滲漏水防治情況，對公路隧道滲漏水的綜合防治進(jìn)行探討。1 滲漏水的原因分析1.1 滲漏水的原因1.1.1拱頂襯砌不密實 當(dāng)圍巖壓力過大時，導(dǎo)致拱腰部位襯砌出現(xiàn)縱向拉裂，拱頂襯砌壓碎掉塊，導(dǎo)致滲漏。1.1.2支護(hù)技術(shù)不過關(guān) 工程上常采用的先拱后墻法施工，循環(huán)進(jìn)尺短、襯砌緊跟、以襯代支，致使襯砌接縫過多，且接縫處理不能達(dá)到防水標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致接縫滲水。1.1.3振搗不到位 在混凝土襯砌的施工中，有時存在振搗不到位的現(xiàn)象，形成透水的開放性毛細(xì)管路，尤其是混凝土拌合物在密實泌水過程中，析出水分部分被擠向上面，部分聚集在集料顆粒的下面，導(dǎo)致襯砌混凝土存在泌水管路。1.1.4混凝土中

4、有空隙 由于施工順序不當(dāng)或沉降處理不當(dāng)或襯砌混凝土中存在雜物等原因，導(dǎo)致襯砌混凝土中存在空隙。1.1.5腐蝕性 天然水對襯砌混凝土有腐蝕性，可能造成漏水孔隙，甚至導(dǎo)致襯砌混凝土剝落開裂。1.2滲漏水整治的指導(dǎo)思想1.2.1以排為主，以防助排 隧道滲漏水點(diǎn)多面廣，如果采用注漿法堵每個滲漏點(diǎn)，不可避免的將出現(xiàn)新的漏水點(diǎn)，收效不大。要做到根治隧道內(nèi)的滲漏水，只能采取疏導(dǎo)排水，全面防水的方法。1.2.2引水泄壓，斷絕水源 隧道出口頂部的漏斗地形，往往是漏水的主要原因。截斷通往洼處的水流路線，切斷水源供給，可以減少滲漏水量。1.2.3設(shè)多道防水線 若隧道采用復(fù)合式襯砌，則可設(shè)多道防水線，即初期支護(hù)柔性防

5、水層、二襯防水混凝土加拱背注漿。對特殊部位、施工縫等采取多種加強(qiáng)措施，要使防水層有連續(xù)整體性。2 滲漏水的預(yù)防措施2.1 設(shè)計預(yù)防措施在隧道設(shè)計時應(yīng)首先做好水文地質(zhì)勘測，根據(jù)巖體類別、透水性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水類型、流量、補(bǔ)給條件及洞頂?shù)孛嫘螤畹戎贫ǚ浪胧?，以保證襯砌的使用壽命。預(yù)防為主、綜合治理是隧道防排水設(shè)計的宗旨。不同的工程，防排水設(shè)計原則也不同。對于山嶺隧道，采取“以排為主，截、堵、排相結(jié)合的綜合治理”原則；對于水下隧道及地下工程，采取“以堵為主，以排為輔，堵排相結(jié)合”原則。設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)隧道的地形、地貌、工程及水文地質(zhì)等進(jìn)行調(diào)查分析，制定出切實可行的方案。2.2 結(jié)構(gòu)外層防水措施結(jié)構(gòu)

6、外層的防水，從國內(nèi)隧道復(fù)合式襯砌對防水層材料的選擇來看，應(yīng)用防水板較多。主要是因為防水板為工廠定型生產(chǎn)的產(chǎn)品，具有厚薄均勻、質(zhì)量有保證、施工方便、對環(huán)境無污染等優(yōu)點(diǎn)。防水施工期間，隧道防水層施工應(yīng)在主體結(jié)構(gòu)初期支護(hù)完成后進(jìn)行。由于噴射混凝土基面凹凸不平，因此鋪設(shè)防水層前必須對其進(jìn)行處理，達(dá)到規(guī)定要求；由拱部開始向兩邊墻下垂鋪設(shè)泡沫塑料襯墊；鋪設(shè)LDPE和EVA膜裁剪卷材時，要考慮搭接在底板上的搭接寬度30cm；LDPE和EVA膜焊縫質(zhì)量檢查一般用肉眼檢查，當(dāng)兩層經(jīng)焊接在一起的膜呈透明狀、無氣泡，即融為一體，表明焊接牢固嚴(yán)密。必要時，可作充氣法檢查。防水的抗刺戳能力較弱，因此必須注意嚴(yán)加保護(hù)。2

7、.3 結(jié)構(gòu)自防水措施在設(shè)計中應(yīng)合理確定混凝土的抗?jié)B標(biāo)號，不能片面強(qiáng)調(diào)混凝土抗壓等級，一味加大單位體積混凝土水泥用量，將會使混凝土水化熱和收縮量增加，導(dǎo)致混凝土裂縫，破壞混凝土結(jié)構(gòu)自防水能力。對變形縫及施工縫采取有效措施進(jìn)行處理是十分重要的，因為它們往往是隧道與地下工程防水的薄弱部位，通常變形縫型式有：嵌縫式、粘貼式、埋入式。橡膠止水帶在施工中稍有不慎易走形，導(dǎo)致止水效果降低，應(yīng)確保施工接縫嚴(yán)密、不滲不漏，變形縫應(yīng)密封止水、適應(yīng)變形、施工方便。本著“以防為主、多道設(shè)防”的原則，也可采用復(fù)合式橡膠止水變形縫，復(fù)合式橡膠止水變形縫系三道設(shè)防，即首先在變形縫部位、現(xiàn)澆混凝土中間埋入橋式橡膠止水帶，然后

8、再在端部施作雙組份聚硫橡膠嵌縫，最后在預(yù)留槽涂抹焦油聚氨酯防水膠。這樣將埋入、嵌縫、粘貼三種型式變形縫止水帶組合在一起，形成三道防線，防水可靠性得到很大提高。2.4 施工預(yù)防措施根據(jù)水文地質(zhì)情況、水流性質(zhì)、水量大小、巖層裂隙傾向及山頂?shù)乇硭囱a(bǔ)給情況，按設(shè)計規(guī)定，做好洞頂?shù)乇矸琅潘鸵r砌背面的排水設(shè)施，同時應(yīng)將施工排水與永久性的防治水統(tǒng)籌考慮。完善鉆爆設(shè)計，控制爆破，出現(xiàn)超挖時，對拱腳、邊墻腳以上10cm范圍內(nèi)應(yīng)用與襯砌相同的材料一次性回填密實，其它部位采用片石等回填密實。施工中要加強(qiáng)振搗，保證混凝土密實；拱墻盡可能一次澆注，盡量減少施工縫；先拱后墻法施工的隧道，灌注拱圈混凝土?xí)r應(yīng)及時撐卡口梁

9、，防止拱圈因下沉或內(nèi)移造成開裂。施工時應(yīng)注意排水暢通，嚴(yán)禁水浸泡拱墻腳，防止出現(xiàn)不均勻沉降；由于施工方法工藝的限制，對二次襯砌結(jié)構(gòu)與初期支護(hù)間存的空隙，應(yīng)采用回填注漿使初期支護(hù)與二次襯砌緊密結(jié)合，以改善其傳力條件和減少滲漏水。3 滲漏水的整治方法滲漏水的治理應(yīng)采取“以排為主，截、排、堵相結(jié)合；先拱后墻、拱堵墻排，集中涌水處設(shè)管引排，因地制宜，綜合整治”的處理措施，主要包括：地表水截流，大面積滲水的防水抹面，集中滲漏水、涌水的埋管引流以及壓注漿液等方法。3.1 襯砌背后注漿根據(jù)滲漏水的輕重，襯砌背后注漿采用初次注漿和檢查注漿。初次注漿采用水泥砂漿，檢查注漿材料采用純水漿。當(dāng)?shù)叵滤畨毫^大，水流速

10、度快，滲漏嚴(yán)重時，采用可灌性好、結(jié)實率高、快凝早強(qiáng)、凝結(jié)時間可調(diào)的水泥水玻璃雙液漿。3.2 襯砌內(nèi)部壓注丙凝化學(xué)漿液主要用于隧道滲漏水量較小，水流分散，不利于引排的拱部施工縫、襯砌裂縫及個別出水點(diǎn)。進(jìn)行襯砌內(nèi)部注漿，以封閉水流通道及襯砌裂隙，或使水流相對集中，便于引排。3.3 噴抹砂漿防水層法 主要用于拱部大面積出現(xiàn)面漏、網(wǎng)狀裂縫滲漏水，對主要出水點(diǎn)在鑿槽引排、嵌縫堵漏后，噴抹砂漿防水層，防水層厚度20mm-25mm。3.4 嵌縫堵漏法主要用于局部施工縫浸水、滲水等水量較小的部位處理。隧道環(huán)向施工縫堵漏采用嵌入復(fù)合式膨脹橡膠條，結(jié)合鑿槽埋管，將水引入側(cè)溝。隧道縱向縫堵漏，采用嵌入式自粘型止水條

11、，進(jìn)行封堵。3.5 鑿槽排水法主要用于拱、墻單點(diǎn)線流、股流、射流等水量較大而不易用以上幾種堵水措施處理的滲漏部位。其方法是從滲水點(diǎn)起鑿槽，在槽中埋設(shè)半個聚氯乙稀管或塑料排水板，外用防水砂漿封閉。3.6 可排水止水帶預(yù)防施工縫滲漏可排水復(fù)合橡膠止水帶是能對環(huán)向施工縫中的滲水進(jìn)行“先排后堵”的新型止水帶。可排水復(fù)合橡膠止水帶為內(nèi)置式止水帶，設(shè)置在襯砌厚度的中間，橫斷襯砌環(huán)向施工縫。當(dāng)環(huán)向施工縫內(nèi)出現(xiàn)滲水時，滲水沿環(huán)向施工縫流至止?jié){濾水帶，由于止?jié){濾水帶可滲水，滲水很容易進(jìn)入排水通道，并由其排入隧道的排水系統(tǒng)。如果部分滲水在穿越止?jié){濾水帶時沿止水帶與混凝土之間的間隙橫向流動，則會遇到粘貼在止水帶翼緣

12、上的遇水膨脹橡膠條的阻擋。遇水膨脹橡膠條遇水后膨脹，使止水帶翼緣與混凝土之間的間隙密實，滲水沿橫向流動，阻力增大，從而提高了止水帶的止水能力。3.7 連拱隧道中隔墻水平施工縫滲漏的防治該處滲漏的防治是目前工程上的一個難點(diǎn)，通過實踐，發(fā)現(xiàn)采用水平型可排水止水帶可取得較好效果。即在水平施工縫中，將水平型可排水止水帶設(shè)置在襯砌厚度的中部，在水平施工縫上滲水從襯砌外側(cè)向洞內(nèi)方向流動時，當(dāng)遇到水平可排水止水帶的阻擋后，由于止水帶上部翼緣覆蓋有濾水層，因而滲水會在重力作用下改變方向，向下流入可排水止水帶的排水通道，再經(jīng)水平排水通道縱向流入環(huán)向施工縫的排水通道，并由其進(jìn)入隧道的排水系統(tǒng)。4 紅楓隧道滲漏水防

13、治措施應(yīng)用紅楓隧道為浙江金麗溫高速公路A6施工合同段的控制性工程，設(shè)計為300m長的直立中隔墻連拱隧道，隧道穿越的地質(zhì)條件和環(huán)境條件復(fù)雜，主要存在軟弱圍巖、偏壓、高水位、地基不均勻沉降等地質(zhì)問題，施工中通過對已完部分暴雨后的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)隧道多處部位出現(xiàn)滲漏等，主要集中在中隔墻部位，尤其是中隔墻頂部與二襯的連接部位。針對存在的滲漏情況，對該隧道滲漏水主要采取了以下防治措施。4.1 中隔墻頂兩側(cè)埋設(shè)縱向PVC排水管針對中隔墻頂部與二襯之間的施工縫滲漏問題，在頂部充填的混凝土與中隔墻頂部交界處挖一凹槽，深度和寬度略大于縱向排水管大小約100mm，將透水管一半埋入墻頂混凝土中，同時充填水泥砂漿，厚度約2

14、0mm，使其部分與防水板粘結(jié)，起到隔水的作用，如圖1。4.2 墻頂水平施工縫進(jìn)行雙重防水處理在中隔墻上安裝膨脹橡膠止水條的凹槽，即在墻頂二襯與中隔墻頂部每側(cè)的中間部位增設(shè)凹槽，以便安裝膨脹橡膠止水條，并在混凝土澆筑前涂刷緩膨劑，如圖2。圖1 圖24.3 低埋式防水止水層該方法是在雙重防水處理的基礎(chǔ)上，再在防水板外側(cè)貼止水帶，防止第一道防水措施失效后出現(xiàn)滲水的現(xiàn)象，如圖3。4.4 中隔墻橫向縫頂部的防水處理在中隔墻橫向縫的頂部施加防水處理措施，從下到上分別為剛性防水材料（堵漏材料），柔性防水材料（快凝聚合物砂漿、復(fù)合防水涂料）和防水水泥砂漿。其中最外層應(yīng)采用高強(qiáng)增厚涂料或者采用彈性涂料，以適應(yīng)變

15、形縫發(fā)展的需要。處理厚度依次為5cm、3cm、3cm；長度為20cm、20cm、30cm，如圖4。圖3 圖44.5 對已出現(xiàn)裂縫的整治措施對于局部由于施工縫不整齊造成的開裂，可先將原施工縫不整齊部分的縫隙采用環(huán)氧樹脂封堵，再重新沿施工縫切割一條假縫，并按照施工縫的填塞方法塞填，如圖5。從里到外分別為引水腔（引水管）、剛性防水材料、柔性防水材料和防水水泥砂漿。橫向縫的深度和寬度約為6cm-8cm，縱向縫的處理厚度依次為5cm、3cm、3cm；長度為20cm、20cm、60cm。圖5 5 結(jié) 語1、隧道滲漏水同圍巖類別有極大的影響關(guān)系，地質(zhì)條件對隧道滲漏水影響很大。地質(zhì)條件好，滲漏水出現(xiàn)頻度低；反

16、之，地質(zhì)條件差，滲漏水出現(xiàn)頻度高，滲漏水嚴(yán)重。同時，隧道開挖后，會引起地下水通道的改變，地下水經(jīng)二次襯砌結(jié)構(gòu)背后存在的暗道也可能滲漏出來，因此，對于硬巖地段的防排水工作仍不能掉以輕心。2、施工開挖方式的選擇合理與否同隧道修建后的滲漏水有相當(dāng)大的關(guān)系。對于軟巖隧道，采取預(yù)注漿技術(shù)，隧道的滲漏水頻度會降低。因為采取預(yù)注漿技術(shù)，不但能加固圍巖，形成隔水帷幕，保證隧道的安全開挖，而且還能起到加固作用，抑制圍巖的變形，提高圍巖的自穩(wěn)能力，使隧道二襯得以實施長距離全斷面施工，減少了縱向施工縫數(shù)量，降低了滲漏水出現(xiàn)的頻度。3、隔離層的施設(shè)將初支和二襯分隔開來，避免了兩層襯砌的密貼，從而解除了初支對二襯施作時的約束，保證了二襯防水混凝土不開裂。因此，在二次襯砌時，應(yīng)認(rèn)真做好隔離層的施工。4、采用模板臺車泵送混凝土澆灌同采用人工模筑混凝土相比較，防水效果差別較大。利用模板臺車泵送混凝土施工，防水