隧道在運(yùn)營(yíng)期出現(xiàn)滲漏水病害原因分析及處治方案研究

宋剛

（福建省高速公路集團(tuán)有限公司福州管理分公司，福建 福州 350000）

0 引言

隧道是高速公路工程中的重要建筑物之一，在山嶺眾多的線(xiàn)路中尤為常見(jiàn)。在高速公路日常養(yǎng)護(hù)工程中，隧道滲漏水現(xiàn)象是常見(jiàn)的病害，如果滲漏水得不到妥善處理很可能對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，例如危害行車(chē)安全、銹蝕隧道設(shè)備、破壞洞身襯砌等，嚴(yán)重時(shí)將危害到運(yùn)營(yíng)隧道的使用性能和使用周期，所以應(yīng)重視隧道的養(yǎng)護(hù)管理。

1 病害原因分析

隧道建設(shè)使原本處于基本穩(wěn)定的地下水系統(tǒng)遭到了破壞，道形成地層中低壓水域，地下水逐漸向隧道方向聚集。當(dāng)周邊地下水充足時(shí)，會(huì)導(dǎo)致水壓力升高產(chǎn)生滲漏[1]。

防水板在隧道施工過(guò)程中，質(zhì)量不合格，例如與初支護(hù)沒(méi)有密貼，焊接不飽滿(mǎn)留有縫隙或焊縫質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等，都有可能導(dǎo)致防水板達(dá)不到全面防水的效果。

二襯施工中防水板損害：防水板被鋼筋捅破、焊接時(shí)高溫對(duì)防水板的損傷、混凝土澆搗時(shí)對(duì)防水板的影響等。

二襯施工縫未處理合格，止水帶設(shè)置不規(guī)范：止水帶搭接連接不合格出現(xiàn)縫隙，混凝土澆筑時(shí)導(dǎo)致止水帶偏移，在施工中因工人操作不當(dāng)導(dǎo)致止水帶破損等。

隧道投入運(yùn)營(yíng)一定年限后，不均勻的伸縮、沉降導(dǎo)致防水板或止水帶撕裂，或者防水板與止水帶自然的老化開(kāi)裂等。

2 滲漏水處治常見(jiàn)方式

2.1 點(diǎn)線(xiàn)滲漏水治理

2.1.1 表面封堵

如果隧道洞墻表面發(fā)生滲漏但水壓小、水量少，或發(fā)現(xiàn)隧道有滲漏的一些跡象時(shí)，可以運(yùn)用表面封堵的方法進(jìn)行處理。一般直接利用防水材料封堵在滲漏的地方，先簡(jiǎn)易的表面處理后鑿毛，至少要鑿開(kāi)1cm，再將滲漏的點(diǎn)鑿成直徑約3cm、深約2cm 的孔洞，然后清除孔洞中的雜物、廢渣，最好用水徹底沖洗干凈，緊接著填入可以遇水膨脹的膩?zhàn)訔l來(lái)對(duì)孔洞進(jìn)行填補(bǔ)，最后采用同伴抗?jié)B纖維砂漿對(duì)修補(bǔ)點(diǎn)進(jìn)行表面修復(fù)，等硬化后涂刷混凝土密封膠進(jìn)行加強(qiáng)[2]。

2.1.2 注漿堵漏

如果混凝土施工時(shí)內(nèi)部不密實(shí)可能導(dǎo)致后期內(nèi)部出現(xiàn)點(diǎn)滲漏問(wèn)題，或襯砌混凝土表面已經(jīng)出現(xiàn)了輕微淌水、長(zhǎng)時(shí)間濕漬的情況就可以利用注漿堵漏的方法進(jìn)行治理。該方法的主要原理是對(duì)混凝土內(nèi)部的孔洞進(jìn)行注漿封堵，然后可以對(duì)滲水進(jìn)行集中引流或是從二襯后的排水管排出，進(jìn)而消除對(duì)隧道襯砌的破壞。工序步驟主要包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：首先對(duì)滲漏處進(jìn)行清理；其次進(jìn)行鉆孔、割縫以及鑿槽；再次埋注漿管并固定；最后注漿，堵漏后進(jìn)行硬化找平修復(fù)。

2.1.3 引排導(dǎo)水

當(dāng)隧道洞墻表面出現(xiàn)了明顯的滲漏點(diǎn)且滲水量相對(duì)比較大時(shí)，尤其是伸縮縫處滲漏水，就比較適合運(yùn)用引排導(dǎo)水的方法。該方法通過(guò)在隧道襯砌表面割縫鑿槽，在槽縫上安裝埋設(shè)不同的導(dǎo)水管（如PVC半管、鋁槽、彈簧半管等）排泄?jié)B水。該方法可以有效排泄隧道的滲漏水，對(duì)隧道的整體美觀(guān)較為有利。

2.2 面滲漏治理

2.2.1 襯砌背后注漿

如果襯砌混凝土密實(shí)度不足、內(nèi)部孔隙較多，但并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其他病害，僅是襯砌混凝土自身的缺陷，就可以采用襯砌背后注漿的方法。通過(guò)此方法來(lái)提高襯砌混凝土的密實(shí)程度，以防滲漏水通過(guò)孔隙對(duì)隧道內(nèi)部造成更大的損壞[3]。

2.2.2 表面涂刷

當(dāng)隧道洞墻或拱頂出現(xiàn)比較輕微滲漏水時(shí)，可以運(yùn)用相對(duì)簡(jiǎn)單的表面涂刷的方式處理。先對(duì)滲水的面以及周邊鑿毛和沖洗，處理好基面之后涂刷防水材料，最后硬化修復(fù)表面。雖然是輕微的滲水情況，仍然建議對(duì)表層進(jìn)行加強(qiáng)處理，例如補(bǔ)償收縮砂漿、涂刷密封膠等[4]。

3 工程概況

牛山隧道，地處松建高速公路（建甌段），隧址區(qū)屬構(gòu)造為剝蝕低山丘陵地貌，圍巖均為V 級(jí)，多為強(qiáng)風(fēng)化云母石英片巖。春夏季雨水多時(shí)，隧道有兩處滲漏水相對(duì)嚴(yán)重的位置，并且會(huì)導(dǎo)致附近路面過(guò)渡潮濕。首次發(fā)現(xiàn)時(shí)水量較大，不利于施工，已由日常養(yǎng)護(hù)協(xié)作隊(duì)伍進(jìn)行過(guò)應(yīng)急封堵，能夠起到減小滲漏水量的作用，但效果一般，只是起到臨時(shí)緩解病害的作用。經(jīng)業(yè)主養(yǎng)護(hù)部門(mén)研究決定，待雨季過(guò)后列專(zhuān)項(xiàng)工程統(tǒng)一處治修復(fù)。項(xiàng)目部配合業(yè)主方制定了初步修復(fù)方案，決定以牛山隧道B 道為例，先行開(kāi)工驗(yàn)證處治修復(fù)方案的可行性，如圖1所示。經(jīng)過(guò)雨季期間的觀(guān)察和調(diào)查分析，牛山隧道B 道方向以伸縮縫環(huán)向漏水情況為主，其中BK2829+080 處較嚴(yán)重。

圖1 環(huán)向裂縫處理示意圖

3.1 方案實(shí)施

3.1.1 表面清洗

沿滲水處，將滲水縫附近至少30cm 范圍內(nèi)的混凝土表面清洗干凈，有利于準(zhǔn)確尋找墻體襯砌的滲漏水位置。

3.1.2 割縫鑿槽

沿滲水縫左右各25mm 處用電動(dòng)割刀割縫，縫深100mm，隨后人工用石頭鏨子鑿出U 型槽，延伸至排水溝以下30cm 結(jié)束。

3.1.3 埋設(shè)盲管

先嚴(yán)格清洗槽內(nèi)混凝土表面，然后在槽內(nèi)兩側(cè)涂刷防水防腐材料，使用材料為XYPEX 系列防水產(chǎn)品——XYPEX 濃縮劑。涂刷XYPEX 灰漿凝固之后在槽底部埋設(shè)φ50mmPVC 排水盲管（半管），直至邊墻底部的排水溝，用以導(dǎo)引水流。

XYPEX 系列防水產(chǎn)品工藝及注意事項(xiàng)：基面處理，將松散混凝土全部清除，然后用水沖洗基面以達(dá)到濕潤(rùn)基面的效果；材料與水按照5∶2 的比例進(jìn)行拌和，拌和的數(shù)量不宜太多，大約20min 左右應(yīng)當(dāng)用完，需要不斷地?cái)噭?dòng)以防止?jié){料黏稠，注意在攪拌過(guò)程中不能再加水或加料；涂刷XYPEX 濃縮劑拌和料，建議采用軟硬適中的尼龍刷進(jìn)行涂刷，一般需要涂刷兩遍，總的用量需要控制在0.8～1.5kg/m2。

3.1.4 回填

排水管布置完畢后，槽回填分以下三步：

第一，先用硫鋁酸鹽水泥進(jìn)行第一層封填，厚度只需能包封住排水管即可，經(jīng)過(guò)研究分析，采用的是微膨脹N 型瞬凝水泥（新品種硫鋁酸鹽水泥），且摻加X(jué)YPEX 濃縮劑，配比為微膨脹水泥∶砂∶水∶XYPEX濃縮劑=1∶1.5∶0.4∶0.03。

因?yàn)槲⑴蛎汵 型瞬凝水泥具有良好的抗?jié)B、抗腐蝕性能以及凝結(jié)速度快，并且早期強(qiáng)度高、后期強(qiáng)度性能不衰減等特點(diǎn)，所以適用于止涌堵漏、快速封孔、噴錨支護(hù)、修補(bǔ)裂縫、搶修工程、低溫施工等。

第二，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)測(cè)，大約等待1～2h 左右，第一層封填材料便會(huì)干燥硬化，接著將環(huán)氧樹(shù)脂膠泥涂抹在槽的兩側(cè)以及第一層封填材料外部，之后再填入2cm厚SR 塑性止水材料，如圖2所示。

圖2 環(huán)氧樹(shù)脂膠泥涂抹

因?yàn)镾R 塑性止水材料具有非常良好的氣密性、抗?jié)B性、黏結(jié)性，所以一般情況下無(wú)須黏結(jié)劑，就可以與混凝土直接黏結(jié)，避免出現(xiàn)填補(bǔ)使用的防水材料由于黏結(jié)不牢而導(dǎo)致黏結(jié)界面周?chē)臐B漏情況。

SR 塑性止水材料是一種高聚物分子改性基高分子防水防腐材料，具有抗?jié)B、抗凍、耐鹽、耐堿、耐弱酸腐蝕的性能，并與多種材料具有很強(qiáng)的黏結(jié)力；可在潮濕基面上施工，并可在潮濕環(huán)境中硬化；操作施工方便，耐久性好。

第三，待SR 塑性止水材料干燥硬化后，用水泥漿最后填平至洞墻表面，如圖3所示。

圖3 水泥漿填平

3.1.5 養(yǎng)護(hù)刷漿

面層的水泥漿硬化之后，就可以在修復(fù)的區(qū)域涂刷一遍XYPEX 濃縮劑灰漿以達(dá)到增效加強(qiáng)的效果，首先要適當(dāng)濕潤(rùn)修復(fù)區(qū)域的表面，然后涂刷XYPEX濃縮劑灰漿（拌和比例5∶2）。本工程案例是滲漏水相對(duì)嚴(yán)重的地方，因此施工現(xiàn)場(chǎng)在XYPEX 濃縮劑灰漿初凝后，再立刻涂刷一層同拌和比例的XYPEX 增效劑灰漿，加速濃縮劑的固化和形成堅(jiān)硬的表層，對(duì)該處修復(fù)起到了更好的增強(qiáng)效果。

4 XYPEX 防水材料效果

本次工程實(shí)施過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)，XYPEX 系列防水產(chǎn)品不單純是一種表面涂抹的防水材料，由于它的滲透而形成晶體會(huì)與混凝土成為一個(gè)整體，這是一個(gè)重點(diǎn)所在，修復(fù)結(jié)束后即使再次出現(xiàn)裂縫并出現(xiàn)滲水問(wèn)題，也可以產(chǎn)生新的晶體把水堵住。另外，在本次滲漏水處治修復(fù)的過(guò)程中，XYPEX 系列防水產(chǎn)品所展示出的這種修復(fù)能力，正是本次工程前期制定方案時(shí)，決定采用該材料的重要原因。

XYPEX 系列防水產(chǎn)品的化學(xué)反應(yīng)在開(kāi)始時(shí)只發(fā)生在混凝土的表面或者鄰近部位，以后會(huì)逐步深入混凝土構(gòu)件之中，3 個(gè)月時(shí)間滲透深度可達(dá)100mm 左右，時(shí)間越長(zhǎng)效果越好，12 個(gè)月的理論測(cè)滲透深度可達(dá)300mm，隨著工程進(jìn)展，將會(huì)對(duì)其持續(xù)進(jìn)行觀(guān)察分析，進(jìn)一步去論證實(shí)際工程中的效果。

XYPEX 系列防水產(chǎn)品屬于無(wú)機(jī)材料，防止老化，并與混凝土同壽命，抗惡劣環(huán)境，耐高低溫，其能夠在-32～130℃的溫度范圍內(nèi)持續(xù)保持作用，濕度大小、紫外線(xiàn)強(qiáng)弱以及氧化作用的大小對(duì)其均無(wú)影響。

XYPEX 系列防水產(chǎn)品的生產(chǎn)原料屬于國(guó)家規(guī)定的綠色環(huán)保無(wú)污染原料，無(wú)毒無(wú)味不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害，可以有效保證工人作業(yè)過(guò)程中的健康和安全。

拐角、接縫、邊緣無(wú)須修整，無(wú)須保護(hù)層，作業(yè)效率高、效果好。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際作業(yè)過(guò)程中，一個(gè)小組只需4 個(gè)工人及配備一臺(tái)小型自行登高車(chē)即可獨(dú)立進(jìn)行施工。每個(gè)小組一天可修復(fù)至少20m 左右的滲水裂縫，施工靈活且成本相對(duì)較低，經(jīng)濟(jì)效益突出，建議后續(xù)大量采用本施工方案。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，滲漏水病害對(duì)于隧道的運(yùn)營(yíng)和養(yǎng)護(hù)是經(jīng)常會(huì)遇到的病害問(wèn)題，當(dāng)發(fā)現(xiàn)隧道出現(xiàn)滲漏水等病害問(wèn)題時(shí)，要立即進(jìn)行情況調(diào)查，快速分析相關(guān)原因及病害嚴(yán)重程度，之后由專(zhuān)業(yè)人員制定修復(fù)方案，方案中應(yīng)根據(jù)隧道治水原則并結(jié)合隧道滲水的情況采取合理的措施，本次隧道滲水治理專(zhuān)項(xiàng)工程，經(jīng)過(guò)分析制定方案以及上述的牛山隧道現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施處治，取得良好的實(shí)際效果，為接下來(lái)合同標(biāo)段內(nèi)的其他隧道滲水處治提供了有效的論證依據(jù)。