淺析聯(lián)拱式隧道滲漏水與防治

崔 革，黃海松，何小寒，陳鐵軍

(江蘇省交通科學(xué)研究院股份有限公司，江蘇 南京 210017)

隨著城市的快速發(fā)展，交通運輸事業(yè)也發(fā)生巨大的轉(zhuǎn)變，如今的滬寧連接線其功能也逐漸向城市快速路方向轉(zhuǎn)變，較后建的玄武湖隧道、九華山隧道，作為該連接線重要組成部分的衛(wèi)崗隧道現(xiàn)狀及設(shè)施(滲漏水、路面破損、景觀差、噪音大等)不僅不適應(yīng)這種變化的需求，而且存在相當(dāng)明顯的時代落差。因此，進行綜合整治顯得極為必要，本文僅以隧道病害中的滲漏水整治為重點進行闡述。

為此，筆者以衛(wèi)崗隧道綜合整治工程為依托，同時建立在國內(nèi)學(xué)者［1～6］關(guān)于對隧道滲漏水病害研究與防治經(jīng)驗的實踐基礎(chǔ)上，較為全面地分析了衛(wèi)崗聯(lián)拱式隧道滲漏水病害的原因，進而采用防、排為主的防、排、堵綜合治理措施進行徹底整治，以期為類似工程的設(shè)計與施工提供一定的參考價值。

1 工程概況

衛(wèi)崗隧道位于南京市中山門外的衛(wèi)崗，隧道軸線穿越南京軍區(qū)前線歌舞團，為上、下行分離的聯(lián)拱式隧道，起點樁號K1+317，終點樁號為K1+767，隧道全長450 m，采用基坑開挖，修筑襯砌后回填的明洞襯砌型式。

隧道經(jīng)過路段屬丘崗地貌，地形起伏不大，吳淞標(biāo)高30～47 m，其上部第四紀(jì)土層表面為人工填土，其下為坡積、洪積粘土～亞粘土及卵礫石層;下部基巖為白堊紀(jì)上統(tǒng)浦口組泥質(zhì)粉砂巖、白堊紀(jì)下統(tǒng)葛村組砂巖、含礫砂巖及侏羅紀(jì)西橫山組長石砂巖，隧道基礎(chǔ)大部落在卵礫石層或全～強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖層。地下水為基巖裂隙水，局部承壓，地下水位標(biāo)高10.05～42.7 m，水位變化受季節(jié)變化影響。

2 原設(shè)計方案

2.1 襯砌自防水

襯砌防水采用C25防水混凝土，在混凝土中添加TMS復(fù)合高效防水劑，投入量為水泥的4%，即每1 m3混凝土約需13.6 kg。

2.2 施工縫(沉降縫)防水

采用XZ－300－10型外貼式橡膠止水帶在襯砌拱部、邊墻外緣鋪設(shè)。全隧道共設(shè)40道，總長1845 m。襯砌型式均按10 m一段進行施工，施工縫作為沉降縫進行處理，填縫材料全部采用刷油防腐九夾板作為填縫料。

2.3 外圍防水

襯砌拱部、邊墻外緣鋪設(shè)250 g/m2無紡?fù)凉げ己? mm厚PVC復(fù)合防水層(改進了施工工藝，采取了用032接脂膠粘合二層防水層)。

隧道頂部開挖邊坡以外地表設(shè)60 cm×60 cm梯形邊溝、防止地表水下滲，并結(jié)合施工排水，作為坡頂截水溝使用。開挖基坑底部施工排水采用開溝積水排出的方法進行引排。

2.4 洞內(nèi)排水

隧道內(nèi)路面采用預(yù)埋直徑15 cm鑄鐵排水管加75 cm×50 cm沉砂井排水，路面沖洗水及車輛帶入水通過邊溝引入路基排水邊溝排出。

3 防治方案

3.1 滲漏水狀況

通過現(xiàn)場勘察，隧道襯砌等主體結(jié)構(gòu)未見明顯破損，但所有施工(變形)縫均存在嚴(yán)重的滲漏水，同時裂縫附近伴有大范圍的滲水。具體表現(xiàn)如下:左側(cè)隧道施工(變形)縫共44個，裝飾層裂縫、脫皮、滲漏44處，縫處均滲漏水嚴(yán)重;南側(cè)隧道施工(變形)縫共44個，隧道墻體裂縫、脫皮、滲漏44處(大小不等)，縫處也均滲漏水嚴(yán)重。

3.2 滲漏水分析

衛(wèi)崗隧道建成于1996年，迄今為止已運營13年之久，使用后也未曾大修。通過解讀原防水設(shè)計方案，以及結(jié)合目前隧道滲漏水的現(xiàn)狀，筆者認(rèn)為除了防水材料老化外，還有以下幾個主要原因。

3.2.1 直接因素

滲漏水源和滲漏通道的存在。水源主要有地表水或大氣降水(雨水)和基巖裂隙水;通道主要包含圍巖裂隙、施工(變形)縫、混凝土裂縫、回填欠密實形成的通道。首先，地表水或大氣降水集聚(排水不暢)、下滲，加之明洞襯砌修筑后回填不密實，促使在襯砌拱部形成儲存區(qū)，一旦襯砌背后排水系統(tǒng)失效時，在各種復(fù)雜的應(yīng)力共同作用下，通過各種滲漏通道(邊墻裂縫、邊墻腳部、施工縫、變形縫、沉降縫、拱頂襯砌裂縫處)引發(fā)滲漏水問題。其次，除了與圍巖自身節(jié)理發(fā)育程度有關(guān)外，因為開挖施工對圍巖的擾動較大，圍巖裂隙自然就成為地下水補給通道。

3.2.2 間接因素

3.2.2.1 設(shè)計方面

除工程防水標(biāo)準(zhǔn)確定不合理外，由于雙聯(lián)拱隧道結(jié)構(gòu)的特點，即中隔墻肩部左右兩邊各有一條縱向的施工縫，當(dāng)中隔墻體內(nèi)排水系統(tǒng)不暢時，水便從施工縫處滲出?？梢?，在設(shè)計時應(yīng)考慮新的聯(lián)拱隧道結(jié)構(gòu)形式和防排水措施。

3.2.2.2 施工方面

(1)鑒于雙聯(lián)拱隧道施工的復(fù)雜性，中隔墻往往先于上部襯砌施工，容易導(dǎo)致中隔墻、邊墻和上部襯砌施工縫不處于同一橫斷面位置，因而導(dǎo)致施工縫間產(chǎn)生錯剪裂縫。

(2)由于中隔墻頂部及襯砌結(jié)構(gòu)背后回填力度不到位所產(chǎn)生的滲漏通道，由此引起襯砌結(jié)構(gòu)背后存在滲漏通道或空洞，同時也導(dǎo)致隧道支護結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)不合理。

(3)襯砌及防水措施施工質(zhì)量因素。配合比、振搗不實、澆筑不連續(xù)、強度偏低、三縫止水帶安裝的認(rèn)真程度等因素，均容易導(dǎo)致沉降縫發(fā)生大錯位、施工縫旁產(chǎn)生斜向裂縫等病害。可見，施工方面的影響為滲漏水現(xiàn)象發(fā)生創(chuàng)造了前提條件，最終導(dǎo)致施工縫附近伴有大范圍的滲水現(xiàn)象。

綜上，本工程處理措施的選擇除了需要考慮經(jīng)濟、社會效益外，還需綜合考慮聯(lián)拱隧道結(jié)構(gòu)的特殊性、施工復(fù)雜性、滲漏水原因等多重因素。

3.3 防治措施

基于以上分析，本次隧道滲漏水防治設(shè)計的總體指導(dǎo)理念是:在以經(jīng)濟合理性、技術(shù)可行性、施工可操作性為前提原則，采用防、排為主的防、排、截、堵綜合治理措施，同時注重新材料、新技術(shù)的運用，進行隧道病害滲漏水的整治，詳見圖1。

(1)“截”，即地表水是隧道地下水的補給源，防止地表水下滲，及早處理地表水是隧道防止?jié)B漏的第一環(huán)節(jié)。維護及修繕原隧道頂部開挖邊坡以外地表設(shè)置坡頂截水邊溝(60 cm×60 cm梯形)。同時，密實對可能引起地表水下滲的地方，以盡可能的減少滲透量。

(2)“排”，即主要采用引排水技術(shù)。主要通過沿襯砌施工(變形縫)內(nèi)表面下埋置10 PVC透水導(dǎo)管(圖2)，將滲漏水引入到電纜溝側(cè)墻外的混凝土凹槽(80 mm×50 mm)中，然后通過沉砂井等隧道原排水系統(tǒng)將水集中排到隧道外邊溝中。其中，凹槽為現(xiàn)澆混凝土排水槽，其設(shè)置不僅可以解決隧道滲漏水排水無序，還可以排除道路養(yǎng)護及以其他方式進入隧道路面的水。

圖1 施工(變形)縫排水構(gòu)造

圖2 10 PVC透水管

需要注意的是，安置透水管之前，應(yīng)對施工(變形)縫表面及縫兩側(cè)襯砌表面各50 cm寬范圍進行打磨清理，透水管應(yīng)使有孔側(cè)向襯砌里面放置。

此外，清理、疏通及改造隧道原有的鑄鐵排水管、沉砂井和邊溝作為引排水技術(shù)的必要補充。

(3)“堵”，即為保證排水效果。在埋置透水管后，在管外設(shè)置遇水膨脹橡膠條(20 mm×10 mm)以便加強堵水。接著使用聚氨酯建筑密封膠(80 mm×10 mm)對遇水膨脹橡膠條外表面進行封閉處理。膨脹橡膠條與聚氨酯建筑密封膏須用隔離紙進行分隔。

圖3 鋁合金接水盒

(4)“防”，即在襯砌施工(變形)縫表面設(shè)置鋁合金接水盒(圖3)。接水盒安裝前應(yīng)對施工(變形)縫兩側(cè)各50 cm寬度范圍內(nèi)襯砌表面噴涂2 mm厚聚氨酯防水漆，以增強防水效果。在100年的運營期保證每條施工(變形)縫都密不漏水，其困難程度難以想象。一旦以上的防水設(shè)施都失效，接水盒可以避免隧道施工(變形)縫發(fā)生滲漏后，滲漏水流入隧道影響隧道的正常運營。

4 結(jié)束語

根據(jù)對衛(wèi)崗隧道滲漏水狀況的現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，結(jié)合聯(lián)拱式隧道的特殊性、施工復(fù)雜性等特點，提出以引排水技術(shù)、清理改造隧道排水溝等多種方案相結(jié)合，即采用防、排為主的防、排、截、堵綜合治理措施，達(dá)到預(yù)期的工程效果，運行狀態(tài)良好。

未雨綢繆，防患未然。隧道滲漏水病害往往是多種原因共同作用的結(jié)果，因此只有科學(xué)設(shè)計、合理選材、精心施工，才能徹底解決聯(lián)拱式隧道襯砌滲漏水的難題。

［1］吳兵，劉軍.關(guān)興公路蛇形坡隧道襯砌滲漏水的綜合治理［J］.現(xiàn)代交通技術(shù)，2008，5(6):51 －53

［2］吳夢軍，張永興，劉新榮.公路隧道病害處治技術(shù)研究［J］.地下空間與工程學(xué)報，2007，3(5):967－971

［3］李偉，楊其新，楊丹.隧道襯砌施工縫和變形縫防水新方法的研究［J］.隧道地下工程，2008(2):75－78

［4］黃友林，吳連波.公路隧道襯砌開裂和滲漏水的分析及防治［J］.公路交通技術(shù)，2008(1):115 －117

［5］葛群，王勁，吳志杰，等.老隧道裂縫、滲漏水原因分析及處理方案［J］.西部探礦工程，2009，21(B3):37 －38

［6］JTGD 70－2004公路隧道設(shè)計規(guī)范［S］