巖溶地區(qū)隧道二襯防滲水處理探討

蘇煥全，湯興文

(廣西長長路橋建設(shè)有限公司，廣西 南寧 530001)

巖溶地區(qū)隧道二襯防滲水處理探討

蘇煥全，湯興文

(廣西長長路橋建設(shè)有限公司，廣西 南寧 530001)

在高速公路隧道施工中常遇到巖溶等地質(zhì)構(gòu)造，地表水沿巖溶裂隙侵入二襯，造成隧道二襯滲水，部分發(fā)育巖溶具有儲水效應(yīng)，導(dǎo)致隧道二襯長期滲水，影響隧道的通行功能。文章針對該地貌特點(diǎn)，制定隧道二襯防滲水的處治方案，在實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化工藝，提供喀斯特地貌山區(qū)高速公路隧道病害處治方案。

裂隙；滲水處理；開槽；注漿

0 引言

廣西某高速公路地處喀斯特地貌區(qū)，隧道圍巖受裂隙發(fā)育切割，形成毛細(xì)網(wǎng)狀，與發(fā)育巖溶聯(lián)通構(gòu)成整個流水通道網(wǎng)，雨季時巖溶補(bǔ)充蓄水，旱季時巖溶儲水補(bǔ)充進(jìn)毛細(xì)水網(wǎng)，導(dǎo)致隧道二襯施工完成后常年出現(xiàn)滲水狀況，需采取處治措施，現(xiàn)結(jié)合某高速路隧道實(shí)際情況對巖溶地貌隧道二襯防滲水的處治方案進(jìn)行簡述。

1 工程概況

該標(biāo)段隧道區(qū)屬巖溶峰叢地貌，山體高聳、陡峻，隧道橫穿山體，地下水為松散巖類孔隙水和巖溶水，以巖溶水為主，松散巖類孔隙水主要靠大氣降雨補(bǔ)給，其主要排泄方式為逐漸垂直滲漏補(bǔ)給下部巖溶水，逕流途徑短，巖溶水賦存于灰?guī)r裂隙、溶洞中，以管道流為主，補(bǔ)給來源主要是大氣降水，其次是地表水補(bǔ)給，逕流方式以裂隙-管道型為主，兼有管道-裂隙型、裂隙型。由于隧道防、排水體系沒有全部竣工，未能完全發(fā)揮防、排水功能，隨著雨季到來，圍巖水在重力作用下沿著裂隙及設(shè)計的排水體系下滲后不能及時排除，從而導(dǎo)致隧道已施工二襯在水壓力過大及防水體系薄弱環(huán)節(jié)處出現(xiàn)滲水，產(chǎn)生質(zhì)量病害，影響隧道的通行功能。

經(jīng)現(xiàn)場勘察，滲水主要有以下幾種形式：

(1)形式1：拱腰及拱頂部位置滲水，滲水部位主要在接線盒及施工縫位置，以浸濕二襯混凝土為表象；

(2)形式2：矮邊墻位置滲水，主要位于矮邊墻頂與二襯混凝土交接處，以浸濕二襯混凝土為表象；

(3)形式3：二襯底部滲水，位于二襯底部與仰拱填充面交接處滲水，以浸濕仰拱面為表象。

2 處理措施

隧道防排水設(shè)計采用“防、排”為主，“堵、截”相結(jié)合的綜合治理措施。采用何種方式進(jìn)行隧道二襯滲水處治，以使處理效果達(dá)到預(yù)期目的，防止?jié)B水反復(fù)發(fā)生，非常重要。滲水處理比較難控制，圍巖的滲水部位是隱蔽工程，滲水表象并不能準(zhǔn)確反映圍巖滲水部位，圍巖水通過二襯間的裂隙流動，在二襯孔隙大的部位直觀地反應(yīng)出來，因此，隧道二襯滲水以“排”“截”為主。

2.1 排水

通過開槽的處理工藝，把隧道滲水集中引入到隧道的設(shè)計排水設(shè)施進(jìn)行排除。

2.1.1 開槽

對滲水部位進(jìn)行開槽處理。切槽前先用墨線彈好線形，確保切槽順直，切槽的尺寸根據(jù)現(xiàn)場勘察后的滲水程度進(jìn)行確定，掏槽深度從二襯平面起算≥10 cm，并確保有≥2 cm厚度的堵水材料及2 cm以上的高強(qiáng)砂漿覆蓋，槽中線以滲水線為中心，最小槽寬≥埋設(shè)φ75mm半管。

(1)滲水范圍≤0.1m2或者以隧道環(huán)向線狀滲水為主時，用切割機(jī)垂直于隧道軸線進(jìn)行切割，切槽長度為最高滲水點(diǎn)以上30cm，下部延伸至電纜溝墻頂以下30cm處。在鑿除混凝土?xí)r，電纜溝墻頂以下30cm需按弧形鑿除，形成順暢的過度，以利于水流，最后把水引入電纜溝內(nèi)排除。開槽環(huán)向示意圖見圖1。

圖1 開槽環(huán)向示意圖

(2)如果滲水范圍>0.1m2或出現(xiàn)水平向帶狀滲水時，需采用樹形開槽，即以隧道環(huán)向開槽為主引水通道，在大范圍滲水或帶狀滲水位置二襯上開橫向輔助槽，形成樹狀匯水體系，輔助槽內(nèi)的水匯集至主水道內(nèi)引入隧道設(shè)計排水系統(tǒng)排出隧道。橫向輔助槽向主引水通道一側(cè)呈3%～5%坡度，以利于排水。樹形開槽面積≥滲水部位面積。開槽平面示意圖見圖2。

圖2 開槽平面示意圖

2.1.2 鉆導(dǎo)水孔

開槽后，在槽內(nèi)按50cm(按滲水量調(diào)整間距)環(huán)向等間距沿隧道徑向鉆導(dǎo)水孔，孔徑φ30～50mm，孔深≥1m。

2.1.3 引水腔施工

導(dǎo)水孔施工完成后，清洗槽內(nèi)混凝土表面，在槽內(nèi)埋設(shè)φ75mm半管，與開槽形成封閉空腔，引水腔與設(shè)計隧道防排水體系形成連通的排水網(wǎng)絡(luò)。

2.1.4 封堵

半管安裝完成后，涂抹瀝青或者防水卷材等堵水材料對槽口進(jìn)行封堵，以防止半管的水從縫隙滲出，最外層用高強(qiáng)沙漿壓實(shí)抹平，加強(qiáng)抗?jié)B能力，并起到對半管固定的作用。對水壓大的槽口位置植徑向鋼筋加固，徑向鋼筋需采用防水材料全包裹。施工完成后對表層封堵砂漿進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

2.2 截水

2.2.1 鉆注漿孔

在滲水區(qū)域內(nèi)，以開槽為樹干，呈分散狀布設(shè)注漿孔，布設(shè)密度根據(jù)滲水情況確定。鉆機(jī)選用普通電動沖擊鉆成孔，孔徑根據(jù)選用的注漿設(shè)備配套的注漿管確定，孔深為二襯厚度深入5～10cm。鉆孔孔壁必須清理干凈，在鉆孔完成后，使用高壓空氣(風(fēng)壓0.2～0.4MPa)將孔內(nèi)巖粉全部清除出孔外，以免降低注漿液與孔壁的粘結(jié)強(qiáng)度。鉆注漿孔情況見圖3。

圖3 鉆注將孔示意圖

2.2.2 注漿

(1)注漿設(shè)備

使用XJ-1098高壓注漿機(jī)進(jìn)行注漿，該設(shè)備具有施工快速，可在3～10s內(nèi)達(dá)到工作壓力，灌注速度快；機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計小巧，施工操作簡單、容易，壓力持續(xù)，注漿液可有效灌注至細(xì)微縫，有效堵塞孔隙，所需注漿孔開孔孔徑小，能有效保證二襯強(qiáng)度。

(2)漿液

采用單液型水溶性聚氨酯注漿液。該種漿液具有黏度低、流動性能好、凝結(jié)時間短、與水接觸迅速起化學(xué)反應(yīng)而膨脹凝固、防水性能好、高膨脹率、超結(jié)構(gòu)彈性膠體補(bǔ)強(qiáng)等特點(diǎn)，漿液生成固體物質(zhì)的同時，釋放氣體，借助氣體的壓力，漿液可進(jìn)一步壓進(jìn)疏松的空隙，使多孔性結(jié)構(gòu)能完全充填密實(shí)，有效封閉孔隙及封堵縫隙，實(shí)現(xiàn)截水效果。

3 結(jié)語

隧道二襯滲水問題經(jīng)上述措施處理后，隧道已通過竣工驗(yàn)收，按計劃工期完成通車任務(wù)。該項(xiàng)處理措施效果很好，經(jīng)現(xiàn)場檢驗(yàn)，隧道二襯滲水部位經(jīng)過該項(xiàng)措施處理后，經(jīng)歷雨季沒有出現(xiàn)再次滲水現(xiàn)象，現(xiàn)隧道發(fā)揮正常通行功能。

經(jīng)實(shí)踐分析認(rèn)為，圍巖水壓力是造成隧道二襯滲水的主要原因，正確掌握隧道水系“排、截”的處治理念是杜絕隧道二襯再次出現(xiàn)滲水的重要手段。水作為一種流體，其受重力作用流動是自然本質(zhì)，充分理解水的本質(zhì)特性，通過采取相應(yīng)的措施，利用導(dǎo)水孔及引水腔對水流進(jìn)行引流，形成通道，可消除水壓力對二襯的侵蝕，同時通過注漿截水使水流沿既定的流動途徑排除，也可消除隧道二襯滲水病害。

本項(xiàng)目成功采用該項(xiàng)隧道二襯滲水處理措施，有效降低成本，處理速度快，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。目前，隧道二襯滲水的質(zhì)量通病還沒有很好的解決措施，滲水大都是在隧道二襯結(jié)構(gòu)完成后才出現(xiàn)明顯表象，具有一定的不可預(yù)見性。因此，此次成功的施工經(jīng)驗(yàn)極具經(jīng)濟(jì)性及推廣價值，為喀斯特地貌山區(qū)高速公路隧道病害處治提供了參考方案。

[1]王夢恕.中國隧道及地下工程修建技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2010.

[2]洪開榮.山區(qū)高速公路隧道施工關(guān)鍵技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2011.

[3]JTGF60-2009，公路隧道施工技術(shù)規(guī)范[S].

[4]河池至都安高速公路兩階段施工圖設(shè)計[Z].

Discussions on Anti-seepage Treatment for Second Lining of Tunnel in Karst Area

SU Huan-quan，TANG Xing-wen

(Guangxi Changchang Road & Bridge Construction Co.，Ltd.，Nanning，Guangxi，530001)

The karst and other geological structures are often encountered in the construction of expressway tunnels，the surface water intrudes into the second lining along the karst fissures，which results in the water seepage of secondary lining，and some developed karst has the water storage effect，resulting in long-term water seepage of tunnel secondary lining，thus affecting the tunnel’s traffic function.In view of the characteristics of such geomorphology，this article formulated the seepage prevention treatment plan of tunnel secondary lining，summarized the experience and optimized the technology during practices，thereby providing the disease treatment plan for expressway tunnel in karst landform mountainous area.

Fracture；Seepage treatment；Grooving；Grouting

蘇煥全(1981—)，高級工程師，主要從事工程管理工作；

湯興文(1987—)，助理工程師，主要從事工程管理工作。

U457+

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.11.012

1673-4874(2016)11-0060-04

2016-10-25