浅议公路隧道渗漏水成因及病害治理

车　璠　尹　杰

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司　贵阳　550081)

浅议公路隧道渗漏水成因及病害治理

车璠尹杰

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司贵阳550081)

摘要隧道工程渗漏水病害已经成为影响公路交通运输畅通安全的主要病害问题。针对这一现象，文中从工程地质、设计、施工及运营养护等方面对公路隧道渗漏水成因进行分析，并就不同的渗漏水类别，从防、排、堵等方面分别探讨了多种治理措施，为保证公路隧道施工、运营的畅通安全提供科学的技术借鉴，真正做到“防患于未然”。

关键词隧道渗漏水成因治理

随着我国隧道工程的快速发展，隧道工程渗漏水病害问题日益凸显。我国地域广阔，自然条件差异较大，隧道穿越的山体地质、气候、水文和设计、施工、运营等条件复杂多变，因此应根据不同的病害成因，选取科学、经济的治理措施，确保公路交通运输的畅通安全。

1公路隧道渗漏水造成的危害

(1) 危害隧道耐久性。由于地下水水质含有硫酸根等具有一定侵蚀性的离子，隧道渗水会对隧道结构产生侵蚀破坏，从而危害隧道结构的耐久性[1]。

(2) 影响交能安全设施的功能及寿命。长期的渗漏水危害，会加剧隧道内通信、供电、照明等设备变质失效，危害交通安全设施的功能及寿命。

(3) 影响公路运营。在寒冷季节，尤其是严寒地区，反复冻融的隧道渗漏水会造成衬砌混凝土冻胀开裂，隧道滴水会使路面结冰，降低轮胎在路面的附着力，恶化隧道的运营环境，危及行车安全。隧道渗漏水还会使路面积水，从而引起路面基层冒浆、下沉，破坏路面结构，此外，渗漏水引起的路面积水，会改变路面的反光条件而引起眩光，对行车安全不利。隧道内的汽车尾气、灰尘也会附着在湿润的隧道内表面，影响隧道美观[2]。

2公路隧道渗漏水影响因素分析

2.1　工程地质因素分析

公路隧道多穿梭于地质构造较为复杂的崇山峻岭中，在地下水埋深较浅、裂隙水丰富、上层滞水较为发育、围岩破碎、节理发育地段多出现隧道渗漏水。当围岩与含水地层连通，防水及排水设施不完善时，就会发生隧道渗漏水[3]。

2.2　设计因素分析

(1) 防排水系统设计不当。施工缝、伸缩缝、沉降缝等关键部位防水措施设计不当，使其在隧道运营期间成为渗漏水的主要通道。

(2) 防排水系统排水能力不足。由于设计与实际存在偏差，有些地段地下水含量特别丰富，设计时虽然采用了正确的防排水措施，但是排水能力不足，往往会从洞内排水系统中溢出，造成洞内积水，影响行车安全。

(3) 二衬混凝土自防水能力不足。二衬混凝土防水是隧道防水工程中重要的一环。二衬混凝土是通过调整配合比或掺加外加剂来提高自身密实度，从而达到有一定抗渗性能的混凝土。但是片面强调混凝土抗压强度和抗渗等级，而忽略了防止混凝土产生裂缝的各种措施，从而导致混凝土裂缝产生，破坏了混凝土结构自防水的完整性。

(4) 隧道二衬厚度不足或强度不够。隧道设计时由于对围岩认识不够充分，隧道的支护强度不够，致使隧道二衬受力过大造成开裂，成为渗漏水的通道。

(5) 二衬断面设计不正确。设计时没有设置仰拱，造成隧道开裂，路面隆起、渗水。

2.3　施工因素分析

(1) 超挖回填不密实。超挖回填不密实一方面造成隧道厚度达不到设计要求，造成开裂；另一方面衬砌背后空洞回填不密实形成积水区域，久而久之造成隧道的渗漏水。

(2) 三缝处理不当。施工缝处先浇混凝土表面未清理，导致施工缝处新旧混凝土结合面不紧密，产生渗漏； 变形缝处防水板未做加强层；止水带固定不正确，导致移位或出现卷边，浇注两侧混凝土时，任意碰撞，形成止水带偏斜、搭接不良而造成渗漏。

(3) 防水板破坏。理论上，设在初期支护与二衬混凝土之间的全封闭的防水板防水的效果应该是很好的，但是实际上，防水板的防水效果受到施工工艺、施工质量等一些因素的制约，往往效果不理想。

(4) 二衬混凝土浇筑不密实。由于施工过程中混凝土水灰比过大、振捣和养护不合规定、施工工序不合理、浇筑时基面有杂物等原因，造成二衬混凝土浇筑不密实，在水压作用下慢慢被渗透，造成防水失效。

(5) 排水系统堵塞。在二衬混凝土或注浆施工中，由于对排水盲管未进行有效的保护，砂浆、浆液堵塞了盲沟、盲管，这样隧道背后的水根本不能顺畅排出，造成衬砌背后水位过高，从衬砌防水薄弱部位渗漏。

(6) 二衬支护时机不当。二衬施工过程中，过早施作支护结构将会致使支护结构承受过大的形变压力，过晚施作支护结构则易造成围岩失稳，从而导致支护结构开裂，造成渗漏隐患。

(7) 初期支护防水失效。设计要求初期支护应有一定的抗渗性，但实际施工难以做到这一点。地下工程的初期支护一般为喷射混凝土，喷射混凝土的环境条件往往不理想，由于喷射混凝土施工工艺的限制，初期支护的喷射混凝土很难形成闭合的防水层。工程实践表明，喷射混凝土普遍存在强度不稳定，离散性较大，根本无法确保混凝土的密实度和抗渗性。地下水通过长期的渗透，必然可以通过初期支护的薄弱点充满初期支护与防水板之间的空隙。

2.4　运营养护因素分析

(1) 隧道衬砌混凝土产生裂缝导致防水失效。运营期间产生的裂缝往往是由于环境变化导致施加在二衬上的荷载增加，从而产生裂缝。具体可分为塑性地压、松驰压力、偏压、承载力不足、地基下沉、膨胀性土压、水压等。

(2) 防水板在运营期破损导致防水失效。喷射混凝土基面过于粗糙、土工布较薄都是运营期导致防水板破裂的主要因素。

(3) 洞内排水系统堵塞。隧道经过长年的运营，排水系统需要定期进行清理。灰尘、垃圾等经过长时间的积累往往会堵塞排水系统，导致水流不畅，造成洞内积水。

3治理措施

3.1　防水设计方面

隧道渗漏水问题要做到“防患于未然”，首先要从设计方面着手，只有做好科学、有效的防水设计，才能从根本上解决渗漏水问题，包括对防水等级的正确判断，工程细部结构的防水措施，工程防排水系统 ，如地面挡水、截水系统及工程各种洞口的防倒灌措施等。设计则要遵循定级准确、方案可靠、施工简单、经济合理的原则。

3.2　点渗漏治理

点渗漏的处理有直接封堵、注浆堵漏剂埋管引排等方法。直接堵漏通常采用凝结速度快，高强微膨胀，抗渗性能好，对基层粘接性能好的材料[4]。注浆堵漏适用于表面有湿渍，或渗漏轻微流淌的部位。埋管引排适用于漏水量大，出水点位于变形缝、施工缝或边墙上。

3.3　缝渗漏治理

缝渗漏治理是隧道渗漏水的重中之重，根据裂缝的位置、长宽、深度、水量来确定治理措施，对于渗漏较轻微的缝渗漏多采用直接堵塞或注浆堵漏的方法，施工缝通常用铝管或PVC管外排，沉降缝、伸缩缝则采取暗埋PVC管排水法进行治理。

3.4　面渗漏治理

(1) 喷射涂层。喷射法、涂层法是在衬砌内固上喷射或涂抹防水材料，能形成无接缝的面状防水层而达到止水的效果，特别适用于衬砌的凹凸处的渗漏水治理。该工艺的施工难点在于如何保证均匀的防水层厚度[5]。

(2) 喷射法。该方法多在地压对策、衬砌劣化对策中采用，是变异隧道最为有效的整治措施之一。但是，这种方法在基底处理不好的情况下，容易促使衬砌表面风化而从既有衬砌与喷浆层隙间漏水。

(3) 涂层法。涂层法是涂抹防水材料使其在渗漏基面形成薄膜而达到止水的方法。这种方法的缺点在于针对凹凸较大的衬砌面，如何保证薄膜有足够的厚度发挥防水效果，且在工程的经济可行性上似乎也存在一些问题。因此，涂层法更适用于渗漏水程度轻微、表面凹凸较小的场合。