山區(qū)公路隧道水害及防治措施綜述

時常悅 何玲玲

摘要：介紹了隧道滲漏水原因分析，在設(shè)計和施工中應(yīng)該注意的問題，對如何解決公路隧道防排水進行了探討。

關(guān)鍵詞：公路隧道 防排水 圍巖注漿 堵水

1.引言

水害是隊道內(nèi)最常見的病害之一?！笆砭怕保@一通俗的不確切說法在一定程度上反映了其發(fā)生的頻繁性。隧道內(nèi)水害不僅增加隧道內(nèi)的濕度，危及運營安全，往往還伴隨著一系列連鎖危害：隧道內(nèi)由于滲漏水、積水，將會造成襯砌開裂或使原有裂縫發(fā)展變大，加重襯砌裂損；當?shù)叵滤星治g性時，使襯砌混凝土受到侵蝕，并隨著滲漏水的不斷發(fā)展，使混凝土侵蝕日益嚴重；在寒冷地區(qū)，水是影響隧道圍巖凍脹的重要因素，襯砌水害嚴重，必然導致凍害嚴重。

目前，工程上對山嶺隧道滲漏水的預防可歸納為“三道防線”，即圍巖注漿堵水、防水層防水、襯砌加止水帶防水。但是，由于種種原因，國內(nèi)外公路隧道滲漏水現(xiàn)象仍十分普遍，“十隧九漏”的現(xiàn)象仍沒有得到根本改觀。本文將對公路隧道防排水體系的設(shè)計施工缺陷進行探討，以期提出有針對性的應(yīng)對措施。

2.隧道滲漏水原因分析

2.1設(shè)計問題

（1）對高壓富水區(qū)圍巖未考慮注漿加固圈或注漿加固圈厚度、強度不夠。

（2）隧道襯砌背后未考慮排水系統(tǒng)或排水系統(tǒng)排水齙力不足

（3）防排水材料選用不當，耐久性指標不明確和不完善，材料質(zhì)量不能滿足防水要求。

（4）混凝土強度指標和抗?jié)B標號不匹配，高水壓下的抗?jié)B能力不足。

（5）地下水在襯砌背后的串流問題沒有很好地解決，一旦防水板某處出現(xiàn)破損，地下水在混凝土背后串流，造成混凝土的薄弱部位滲漏。

2.2施工問題

（1）排水系統(tǒng)未按設(shè)計和規(guī)范要求施工和選擇材料。

（2）施工工藝不符合要求，例如防水板在鋪設(shè)過程中破損，止水條、止水帶安裝工藝不正確，安裝時間不合適，造成防水環(huán)節(jié)失效。

（3）用不符合國家或行業(yè)標準的材料，使防水工程耐久性降低。

（4）混凝土原材料、外摻料、外加劑、配合比不合要求或攪拌、運輸、灌注、振搗、養(yǎng)護等方面工藝不合理或管理不到位引起混凝土質(zhì)量問題。

2.3其他原因

（1）混凝土內(nèi)部的堿骨料反應(yīng)，使結(jié)構(gòu)的耐久性降低。

（2）結(jié)構(gòu)和防排水材料老化，耐久性降低、造成結(jié)構(gòu)防水性能降低和滲漏。

（3）地下水具有腐蝕性，鋼筋銹蝕，造成結(jié)構(gòu)抗?jié)B能力降低。

（4）結(jié)構(gòu)變形較大，造成防排水體系破壞。

（5）混凝土在空氣中碳化，致有效防水厚度減小。

（6）寒冷地區(qū)結(jié)冰和凍脹，造成防排水系統(tǒng)堵塞和破壞。

（7）洪水、滑坡、地震等自然災(zāi)害的影響。

3.設(shè)計和施工中需重視的問題

3.1注漿加固圈防排水

理論和實踐都證明，注漿能夠有效地減小隧道的涌水量、水壓力和水中的泥砂含量，圍巖和注漿加固圈防排水是防排水的第一道防線，在排水量控制方面起著重要的作用。

3.2初期支護的防排水

初期支護的厚度較薄，采用噴射作業(yè)，厚度一般不大于25cm，其均勻性和密實度一般較差，難以抵抗較高的水壓力，其防排水作用有限，因此對初期支護的防排水應(yīng)通過局部注漿治理小股流水，通過初期支護背后徑向注漿治理大面積滲漏水，而對于水壓比較高的大股流水，如出水比較清澈，應(yīng)以引排為主。

3.3排水系統(tǒng)

排水系統(tǒng)的設(shè)置是否合理，對控制隧道背后水壓力和隧道滲漏水量大小起著非常重要的作用。

3.4防水層

目前隧道及地下工程常用的防水層為卷材防水層和防水涂料，防水涂料存在施工工藝復雜、水量大時成膜困難、連續(xù)性和均勻性差以及對環(huán)境存在一定的污染等缺點，在隧道工程中不宜大規(guī)模使用，目前隧道常用的防水層為防水板。在施工中嚴格控制防水板的力學指標，符合規(guī)范要求，還要注意防水板的布置和掛設(shè)。

3.5防水混凝土

（1）防水混凝土的抗?jié)B標號應(yīng)大于隧道可能產(chǎn)生的最大水壓力，并且要考慮水壓力的不均勻和長期作用。

（2）防水混凝土應(yīng)摻加性能優(yōu)良的粉煤灰和外加劑，從而減少水泥和水的用量，提高混凝土的和易性，降低水化熱，防止混凝土開裂。

（3）對于水壓力相差較大的地段，應(yīng)使用設(shè)計強度和抗?jié)B標號不同的混凝土，以滿足結(jié)構(gòu)抗水壓和抗?jié)B要求。

3.6設(shè)置隔離帶

隧道高壓富水區(qū)往往集中在某些區(qū)段，如在高壓、富水區(qū)段兩端不設(shè)置隔離帶，地下水往往會在襯砌背后縱向串流，水壓力直接傳遞，使一般區(qū)段也發(fā)生滲漏，因此對于高壓富水區(qū)應(yīng)設(shè)置隔離帶，使地下水在地層中滲流，水壓力發(fā)生衰減，從而減小高壓富水區(qū)隧道滲漏水對相鄰區(qū)段的影響?？v向隔離帶可通過變斷面、注漿帷幕、隔離銅板（或鋼板）等方式，起到阻水作用。

3.7施工縫、變形縫的處理

采用的是整體液壓式襯砌臺車，全斷面整體澆筑，盡可能地減少了施工縫數(shù)量。確保相鄰襯砌混凝土板的銜接質(zhì)量，避免漏漿。

（1）應(yīng)根據(jù)水壓力和隧道的滲漏水量大小，采用不同的施工縫、變形縫防水形式，但防水形式不應(yīng)過于復雜，造成施工困難；對于一級防水結(jié)構(gòu)的施工縫或變形縫，一般情況下應(yīng)設(shè)置兩道止水條或止水帶。

（2）對于素混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)設(shè)置中埋式止水帶，止水帶寬度應(yīng)滿足防水要求；對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)設(shè)置背貼式止水帶，以避免環(huán)向鋼筋對止水帶位置的影響。

（3）止水條應(yīng)嵌在接縫混凝土的凹槽中，以便于定位和防水。

（4）止水條和止水帶之間均應(yīng)進行焊接，以提高接頭的防水能力。

4.結(jié)語

（1） 公路隧道防排水是項系統(tǒng)工程，需綜合考慮指導原則，設(shè)理念和施工質(zhì)量等問題。

（2） “以排為主”的防排水指導原則，不利于生態(tài)和環(huán)境的保護。已經(jīng)不適應(yīng)公路隧道進一步發(fā)展的需要，建議改為“堵水限排”。

（3） 對地層注漿有助于減小地下水排放的流量，注漿后仍然要在襯砌背后設(shè)置地下水排導系統(tǒng)，并且在襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計計算時仍要考慮襯砌外水壓力，襯砌所受的水壓力目前尚無成熟的計算理論和方法，需要進一步研究。

（4） 注漿是很有必要的，在一般的地層條件中，通過注漿可以減少圍巖的滲透系數(shù)，限制地下水的流出量。

（5） 在有地下水出露的地段，排水系統(tǒng)的設(shè)置很有必要，可以起到排放滲水和減少襯砌所受水壓的作用。

（6） 通常注漿和排水系統(tǒng)應(yīng)該聯(lián)合使用。“注漿―排導”方式以圍巖注漿為堵水手段，在襯砌中仍設(shè)置排導系統(tǒng)“堵水限排”，這是一種比較有效的方法。

（7） 總的來說，隧道防排水設(shè)計要綜合考慮設(shè)計和施工各種因素，因地制宜，根據(jù)工程條件選擇合理的排堵措施。

參考文獻：

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