淺談高速公路隧道滲漏問(wèn)題

唐景春

摘要:公路隧道是公路路線上的咽喉部分,隧道局部產(chǎn)生破壞就會(huì)造成整段高速公路不能使用,會(huì)導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良影響。本文結(jié)合工程實(shí)例,闡述了公路隧道滲漏水的危害,分析了公路隧道滲漏成因,并提出了科學(xué)的治理方法。同時(shí),我國(guó)高速公路隧道滲漏問(wèn)題嚴(yán)峻,本文研究了這些嚴(yán)峻問(wèn)題,其中提出的科學(xué)解決方法,有助于給專業(yè)人士提供參考,并在分析問(wèn)題的基礎(chǔ)上,多角度闡明各個(gè)方法的過(guò)程,提出了全新的方案。

關(guān)鍵詞:公路隧道;滲漏;分析;治理

據(jù)悉,我國(guó)大部分的公路隧道都有裂縫和滲漏水現(xiàn)象產(chǎn)生。就目前來(lái)看,高速公路隧道病害主要表現(xiàn)在:嚴(yán)重滲漏水、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(dǎo)致路面的破壞,因此,對(duì)公路隧道滲漏水病害要特別重視,在處理時(shí),要根據(jù)其病害成因、程度,采取科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、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)揮公路隧道的交通運(yùn)輸能力,確保公路交通運(yùn)輸?shù)臅惩ò踩?/p>

1 高速公路隧道滲漏問(wèn)題概述

隧道滲漏水是隧道病害中最常見(jiàn)的病害形式,危害極大。比如,滲漏水的長(zhǎng)期作用,特別是當(dāng)水質(zhì)具有侵蝕性,如含鹽、含堿、含硫、含硫酸根等離子時(shí),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),尤其是嚴(yán)寒地區(qū),隧道襯砌滲水反復(fù)的凍融循環(huán),在襯砌內(nèi)部造成襯砌混凝土凍脹開(kāi)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(yíng)運(yùn)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(huì)引起路面基層下翻漿冒泥和下沉,造成路面開(kāi)裂下陷而引起水溝、路面變形等問(wèn)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)生的塵土附著于濕潤(rùn)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(shè)施的使用功能和壽命。

幾乎所有的隧道病害都與滲漏水有著直接或間接的關(guān)系,隧道結(jié)構(gòu)的缺陷給隧道滲漏水提供了通道,隧道滲漏水的長(zhǎng)期作用又會(huì)加劇隧道侵蝕破壞,特別是在圍巖有地下水并具有侵蝕性的情況下,對(duì)襯砌和隧道設(shè)備的腐蝕更加嚴(yán)重。在運(yùn)營(yíng)期間,地下水常通過(guò)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(jìn)隧道中,造成洞內(nèi)通信、供電、照明等設(shè)備各處于潮濕環(huán)境而發(fā)生銹蝕、霉?fàn)€、變質(zhì)、失效,若使路面積水,就會(huì)改變路面反光條件,引起眩光,造成車輛打滑,危及行車安全。

2 公路隧道滲漏成因

一般來(lái)講,造成公路隧道滲漏水的原因與隧道襯砌裂縫有關(guān)系。根據(jù)筆者實(shí)踐證明,公路隧道的水害原因主要是公路隧道在修建中破壞了原來(lái)地下水系統(tǒng)的平衡, 譬如破壞地下水的儲(chǔ)存點(diǎn)和轉(zhuǎn)移通道,隨著隧道開(kāi)挖和臨空面的形成地下水向隧道區(qū)域匯集、滲出,造成地下水的重新分配,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。其主要原因是地質(zhì)、勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)管理幾個(gè)方面。具體到結(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(dòng)脫落,埋式止水帶與防水夾層也存在搭接問(wèn)題,不易形成一個(gè)封閉的防水圈等原因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(guò)大或裂縫過(guò)寬超過(guò)了防水材料的延伸性導(dǎo)致防水膜斷裂;防水層的完整性有缺損,致使地下水通過(guò)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(shí)造成防水層的空鼓、脫落等問(wèn)題,由此導(dǎo)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(rèn)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(hù)的重要性:混凝土結(jié)構(gòu)本身存在缺陷,施工不嚴(yán)格,襯砌混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)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(dǎo)致結(jié)構(gòu)白防水功能的失效,出現(xiàn)滲漏水病害。

3 高速公路隧道滲漏防治

根據(jù)筆者多年實(shí)踐,關(guān)于高速公路隧道滲漏防治,不僅應(yīng)考慮措施的效果、施工的可操作性、經(jīng)濟(jì)性和耐久性,還要在在變形縫和滲水量較大的集中漏水部位應(yīng)考慮“以排為主,堵排結(jié)合”的方法,對(duì)滲漏水較小的大面滲漏部位采用“以堵為主,堵排結(jié)合”的方法。現(xiàn)以實(shí)際為例來(lái)說(shuō)明。

3.1 工程概況

諸永(諸暨、永嘉)高速公路貫穿浙江中部,該項(xiàng)目是浙江省重點(diǎn)工程項(xiàng)目之一。它貫穿紹興、金華、臺(tái)州、溫州四市,連接諸暨、東陽(yáng)、磐安、仙居、永嘉等5個(gè)縣(市),是浙江省公路水路交通規(guī)劃“兩縱兩橫十八連三繞三通道”中的“一連”,溝通杭金衢、甬金、臺(tái)縉、溫州繞城公路等4條高速公路。全長(zhǎng)約225公里,總投資約163.9億元。諸永高速2004年底開(kāi)工,目前北線已經(jīng)通車,南線計(jì)劃2009年底通車,隧道總長(zhǎng)達(dá)60.5公里,約占線總長(zhǎng)的27%,隧道數(shù)量多達(dá)57個(gè)。

3.2 治理方案

對(duì)隧道滲(漏)水原因分析,認(rèn)為滲(漏)水主要因該隧道洞外頂部和兩側(cè)山體地下水(大氣降水,水量隨季節(jié)變化)在地質(zhì)不良和隧道結(jié)構(gòu)不合理情況下滲(漏)至洞內(nèi)形成的,所以要治理該隧道的滲(漏)水,必須對(duì)地下水進(jìn)行防、堵、引、排等綜合治理。

3.2.1 隧道頂部防水設(shè)計(jì)

為了防止大氣降水在隧道頂部匯集下滲,在隧道頂部?jī)?chǔ)存較多的地下水,工程設(shè)計(jì)中對(duì)隧道頂部地面進(jìn)行整平夯實(shí),使之不存在凹地形,大氣降水可以順地表流出,并在易積水位置設(shè)截水溝,以將地表水排出隧道頂部以外。

3.2.2 隧道堵水設(shè)計(jì)

壓注水泥漿。在漏水段拱部壓注水泥漿,以提高原襯砌混凝土的抗?jié)B能力,并對(duì)原襯砌混凝土進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。設(shè)計(jì)布置間距2.5m以內(nèi)的壓漿孔,孔深與襯砌混凝土厚度相同,以梅花形布置,壓注水泥漿配合比為:水泥:砂子:水=1:1:0.6,以0.5MPa壓力壓進(jìn)。

壓注水溶性聚氨酯漿液。在漏水段拱部襯砌混凝土,混凝土裂縫處、接縫處設(shè)計(jì)壓注水溶性聚氨酯漿液,使拱部襯砌混凝土內(nèi)部形成一道堵水層。在襯砌混凝土體上水溶性聚氨酯漿液注漿孔,設(shè)計(jì)布置形式與壓注水泥漿注漿孔相同,兩者壓漿孔位置錯(cuò)開(kāi)布置。水溶性聚氨酯漿液注漿孔深度應(yīng)控制在襯砌混凝土厚度的1/2左右,不能鉆透襯砌混凝土,埋設(shè)注漿管材料強(qiáng)度不小于原襯砌混凝土強(qiáng)度,壓注壓力為0.3MPa。往襯砌混凝土裂縫處、接縫處壓注水溶性聚氨酯漿液前須清除裂縫、接縫表面和縫內(nèi)灰塵,鑿出注漿孔,埋注漿管,再裂縫、接縫表面粘貼無(wú)紡布兩道,以0.4MPa壓力向縫內(nèi)壓注漿液。水溶性聚氨酯漿液溶度很小,在隧道拱部水能滲漏的通道,漿液亦能在壓力作用下反滲灌注填充與滲漏通道,并在遇水固化后,成為海綿狀固體膠凝于襯砌混凝土中,在固化時(shí)有微量膨脹,有利于襯砌混凝土堵水和抗?jié)B力的提高。

隧道引水設(shè)計(jì)。地下水滲(漏)至洞內(nèi)的通道封堵后,下滲至隧道襯砌混凝土與山體間的地下水不能長(zhǎng)期積聚在洞頂,避免形成新的病害,為此隧道漏水治理需做隧道內(nèi)引水設(shè)計(jì),引水設(shè)計(jì)方法是在隧道橫斷方向開(kāi)鑿從隧道拱頂滲(漏)水段至邊底部的排水槽,排水槽與周邊墻底部的原水溝接通。在排水槽拱頂至拱部馬口邊墻段間隔2.0m鑿排水槽的漏點(diǎn),漏點(diǎn)應(yīng)鑿?fù)敢r砌斷面。在排水槽的拱頂端增加“人”字形支槽,支槽與主槽相接,并按主槽方法設(shè)置漏點(diǎn)。

3.2.3 隧道排水設(shè)計(jì)

排水槽將地下水引至邊墻底部的隧道內(nèi)水溝后需排水于洞外,原有的隧道內(nèi)水溝可滿足水的需要,但因當(dāng)?shù)囟練鉁剌^低,為了防止冬季水溝結(jié)冰,導(dǎo)致排水不暢而凍裂排水槽。因此,需對(duì)隧道內(nèi)水溝進(jìn)行防寒水溝改造,改造設(shè)計(jì)為在原水溝兩側(cè)加設(shè)一道保溫層,在邊溝上部加設(shè)保溫層即鋪聚乙烯泡沫板,在保溫層上加蓋鋼筋混凝土蓋板。為使隧道內(nèi)水溝流水能通暢排走,避免冬季隧道口水溝結(jié)冰,造成隧道內(nèi)水溝排水不暢,設(shè)計(jì)在隧道內(nèi)水溝排水出口(即宜君端)至涵洞公路兩側(cè),新設(shè)長(zhǎng)30.0m的盲溝排水。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,我國(guó)大部分的公路隧道都有裂縫和滲漏水現(xiàn)象產(chǎn)生,若解決這類問(wèn)題,必須從防水、堵水、排水三方面出發(fā),尤其在圍巖破碎且受擠壓扭曲變形嚴(yán)重的地區(qū),三管齊下,才能從根本上解決此問(wèn)題。

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