市政淺埋暗挖隧道滲漏水機理及預防治理措施淺析

徐世斌

摘 要：闡明了淺埋暗挖法隧道滲漏水的危害性，分析了造成淺埋暗挖隧道滲漏水的成因，提出了相應的預防治理措施，旨在通過對隧道主體結(jié)構(gòu)滲漏水這一頑疾問題的探討，真正踐行以事前預防為主事后治理為輔的質(zhì)量管理體系。

關鍵詞：淺埋暗挖隧道;滲漏水;預防治理措施

為解決城市交通經(jīng)常堵塞這一頑疾，近年來政府部門加大了城市道路新建和改擴建工程的建設，在新建道路穿越現(xiàn)有道路以及在十字路口對現(xiàn)有道路進行下穿改造的工程中，淺埋暗挖法工法被廣泛應用于城市地下隧道施工中。如何控制隧道圍巖土體沉降及隧道主體結(jié)構(gòu)滲漏水問題是決定淺埋暗挖工法能否順利實施的兩大關鍵問題，特別是隧道滲漏水的普遍性和嚴重危害性，引起了人們的高度重視，因而對隧道滲漏水發(fā)生原因、預防措施和治理技術(shù)等方面的研究也在不斷深入中。

1 淺埋暗挖隧道滲漏水的危害性

滲漏水是隧道工程中較為常見的一種病害，滲漏水造成的局部積水、水侵蝕、水漲變形等，可能對隧道造成嚴重的影響，因此隧道滲漏水問題一直受到國內(nèi)外的普遍重視。隧道滲漏水問題呈多樣化，一般有隧道拱部滲漏、邊墻滲漏或淌水、預留縫滲漏、材料裂縫（混凝土裂縫、構(gòu)件縫隙或裂縫）滲漏、隧道底部積水和冒水翻漿等。隧道中出現(xiàn)滲漏水問題后，可能需要一定時間才能被發(fā)現(xiàn)，如混凝土裂縫滲漏，可能需要水分由裂縫浸出后才能發(fā)現(xiàn)并采取相應措施，而隧道內(nèi)積水、翻漿等則一般會快速蔓延。因此隧道滲漏水問題提高了隧道相對密閉空間內(nèi)的水分含量，會對隧道內(nèi)的各種用電設備、線路產(chǎn)生影響，形成短路、漏電風險;水分充足的環(huán)境下或者遇到帶有一定腐蝕性的地下水，隧道內(nèi)的混凝土、金屬管道等會被氧化腐蝕，降低了材料的使用壽命和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;在低溫區(qū)域，滲水會導致隧道內(nèi)反復結(jié)冰，進一步對隧道內(nèi)路面或洞壁造成侵蝕;隧道中陰暗環(huán)境下長期水分較多，導致地面濕滑也會增加行車危險系數(shù)。

2 市政淺埋暗挖隧道滲漏水的常見成因

2.1 防水層材料破壞引起的漏水

隧道工程中位于初次襯砌與二次襯砌之間的防水層一般是由土工布、防水板等防水材料組成，如果在施工過程中鋪掛、固定、焊接等施工技術(shù)不成熟質(zhì)量監(jiān)控不認真，或材料質(zhì)量不達標，很容易造成地下水直接侵害襯砌。如果土工布防水板鋪掛固定間距過于緊密，在澆筑砼時由于砼的壓力造成已固定防水層撕裂;或間距過于疏松，澆筑砼時造成防水層褶皺。同樣如果初次襯砌噴錨砼表面不平整錨桿預留段未做處理，容易造成防水層在澆筑砼時被刺破。再者土工布排水板搭接焊接如果不符合規(guī)范要求，易造成搭接處存在縫隙或防水材料之間的脫離，這也是整個防水層的薄弱環(huán)節(jié)，處理不好后患無窮。

2.2 防水混凝土未達到預期的防水效果

在隧道結(jié)構(gòu)防水中，防水混凝土是防水的主體，它對隧道防滲漏起決定性作用，只有讓結(jié)構(gòu)主體達到防水效果，才能從根本上杜絕隧道滲漏水問題。造成主體結(jié)構(gòu)砼防水效果差的原因主要有以下幾方面：一是不按設計配合比配制防水砼;二是澆筑砼時未控制自由傾落高度致使砼產(chǎn)生離析現(xiàn)象;三是未按規(guī)定進行有效振搗或受現(xiàn)場條件所限無法進行振搗，導致砼內(nèi)部密度不夠均勻，密實度較低;四是在拆模階段，未能按照標準時間和流程進行拆模及養(yǎng)護。以上方面會導致砼存在澆筑瑕疵，混凝土結(jié)構(gòu)性得不到保障，從而出現(xiàn)受力裂縫、破損、位移裂縫等，埋下滲漏水隱患。

2.3 施工縫、變形縫部位處理不當造成滲漏水

施工縫、變形縫是隧道滲水的高發(fā)部位，一般是由于施工原因造成缺陷進而引發(fā)滲漏，常見情形包括：適用中埋式止水帶時，固定工藝存在瑕疵，后期混凝土澆筑時，止水帶受壓會卷起，導致結(jié)構(gòu)存在異常;止水帶在安裝時，相應位置的零件安裝不牢固，或者未做好進一步的固定措施，在后續(xù)施工時出現(xiàn)止水帶扭曲變形等，影響結(jié)構(gòu);止水帶安裝時混凝土澆筑之前，未對相應位置進行清理，殘存的泥灰渣土阻礙了混凝土結(jié)合，形成帶異物質(zhì)的隔離帶;施工縫、變形縫處砼振搗不密實，造成止水帶與砼接觸不密實;以上缺陷使得兩縫處發(fā)生滲漏水情況極其普遍。

2.4 隧道底板防水處理不當

在市政淺埋暗挖隧道施工中，隧道底板常常不專門采取特殊措施進行排水防水處理，僅依靠鋪底砼自身進行防水。在施工過程中由于基底不易清理干凈，常有殘留泥水現(xiàn)象，澆筑砼時結(jié)構(gòu)層與仰拱之間因存在泥砂夾層而不能結(jié)合成為牢固的整體，通車后在車動載和沖擊荷載作用下隧道底板極易產(chǎn)生裂縫造成地下泥水冒出，直接影響隧道使用安全。

2.5 地下水壓力變化導致的滲漏

通常在市政淺埋暗挖隧道施工中未在側(cè)墻襯砌與圍巖之間埋設排水盲管，隨著時間的推移，襯砌背后地下水越積越多水壓力越來越大，這樣地下水就會從襯砌的薄弱部位滲透排泄出來。

3 隧道滲漏水的預防

（1）把握好設計關。設計前設計人員需對現(xiàn)場巖土性質(zhì)及分布情況、地下水常年的存在狀態(tài)有著詳細的了解，對防水材料、防水施工工藝、地下水疏導措施等實用性和有效性要進行綜合比較做出合理選擇，選出物理力學性能能滿足防水要求、穩(wěn)定性和耐久性好的防水材料;對重點防水部位的設計要詳細周全，對防水砼的抗?jié)B等級、外加劑、水灰比、砼塌落度等性能要有明確要求，從根本上做好隧道滲漏水的預防。（2）控制好初次襯砌錨噴砼的平整度，鋪設柔性防水材料時要做到表面平順無褶皺無破損，固定點間防水材料松緊適度無緊繃，控制好搭接及焊縫寬度，避免漏焊、假焊、焊焦、焊穿等現(xiàn)象的發(fā)生;采用內(nèi)焊或粘貼鋪掛，堅決杜絕用射釘槍直接固定。（3）為了有效排出襯砌以外圍巖裂隙水，消除二次襯砌背面的靜水壓力，按照“動態(tài)排水”原則，采用在初期支護噴射混凝土中根據(jù)地下水量大小及出水點位置設置多道φ100半圓排水管，將水引入襯砌兩側(cè)墻腳PEφ100的縱向排水花管中排出洞外。（4）路面基層排水：為了防止路面底層地下水上升到路面影響行車安全、由于排水不暢而長期潛伏于路面下破壞路面結(jié)構(gòu)，在路面整平層下須設置扁形600×500盲溝以排除隧道路面下部滲水（積水）。每10 m一處（有仰拱處設置在施工縫及變形縫處），在地下水豐富地段可適當加密設置。（5）對通常采取滿堂支架施工的市政淺埋暗挖隧道而言，其側(cè)墻上部和頂部砼澆筑振搗密實是結(jié)構(gòu)主體防水的關鍵環(huán)節(jié)，必須采取加壓注漿、使用膨脹防水混凝土、地面鉆孔壓力注漿等多種方法加以綜合應用，才能確保隧道頂板砼密實度達到要求。

4 隧道滲漏水的治理

在仔細分析滲漏水成因的前提下，遵循“排堵結(jié)合、剛?cè)嵯酀?、因地制宜、綜合治理”的原則制定科學有效的應對措施來徹底解決滲漏水問題。（1）對范圍非常小的滲漏水，可采用聚氨酯堵漏劑配合針式注漿設備進行封堵，其注入襯砌后會快速侵入周邊空隙，迅速膨脹達到堵塞滲水通道的目的。（2）對少數(shù)滲漏范圍廣滲漏情況較為嚴重的隧道，可采用一次系統(tǒng)的襯砌后回填注漿的方法，以達到減小襯砌后積水空間、阻塞部分滲水通道的目的?；靥钭{管以穿過二襯距初支表面5 cm為宜，注漿材料以水泥漿摻加膨脹劑或膨潤土水泥漿為主;另外也可以從地面沿隧道長邊襯砌外側(cè)加壓注漿封堵滲漏處。（3）對于有明顯出水點且形成明流的滲漏水，可采用鑿槽埋管進行引排，并用環(huán)氧樹脂砂漿等防水材料將槽身填實抹平。

5 總結(jié)

長久以來隧道滲漏水成了難以解決的痼疾，但只要精心設計、嚴格工藝控制、規(guī)范施工操作、注重過程控制、加強監(jiān)督和監(jiān)測，是完全可以預防和控制隧道滲漏水現(xiàn)象的發(fā)生，隨著科技的進步，新材料、新工藝、新工法會不斷涌現(xiàn)，相信不久的將來隧道防水技術(shù)會取得突破性進展。

參考文獻：

[1]公路隧道施工技術(shù)規(guī)范[S].人民交通出版社.

[2]隧道設計和施工百問[M].人民交通出版社.