高速公路隧道中滲漏涌水的防治技術(shù)

王亞飛

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550000)

1 高速公路滲漏涌水的原因分析

1.1 地質(zhì)環(huán)境方面

高速公路隧道多建于山區(qū)地帶，崇山峻嶺的地質(zhì)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。多個(gè)實(shí)例證實(shí)，高速公路隧道滲漏涌水病害普遍出現(xiàn)于埋深較淺、上層滯水較為發(fā)育、圍巖破碎、節(jié)理發(fā)育、裂隙水豐富的地段，這些地段的水含量較為豐富。

1.2 設(shè)計(jì)方面

(1)襯砌混凝土強(qiáng)度不足。應(yīng)用于隧道襯砌的各構(gòu)件容易受隧道內(nèi)溫度變化而產(chǎn)生變形，其中重要的一個(gè)材料就是混凝土。隧道內(nèi)溫度發(fā)生改變，久而久之，混凝土就會(huì)發(fā)生收縮、徐變、開裂等。混凝土強(qiáng)度的不足，使這些問題顯得尤為嚴(yán)峻。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該在設(shè)計(jì)時(shí)就使襯砌受力合理、強(qiáng)度高，同時(shí)還要具備足夠的抗變形能力，最大限度控制隧道漏水或開裂、坍塌。

(2)防水、排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。部分高速公路隧道項(xiàng)目由于經(jīng)費(fèi)設(shè)置不足，導(dǎo)致忽略了防水排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，無防排水結(jié)構(gòu)的隧道滲漏涌水的程度遠(yuǎn)比有防排水結(jié)構(gòu)的隧道嚴(yán)重。因此，應(yīng)該加強(qiáng)隧道防水、排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選用最好的防水與排水材料，才能防止?jié)B漏涌水病害的出現(xiàn)。

1.3 施工方面

(1)隧道開挖階段。在開挖隧道的過程中，會(huì)導(dǎo)致圍巖應(yīng)力的釋放與重新分布，使圍巖的力學(xué)特性及水的徑流路線被改變，周圍的水會(huì)向者隧道內(nèi)聚集、匯流；隧道周圍的地下水滲流場改變，會(huì)引發(fā)應(yīng)力場的調(diào)整，導(dǎo)致地層不均勻沉降、局部應(yīng)力集中、滑移面活動(dòng)，最終破壞隧道結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致襯砌產(chǎn)生裂縫，隧道出現(xiàn)滲漏水問題。

(2)二襯噴射階段。高速公路隧道開挖斷面、噴射混凝土后斷面的不平順，容易造成防水板和噴混凝土面過緊或不密貼，在開展二襯混凝土?xí)r易導(dǎo)致防水板撕裂問題；二襯混凝土所設(shè)透水體在混凝土施工時(shí)漿液流入其中，致使排水不暢，不能發(fā)揮其原有的作用。變形縫、施工縫等地方的止水帶安全不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，或者沒有將擋板頭拆除干凈，腐爛后形成縫隙，出現(xiàn)漏水問題。

(3)混凝土澆筑階段。在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，水灰比太大，形成開放性毛細(xì)泌水管路；混凝土拌和物和易性不佳、質(zhì)地不均勻、水泥漿沒有于骨料表面很好黏結(jié)，產(chǎn)生透水縫隙；襯砌混凝土材料中含有雜質(zhì)，腐爛后形成孔洞或縫隙；在進(jìn)行混凝土灌注時(shí)，出現(xiàn)漏搗或搗固不密實(shí)，混凝土內(nèi)部輸送不緊密，產(chǎn)生孔眼。這些孔洞、孔眼和縫隙都成為高速公路隧道滲漏涌水的隱患。

(4)養(yǎng)護(hù)階段。在高速公路隧道施工結(jié)束或后期使用過程中，未按照要求及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行隧道養(yǎng)護(hù)，還有的單位甚至不開展隧道養(yǎng)護(hù)工作，導(dǎo)致混凝土在水化過程中形成涌水通道。

2 高速公路滲漏涌水的治理措施探究

2.1 基本原則

高速公路滲漏涌水的治理，應(yīng)該先要科學(xué)分析漏水的水源、類型、部位及漏水量，然后再確定治理方案，選擇治理的材料，實(shí)現(xiàn)“賭排結(jié)合，綜合治理”。與此同時(shí)，方案和選用的材料要符合環(huán)境保護(hù)的要求，符合我國現(xiàn)行的有關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

2.2 防水策略

(1)地表水防治。要根據(jù)地勢、地形，在隧道頂設(shè)置防水設(shè)備，比如：填平、夯實(shí)地表，封閉、堵死鉆探孔或坑穴，防止地表水滲入襯砌中。

(2)地下水防治。相比于地表水防治，圍巖中的地下水防治措施較為復(fù)雜。第一，要將水的來源與水流形式探明，區(qū)分是地下水或是縫隙水。第二，根據(jù)具體情況采取有針對性的措施。當(dāng)圍巖水量較小且條件比較好時(shí)，可采用隔離防滲的策略；當(dāng)涌水量很大時(shí)，可以用化學(xué)漿液固結(jié)，再進(jìn)行隔離。

在完成襯砌施工后，如果發(fā)現(xiàn)襯砌厚度不足、回填不密實(shí)，或襯砌有出現(xiàn)漏水，可以用注漿的方法處理。整體式襯砌可在襯砌體的內(nèi)、外敷設(shè)防水層，復(fù)合襯砌可以用夾層或者防水層，于兩層襯砌之間設(shè)置隔離防水層。當(dāng)?shù)谝粚右r砌出現(xiàn)變形時(shí)，通過緩沖層使形變壓力的傳遞變得極為微小，可以對另一層襯砌的防水層于隔離層實(shí)施保護(hù)。

2.3 排水策略

排水分為洞外排水與洞內(nèi)排水。

(1)洞外排水。在計(jì)劃設(shè)定洞外排水措施時(shí)，要充分考慮當(dāng)?shù)氐臍夂?、地形、地質(zhì)、農(nóng)田水利工程等，科學(xué)設(shè)置疏通、引水、截水設(shè)施。要在高速公路隧道洞口、洞頂、坑道口設(shè)置地面排水系統(tǒng)，避免地下水的下滲于沖刷。當(dāng)洞外道路向隧道內(nèi)為下坡時(shí)，應(yīng)該將路基邊溝做成反坡，向路塹外排水，同時(shí)在洞口3～5 m處設(shè)置橫向截水設(shè)置，對流入洞內(nèi)的地表水進(jìn)行攔截。

(2)洞內(nèi)排水。要根據(jù)襯砌形式、洞內(nèi)防水設(shè)置等具體情況，有針對性的設(shè)置排水溝、橫向排水盲溝與路面排水橫坡等。

2.4 封堵策略

(1)注漿封堵。首先，擦干基層表面后，要在表面上撒上一層干水泥，如果表面有濕線或濕點(diǎn)，則為漏水孔縫。鑿孔埋管時(shí)應(yīng)以滲漏點(diǎn)為中心點(diǎn)，根據(jù)設(shè)計(jì)和施工記錄襯砌厚度采用沖擊鉆或人工配合避免鑿穿防水板，另外，要在管口處安裝閥門，用快凝材料封堵管口。

其次，在拱頂，以同樣的鑿孔方式鑿孔埋管，同時(shí)封堵管口、安裝閥門，作為檢測孔。再次，采用純水泥漿進(jìn)行壓注。在進(jìn)行注漿之前，先要使用水替代漿液灌注，用以檢查注漿管外其它部位是否存在漏水，防止出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。如果噴射出水，需用鑿槽封堵或加設(shè)注漿管。第四，要按照先下后上的順序進(jìn)行注漿。壓力由低到高，慢慢升壓。當(dāng)高處注漿管閥門流出漿液時(shí)，應(yīng)該及時(shí)封閉管口，繼續(xù)壓漿，讓漿液沿著漏水通道推進(jìn)。當(dāng)注漿泵開泵到規(guī)定壓力值時(shí)停泵，讓灰漿慢慢滲入，當(dāng)表面壓力下降到0.1 MPa時(shí)，二次開泵升到規(guī)定壓力值，如此反復(fù)進(jìn)行，直到壓力穩(wěn)定在規(guī)定壓力值不再下降為止。當(dāng)壓力解除后不再有漏水和滲水現(xiàn)象時(shí)，該處注漿完畢，移到下一注漿孔灌注。最后，在完成注漿后，用手砂輪沿著根部將注漿管切除，清理干凈孔口，用止水材料封堵孔底，用水泥砂漿抹平表面。

(2)鑿槽封堵。首先，對于滲漏水，沿著裂縫鑿出凹形槽。槽的寬度普遍在35～55 cm之間，深度一般在45～75 cm之間，鑿出的槽盡量做到里大外小。其次，將鑿好的槽用高壓水槍進(jìn)行清洗，消除松動(dòng)的混凝土和殘碴。再次，用適量的堵漏材料加水?dāng)嚢璩赡酀{，搓成條狀，迅速堵漏到槽中，并用力壓實(shí)，壓實(shí)時(shí)間保持在50～60 s。最后，抹面修補(bǔ)混凝土，配合比為水泥∶粉煤灰∶滑石粉∶膨脹劑=1∶0.23∶0.25∶0.01。

3 結(jié)束語

綜上所述，在高速公路隧道中，滲漏水是最為常見的病害，在選取治理措施時(shí)，要因地制宜，對于不同程度、不同環(huán)境、不同成因的病害要選擇科學(xué)的方式，避免浪費(fèi)大量的人力、財(cái)力與物力，而且達(dá)不到預(yù)期的治理效果。只有做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)，科學(xué)治理，才能保證高速公路隧道的質(zhì)量，使高速公路工程獲得良好的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。