隧道滲漏水病害成因分析及等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

林枝祥

摘要：近年來，隨著我國國力的持續(xù)增強(qiáng)和國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)愈加重視，我國公路隧道，特別是長大隧道建設(shè)與科研也取得了長足的進(jìn)步與蓬勃的發(fā)展。然而，隧道所處的環(huán)境較復(fù)雜，其中地下水環(huán)境尤為復(fù)雜，致使公路隧道在運(yùn)營過程中病害頻發(fā)，為隧道的安全運(yùn)營帶來很大隱患。其中，滲漏水是公路隧道最常見的病害之一。

關(guān)鍵詞：隧道；滲漏水現(xiàn)狀；病害成因；病害等級(jí)劃分

前言：在我國的領(lǐng)土范圍內(nèi)，山地或者重丘形式約占有總國土面積的四分之三，所以在建設(shè)公路時(shí)，為了使線形能夠得到改善，同時(shí)將山路的坡度降低，使行車?yán)锍毯蜁r(shí)間能夠顯著縮短，通常就會(huì)采用隧道施工方案。同時(shí)，我國的水域范圍也非常廣闊，在規(guī)劃沿海或者內(nèi)河公路通道施工時(shí)，在橋梁和隧道二者中比選其一的情況經(jīng)常發(fā)生。雖然橋梁施工的風(fēng)險(xiǎn)和難度都相對(duì)比較小，但是會(huì)影響到航道的正常通行，所以下比之下，水下隧道就顯現(xiàn)出了更多的優(yōu)點(diǎn)，不影響航運(yùn)，不被時(shí)間和環(huán)境所影響，抗震性能更高，對(duì)生態(tài)環(huán)境影響更小等等，因此水下隧道在我國公路建設(shè)中也被越來越多地應(yīng)用。隧道結(jié)構(gòu)具有一定的特殊性，所處的環(huán)境，尤其是水下環(huán)境都十分復(fù)雜，導(dǎo)致隧道施工過程中，受到外界因素的影響比較大，營運(yùn)過程中病害問題也一一突顯，其中較常見的病害之一就是隧道滲漏水。

1隧道滲漏水病害可能會(huì)產(chǎn)生的危害

滲漏水病害會(huì)影響到襯砌結(jié)構(gòu)的性能，（如安全性、耐久性），而圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，施工時(shí)的環(huán)境，洞內(nèi)的設(shè)備設(shè)施，以及行車安全等的隱患也由此而生。隧道滲漏水有可能會(huì)造成以下幾點(diǎn)危害：

（1）滲漏水會(huì)使襯砌結(jié)構(gòu)被慢慢風(fēng)化，剝蝕，進(jìn)行破壞整個(gè)襯砲結(jié)構(gòu)。如果滲漏水中含有腐蝕性的成份，會(huì)造成圍巖軟化，進(jìn)行變形和失穩(wěn)，隧道結(jié)構(gòu)的安全性及耐久性在很大程度上被降低。如果在氣溫寒冷的地區(qū)，滲漏水會(huì)形成結(jié)冰，隧道襯砌結(jié)構(gòu)會(huì)因?yàn)榉磸?fù)凍脹而遭到損壞。

（2）滲漏水如果發(fā)生在隧道工程施工期間，會(huì)影響到正常的施工環(huán)境，不能保障初噴的混凝土質(zhì)量和礃子面的穩(wěn)定，一旦發(fā)生涌水病害，礃子面可能會(huì)直接坍塌。

（3）如果滲漏導(dǎo)致路面積水，尤其在天氣寒冷時(shí)，積水結(jié)冰，輪胎與路面的摩擦系數(shù)極小，會(huì)使行車環(huán)境惡化，造成行車不穩(wěn)，方向失去控制，車輛發(fā)生側(cè)滑等危險(xiǎn)。

（4）滲漏水會(huì)造成隧道內(nèi)的各種設(shè)施被侵蝕而不能正常使用。如通風(fēng)設(shè)備、照明設(shè)施、通訊設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備以及地面交通標(biāo)志等等。

2隧道滲漏水病害成因分析

公路隧道滲漏水影響因素主要有兩類。一類是外因，如年均降雨量、地表匯水面積、植被覆蓋情況、不良地質(zhì)條件、地下水腐蝕性、圍巖溶蝕性、圍巖裂隙聯(lián)通情況等因素，是導(dǎo)致滲漏水發(fā)生的源頭；另一類是內(nèi)因，比如襯砌結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和厚度、隧道的設(shè)計(jì)、施工和營運(yùn)等因素，影響著滲漏水發(fā)生的渠道和嚴(yán)重程度，起到了主導(dǎo)作用。

形成公路隧道滲漏水有個(gè)必要條件，一個(gè)是有水源補(bǔ)給，另一個(gè)需要有滲漏水通道，兩者共存時(shí)即產(chǎn)生滲漏。造成公路隧道滲漏水的成因多樣且較為復(fù)雜，概括起來主要有設(shè)計(jì)理念、施工質(zhì)量控制和養(yǎng)護(hù)水平個(gè)層面的原因。

2.1設(shè)計(jì)理念方面

如果對(duì)圍巖級(jí)別劃分不準(zhǔn)確以及對(duì)水文條件的估計(jì)不夠，從而造成襯強(qiáng)度厚度設(shè)計(jì)不足、抗?jié)B等級(jí)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，就有可能導(dǎo)致隧道滲漏水。隧道襯砌設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足時(shí)，圍巖的壓力、溫度應(yīng)力等因素會(huì)使襯砌發(fā)生開裂的現(xiàn)象，從而形成滲漏通道，使隧道呈現(xiàn)各種形式的滲漏。隧道防排水系統(tǒng)通常情況下會(huì)使用排水管加防水板的方式構(gòu)成防排水體系，但是排水管易堵，防水板易破是這種防排水系統(tǒng)的通病。如果排水管堵塞，水壓就會(huì)隨之增加，滲漏水在防水板破損后進(jìn)入到防水板與二襯中間沒有排水通道的位置，滲漏水病害隨之發(fā)生。此外，隧道接縫處一般都是使用橡膠的止水條或者止水帶，這種材質(zhì)較容易松動(dòng)和脫落，與防水夾層的搭接也存在問題，密封性能較難保障，這是當(dāng)前隧道施工縫滲漏的主要原因之一。

2.2控制施工質(zhì)量

隧道施工時(shí)，爆破操作不規(guī)范，存在嚴(yán)重的超欠挖現(xiàn)象，襯砌施工時(shí)，與圍巖的結(jié)合不夠緊密，會(huì)在襯砌之后產(chǎn)生儲(chǔ)水的空間，還會(huì)使圍巖松動(dòng)，地下水很容易就能夠滲透到襯砌的位置，最終發(fā)生滲漏。初期支護(hù)的施工操作不規(guī)范，表面過于粗糙，沒有良好的平整度，會(huì)擦裂或者戳穿防水板；襯砌用的混凝土如果振搗不夠密實(shí)，會(huì)使混凝土較為疏松，襯砌的混凝土抗?jié)B性變差；二次襯砌施作時(shí)，如果過早地拆?；蛘咴缙诘酿B(yǎng)護(hù)工作不充分，就容易產(chǎn)生裂縫，形成滲漏的通道；施工縫埋設(shè)止水帶的操作不規(guī)范，密封不嚴(yán)；防水板使用的材料沒有足夠的拉伸強(qiáng)度、延伸率和抗刺破、耐侵蝕能力；防水層鋪設(shè)時(shí)，采用了有釘鋪設(shè)法，且釘孔沒有經(jīng)過嚴(yán)格處理，或是采用無釘鋪設(shè)時(shí)焊接的工藝較差，有漏焊或者防水板在施工時(shí)被焊穿、刺破或者燒破，以上種種情況均會(huì)導(dǎo)致防滲漏水災(zāi)害的發(fā)生。

2.3養(yǎng)護(hù)不到位

通常情況下，在隧道運(yùn)營通車以后，隧道的排水系統(tǒng)需要定期進(jìn)行清理，以保障排水的暢通。如果隧道的中心排水溝發(fā)生堵塞，襯砌背后的地下水排出就會(huì)不及時(shí)，從而導(dǎo)致襯砌背后水壓過大，最終造成襯砌開裂，而另一襯砌背后的地下水，就會(huì)從各個(gè)相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié)滲出。

3隧道滲漏水災(zāi)害的等級(jí)評(píng)定

本文采用模糊數(shù)學(xué)理論對(duì)公路隧道滲漏水病害進(jìn)行評(píng)價(jià)。將評(píng)價(jià)模型定為三層模型，進(jìn)行兩級(jí)模糊評(píng)判；將隧道滲漏水病害按照嚴(yán)重程度劃分為四個(gè)等級(jí)，作為評(píng)價(jià)的評(píng)語集；隧道滲漏水評(píng)價(jià)作為目標(biāo)層，自然條件因素、圍巖及地下水因素、設(shè)計(jì)因素、施工因素和營運(yùn)維護(hù)因素作為準(zhǔn)則層，準(zhǔn)則層下有指標(biāo)層；從指標(biāo)層到準(zhǔn)則層進(jìn)行一級(jí)評(píng)判，再從準(zhǔn)則層到目標(biāo)層進(jìn)行二級(jí)評(píng)價(jià)，最終利用最大隸屬度原則得出隧道滲漏水等級(jí)。

1）隧道營運(yùn)在完全安全的狀態(tài)中，在襯砌的裂縫有輕微的或者完全沒有滲漏水，此種程度行車安全完全不受影響，只要保證日常的監(jiān)控即可。

2）隧道營運(yùn)在基本安全的狀態(tài)中，在襯砌的裂縫有中度的滲漏水，主要表現(xiàn)為在襯砲裂縫等處漏水，此種程度行車安全幾乎不受影響，但不能保障太長的時(shí)間。應(yīng)該結(jié)合監(jiān)控項(xiàng)目判斷滲漏水的情況是否會(huì)進(jìn)一步發(fā)展，如果若滲漏的程度持續(xù)增長，則需要發(fā)出預(yù)警信號(hào)，同時(shí)加強(qiáng)監(jiān)控的頻率及日常養(yǎng)護(hù)。

3）隧道營運(yùn)開始出現(xiàn)不安全的狀態(tài)，在襯砌裂縫等處出現(xiàn)涌水，滲漏水程度較大，行車安全會(huì)受到威脅，繼續(xù)發(fā)展下去，會(huì)降低隧道的安全性和耐久性。此種程度可以在車道半封閉，不中斷交通的前提下進(jìn)行修整，同時(shí)要增加監(jiān)控的頻率且盡早采取應(yīng)對(duì)措施。

4）隧道營運(yùn)在完全不安全的狀態(tài)中，襯砌裂縫等位置出現(xiàn)噴射水的情況，嚴(yán)重的滲漏水破壞了隧道的結(jié)構(gòu)，此種程度行車安全受到嚴(yán)重影響，應(yīng)該及時(shí)中斷交通，將隧道整體封閉進(jìn)行維修和加固。

結(jié)語：綜上所述，隧道滲漏水是高速公路隧道的主要病害之一，危害性極大，會(huì)導(dǎo)致洞內(nèi)設(shè)備的功能下降，襯砌的承載力被削弱，對(duì)隧道的穩(wěn)定、洞內(nèi)設(shè)施、 地面建筑和隧道周圍水環(huán)境產(chǎn)生諸多不良影響，甚至對(duì)行車產(chǎn)生重大安全隱患 。 因此，對(duì)隧道襯砌滲漏水應(yīng)及時(shí)進(jìn)行整治，以確保結(jié)構(gòu)、設(shè)備及行車安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]張彥龍.運(yùn)營高速公路隧道滲漏水處治技術(shù)研究[J].黑龍江交通科技 ，2010

[2]楊新安，黃宏偉隧道病害與防治上海同濟(jì)大學(xué)出版社，2003

[3]張素磊，豐權(quán)章，應(yīng)國剛張頂立公路隧道滲漏水成因及新型排水材料現(xiàn)場試驗(yàn)研究

公路交通科技，2013

[4]傅家鯤高速公路隧道滲漏水成因及對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)的影響研究西南交通大學(xué)，2012endprint