連拱隧道中隔墻部位滲漏水調(diào)查分析及綜合防治建議

王辰晨 張彥龍

摘要：通過(guò)介紹隧道滲漏水病害調(diào)查方法及連拱隧道中隔墻部位滲漏水病害原因分析，提出連拱隧道中隔墻部位滲漏水病害綜合防治措施，結(jié)合實(shí)際連拱隧道中隔墻部位滲漏水處治工程應(yīng)用，在設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)過(guò)程中為同類隧道工程滲漏水病害綜合防治提供參考。

關(guān)鍵詞：連拱隧道;滲漏水;綜合防治

中圖分類號(hào)：U457.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

高速公路隧道滲漏水病害是影響隧道結(jié)構(gòu)安全、行車安全最嚴(yán)重的威脅之一。2019年我國(guó)公路隧道建設(shè)里程數(shù)已接近1.9萬(wàn)余公里。高速公路穿梭于崇山峻嶺之中，地質(zhì)條件復(fù)雜，為了滿足線路選線走向、工程造價(jià)及整體美觀效果，許多隧道采用的是連拱隧道設(shè)計(jì)形式。這其中，連拱隧道中隔墻部位滲漏水病害尤為突出，且病害防治處理難度較大。

基于此，從隧道設(shè)計(jì)、施工、管養(yǎng)等多方面對(duì)連拱隧道中隔墻部位滲漏水問(wèn)題進(jìn)行探討，提出合理有效防治建議。

1隧道滲漏水病害調(diào)查

隧道滲漏水調(diào)查通常考慮多種方法結(jié)合進(jìn)行，以查清滲漏水來(lái)源、滲漏水滲流通道、滲漏水水量等。通常的調(diào)查方法主要有以下幾種。

1.1野外水文地質(zhì)調(diào)查

利用水文學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)等基本知識(shí)原理，進(jìn)行野外水文地質(zhì)調(diào)查，查明水文地質(zhì)條件，地下水的形成、賦存、運(yùn)動(dòng)特征，水質(zhì)、水量的分布及變化規(guī)律，為截排或封堵地下水提供水文地質(zhì)依據(jù)。

1.2水文地質(zhì)綜合探測(cè)

利用多種物探方法結(jié)合進(jìn)行水文地質(zhì)綜合探測(cè)，應(yīng)用于地下水的分布及水文地質(zhì)特征的判定。探測(cè)依據(jù)主要以圍巖體及儲(chǔ)水構(gòu)造的差異性為基礎(chǔ)，得到異常的地球物理參數(shù)，從而判定地下水的含水分布及特征等。

另外，水連通試驗(yàn)在工程中也得到較多應(yīng)用，采用在地表匯水處投放示蹤劑，然后在隧道排水系統(tǒng)出口接收并檢測(cè)涌水中示蹤劑離子濃度及濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系，以此確定隧道滲漏水來(lái)源及地表與隧道洞內(nèi)滲漏水水力聯(lián)系，為隧道水害整治提供依據(jù)。

1.3隧道土建結(jié)構(gòu)定期檢查

隧道土建結(jié)構(gòu)定期檢查項(xiàng)目包括洞口、洞門、襯砌、路面、檢修道、排水系統(tǒng)、吊頂及各種預(yù)埋件、內(nèi)裝飾及標(biāo)志標(biāo)線輪廓標(biāo)。滲漏水病害是養(yǎng)護(hù)工作中最為關(guān)注的病害之一，也是檢查工作中重點(diǎn)檢查記錄的病害，包括隧道襯砌滲漏水位置、水量、渾濁程度、凍結(jié)情況，地表及洞內(nèi)排水系統(tǒng)堵塞破損情況。

2連拱隧道中隔墻部位滲漏水病害原因分析

隧道滲漏水主要發(fā)生在施工縫、襯砌裂縫位置，滲漏水類型有浸滲、滴漏、噴射等。其中，連拱隧道中隔墻滲漏水基本上是所有連拱隧道的通病，也是滲漏水病害最為嚴(yán)重的部位。連拱隧道中隔墻部位滲漏水病害產(chǎn)生的主要原因有。

2.1地質(zhì)方面原因

隧道選址位于降雨量豐富的地區(qū)，常年降雨且雨量較大可能造成隧道排水系統(tǒng)達(dá)到運(yùn)行飽和狀態(tài)，易發(fā)生排水系統(tǒng)堵塞或損壞，引起隧道滲漏水。另一方面，隧道選址位于地下水巖溶發(fā)育地區(qū)，襯砌背后水壓力較大，地下水易通過(guò)襯砌裂縫滲流，同時(shí)加速裂縫的發(fā)展，形成較嚴(yán)重的滲漏水病害。

2.2設(shè)計(jì)方面原因

連拱隧道拱部與中隔墻呈“Y型，“Y”型節(jié)點(diǎn)處為應(yīng)力集中區(qū)域，襯砌背后地下水匯聚在中隔墻頂部，在該區(qū)域容易產(chǎn)生裂縫，進(jìn)而發(fā)生滲漏水病害。

2.3施工方面原因

連拱隧道中隔墻部位施工工序復(fù)雜，對(duì)節(jié)點(diǎn)控制要求高。中隔墻頂部與拱部間防水板在施工中不易控制，施工作業(yè)面窄，易導(dǎo)致防水板鋪設(shè)不完整或防水板穿孔破損。

中隔墻頂部中心橫向排水管可能在施工過(guò)程中由于混凝土澆筑使排水管堵塞或者破裂，或埋管時(shí)進(jìn)水口過(guò)高，一部分匯水無(wú)法排出，造成匯水積壓。

此外，隧道爆破開(kāi)挖控制不當(dāng)、施工縫止水條安裝規(guī)格不符合要求、混凝土振搗不密實(shí)等均易產(chǎn)生不同程度的滲漏水病害。

3連拱隧道中隔墻部位滲漏水病害綜合防治措施

從設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)檢查三個(gè)方面提出連拱隧道中隔墻部位滲漏水病害的綜合防治措施。

3.1預(yù)防設(shè)計(jì)

為了避免常規(guī)設(shè)計(jì)在施工過(guò)程中防排水控制難，減少施工工序。進(jìn)行中隔墻頂部“Y”型結(jié)構(gòu)的模塊化設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，盡量減少由于施工復(fù)雜造成的施工質(zhì)量控制不到位產(chǎn)生的滲漏水病害。

此外，設(shè)計(jì)盡量采用新型結(jié)構(gòu)防水材料，從設(shè)計(jì)合理性及材料的功能性考慮，從而最大程度防止?jié)B漏水的產(chǎn)生。

3.2施工控制

針對(duì)施工過(guò)程中處理中隔墻部位防排水工序應(yīng)該嚴(yán)格控制，做到施工工藝精細(xì)化，不放過(guò)每一處潛在的滲漏水威脅。做到施工過(guò)程中同步檢查，合格后進(jìn)人下一道施工工序。

3.3養(yǎng)護(hù)檢查

針對(duì)已經(jīng)運(yùn)營(yíng)通車的連拱隧道，結(jié)合公路隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范對(duì)隧道進(jìn)行定期檢查。滲漏水病害主要表現(xiàn)在襯砌、路面、洞內(nèi)邊溝、洞門墻、洞頂截排水溝等的滲漏水。定期檢查完成后對(duì)各項(xiàng)結(jié)構(gòu)物滲漏水病害技術(shù)狀況進(jìn)行評(píng)定分類，滲漏水嚴(yán)重或已影響行車安全需要對(duì)其進(jìn)行專門的處治。

滲漏水處治一般遵循防、排、堵、截相結(jié)合，因地制宜，綜合治理的原則，保障隧道結(jié)構(gòu)物安全與行車安全。通常的處治措施包括：（1）降低地下水位，減小襯砌背后水壓;（2）對(duì)襯砌背后地下水進(jìn)行打孔引排;（3）對(duì)滲漏水裂縫進(jìn)行封堵;（4）對(duì)地表排水系統(tǒng)進(jìn)行梳理修復(fù)。

4神土隧道中隔墻部位滲漏水綜合防治應(yīng)用

4.1神土隧道工程概況

神土隧道為連拱隧道，位于丘陵區(qū)，坡面大部被土層覆蓋，基巖零星出露。地表植被發(fā)育茂盛，地面坡度20°～40°。

隧道所處山體地表水不發(fā)育，主要為進(jìn)、出口溝槽內(nèi)的季節(jié)性水流。地下水不發(fā)育，基巖中有少量裂隙水賦存，裂隙面多見(jiàn)水銹痕跡。洞身段地下水埋藏較深。主要受大氣降水補(bǔ)給。地下水對(duì)砼具弱至中等酸型、碳酸型及微礦化水型腐蝕。

隧道進(jìn)出口端地表覆蓋第四系坡殘積粘土，下伏下古生界變質(zhì)砂巖、印支期花崗閃長(zhǎng)巖，呈不整合接觸。

隧道進(jìn)口段主要位于全風(fēng)化～強(qiáng)風(fēng)化變質(zhì)砂巖中，巖層多呈土狀及碎石土狀，巖體破碎，強(qiáng)度較低，穩(wěn)定性較差。隧道出口位于全風(fēng)化花崗閃長(zhǎng)巖內(nèi)，巖體穩(wěn)定性較差，強(qiáng)度低。

4.2神土隧道滲漏水病害檢查技術(shù)狀況評(píng)定

根據(jù)《公路隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTG H12—2015），神土隧道2019年度定期檢查左線土建結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況評(píng)分為71，右線土建結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況評(píng)分為73，單洞均評(píng)定為2類，整體評(píng)定為2類隧道。其中滲漏水部分分項(xiàng)結(jié)構(gòu)狀況值為2，需重點(diǎn)關(guān)注的病害為：

（1）洞門：左線進(jìn)口洞門墻2處浸滲，右線出口洞門墻5處浸滲，左線出口洞門墻4處浸滲，右線進(jìn)口洞門墻2處浸滲。

（2）洞身襯砌：左線1處滴漏，1處小股漫流;右線1處滴漏，2處明水緩流。滲漏水病害例圖如圖1、圖2所示。

g+3m，施工縫處，有明水;g+2.8m處滴漏，約180滴/分鐘

4.3神土隧道中隔墻部位滲漏水處治設(shè)計(jì)

對(duì)于非連拱隧道而言，襯砌滲漏水可采用在邊墻打設(shè)泄水孔進(jìn)行引排處治。由于神土隧道中隔墻部位無(wú)法打設(shè)邊墻泄水孔，采用在中隔墻上部0.5m處打設(shè)泄水孔和設(shè)置縱向排水系統(tǒng)的方法進(jìn)行處治。隧道內(nèi)泄水孔孔深為3m，鉆孔直徑為90mm，角度為30°，孔內(nèi)安裝全透型曲紋網(wǎng)狀PE韌性組合型透水管（φ75mm外管，φ50mm內(nèi)管），接水盒采用聚硫建筑密封膠和膨脹螺栓進(jìn)行固定，在接水盒底部采用φ50排水管引入隧道邊溝。隧道縱向排水系統(tǒng)從洞口中隔墻上0.5m向洞內(nèi)打設(shè)，縱向排水管長(zhǎng)100m鉆孔直徑150mm，施工過(guò)程中嚴(yán)格控制鉆孔方向，防止偏孔或者塌孔?？變?nèi)安裝全透型曲紋網(wǎng)狀PE韌性組合型透水管（φ110mm外管，φ60mm內(nèi)管）。其中，全透型曲紋網(wǎng)狀PE韌性組合型透水管是一種以高密度聚乙烯（HDPE）為主要原料，并添加一定比例抗氧化劑和抗酸堿腐蝕劑合成加工而成的新型管材。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)管材一次成型，集水量大，集水速度快，集透水、排水為一體，且可防止二次滲漏。

除了中隔墻部位滲漏水處治措施以外，同時(shí)也在中隔墻側(cè)邊溝采取井點(diǎn)降水設(shè)計(jì)，降低地下水位。對(duì)隧道地表排水系統(tǒng)進(jìn)行檢查，疏通或修復(fù)完善，減少地表水對(duì)洞內(nèi)的影響。

神土隧道中隔墻部位滲漏水處治設(shè)計(jì)圖如圖3所示，全透型曲紋網(wǎng)狀PE韌性組合型透水管斷面示意圖如圖4所示。

5結(jié)束語(yǔ)

高速公路隧道滲漏水病害是養(yǎng)護(hù)工作中重點(diǎn)關(guān)注的地方，其中連拱隧道中隔墻部位的滲漏水問(wèn)題尤為突出。從隧道滲漏水病害的調(diào)查方法及產(chǎn)生滲漏水病害的原因分析，提出了連拱隧道中隔墻部位滲漏水病害綜合防治主要從設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)檢查三個(gè)方面進(jìn)行，合理超前的設(shè)計(jì)，精細(xì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕?，及時(shí)的養(yǎng)護(hù)處治，為減少發(fā)生滲漏水病害給出了綜合防治建議。同時(shí)結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用，為同類隧道工程滲漏水病害綜合防治方面提供參考借鑒。