公路隧道水害原因及防治措施研究

王玺

【摘要】因为我国发展还不够完善的公路隧道技术，对于公路隧道出现的危害意识应有待加强。隧道中常见的一种病害就是水害， 调查文件表明， 很多隧道都存在不一样程度上的水害。

【关键词】公路隧道；水害成因；治理措施

1.隧道水害产生的关键因素

1.1洞内渗漏水的不确定性造成防排水的针对性相对差。隧道设计中地质钻孔相对少，项目和水文地质文件不足，对隧道经过的断层带、破碎带的部位推断不准，设计中很多都套用定型图，缺少针对性的加强设计。所以，就算隧道富水地层只是在局部地段，但解决不当也会对整座隧道带来危害。

1.2隧道区域内的岩溶洼地、岩溶漏斗都相对发育，很多的漏斗、落水洞、岩溶泉、溶蚀注地罗布周围。地表排水体系多为天然产生或部分人工修筑，由于山体汇水面积大，排水体系不能满足泄水要求，这些浅层岩溶水、岩溶裂隙水、岩溶管道水等潜水类别的地下水就为隧道四周供应了足够的外部水源。

1.3隧道施工由于受空间约束，让在浇筑拱部混凝土以及回填超挖空间时很难振捣密实，一旦发生纵向刚度不够，加上地基沉陷以及围岩扰动，就会出现环向裂缝，这让外部水源有了关键的渗漏水通道。

1.4对隧道衬砌的伸缩缝、施工缝和墙拱接缝，没有使用有效的防水方法，人为地导致很多渗漏水通道。

1.5大体积浇注混凝土时，常常大于控制值的水灰比，再加隧道内的的积水，大大超值的水灰比。当多余水分在混凝土内游离蒸发后，水分所占据的空间就变成毛细孔隙，让混凝土自身的抗渗强度降低了，最后产生渗漏水的通道。

1.6受温度应力、收缩应力、机械振动以及爆破振动的影响，衬砌荷载出现变化，部分应力集中，产生拉裂或压裂性裂缝，随着时间的推移，互相贯通，产生不规则的贯穿性渗漏水通道。

1.7由于温度或养护等因素，衬砌体出现相对大的收缩变形，同时又由于强度不可以充分施展，承载和抵抗变形能力差，很容易导致混凝土衬砌垂直轴向的收缩性裂缝。

1.8尽管有些隧道前期在临时支护以及永久支护之间部署了防水层，但在现实施工经过中，防水层很难产生一个连续的整体；暗埋于衬砌体内的疏水管移位、破损以及变形比较广泛，防水结果甚微。

2.公路隧道水害治理措施

2.1地表水合初期支护大面积渗水的处理

（1）地面帷幕预压浆，就是在隧道两侧提前先自地面钻孔压浆，以产生隔水帷幕，为掘进建造优良条件。

（2）洞内工作面预压浆，在距含水层还有一段间距的位置停止挖掘，提前先在挖掘断面周围按必然的长度分段钻孔注浆。

2.2假如衬砌混凝土厚度不可以满足要求，就一定要对洞口段（拱顶）防水薄弱地点实施二次衬砌，例如高寒地区隧道通常都在洞口350m范围部署保温设置保温层，用硬质聚氨脂泡沫塑料型材以及玻璃钢组成，厚4cm左右。

2.3因为隧道衬砌的环接缝是隧道防水的薄弱步骤，隧道衬砌混凝土在温度变化的状况下一定会产生低温收缩，让隧道环接缝变宽，再加上环接缝处容易发生防水板在施工时容易到损伤、安装不佳的止水带、接头处密实度不够的混凝土等质量通病导致渗漏水，所以，一定要在二次衬砌内边缘沉降缝处加设厚0.5mm的钢板，同时增强止水带的安装质量和混凝土的施工质量。对于线状的“三缝”位置的渗漏水，关键是使用剔槽，排水盲沟加设，外加弹性密封材料封堵的办法。现在，经常用的密封材料有改性沥青密封膏，聚硫、硅酮、聚氮酩密封膠以及各样定型橡胶或膨胀橡胶止水条等。

2.4如果隧道部分段落有大面积渗水情况，还有环向渗水痕迹，环向渗水痕迹几乎呈等距离分布，规律性相对强，分析其因素关键是二衬防水板破坏、环向排水管或中心排水管堵塞，导致二衬内水压增大，造成渗水。所以，在第一步完成后，观察一段时间，渗水情况消失的段落，说明渗水是因为中心排水沟堵塞引起。对依然有渗水情况的段落，要使用打孔引水方案实施处理，详细措施如下：在接近路面的拱脚处打泄水孔，让衬砌后排除积水，5cm左右的孔径，孔距离视漏水状况取1.5～3m。同时在路面刻槽，埋设泄水孔以及路侧排水沟之间的PVC引水管，让水排到路侧排水沟。最后对刻槽实施填塞。

2.5隧道二衬渗水的处理

（1）堵水

对于隧道衬砌线形渗漏水等情况，不能引水的、单独的渗漏水点、渗漏裂缝，还有需要加固补强的位置，直接封堵是非常好的办法。关键施工方案是使用注浆材料实施灌浆封堵，注浆材料通常能使用一般水泥浆、水玻璃或水泥—水玻璃混愈液。对衬砌背后回填注浆，注浆程序要由低向高依次实施，注浆压力并严格控制，各注浆参数要通过试验确定，保证构造稳定。

（2）涂刷防水护面剂

隧道施工中对超挖及衬砌后回填不足，混凝土施工过程中如存在漏振、过振等原因，造成构造混凝土产生部分不密实、蜂窝麻面等情况，将会出现混凝土大面积渗漏水，这渗水情况能够在二衬砼表面涂刷防水护面剂实施封堵。关键施工方案是把二衬面渗范围和其外围20cm区域内用凿子凿除2～3cm深，凿除的表面要相对凹凸粗糙，以增加旧混凝土与堵漏材料的黏结力。接着在渗漏处混凝土表面布置梅花型注浆孔，针注超细水泥浆或环氧树脂等化学浆液，以充填混凝土内部空隙和细小裂缝。最后用水泥基结晶渗透型防水材料涂抹二衬面，涂料剂能使用SN-915防水护面剂等。

3.隧道渗漏水灾害评价指标体系

为了找出隧道渗漏水严重程度和影响原因之间的关系，这里使用加权的方式来衡量隧道渗漏的严重程度，经过给集中涌水点、点漏、面漏、缝漏、基底水害赋予不一样的权值，之后经过调查的每一个隧道的集中涌水点处、点漏处、面漏处、缝漏处、基底水害处以及对应权值的相乘，除以对应隧道的长度，获得隧道渗漏水的严重程度的数值。之后给隧道渗漏水调查表中的隧道防水设施损坏程度、排水管道的破坏程度、隧道区的植被覆盖覆盖状况等个等级在（0，1）之间赋值，把隧道区年平均降雨量除以1000mm，获得的数值和隧道严重程度的数值在一个图中表示如下图。从图中能够看出，隧道出现渗漏水的严重程度以及隧道区年平均降雨量状况都有非常大的关联性，几乎隧道渗漏水严重的隧道，隧道区年均降雨量大，但是也有某些异常点，这是由于，影响隧道渗漏水的原因是多方面的，依据查阅的文件和现实的调查，导致衬砌渗漏因素关键有2个大的方面：一是不良的水文地质条件，有水源。二是不良的衬砌防治水害质量，有水路。前者是外因，自然存在，后者是内因，起主导作用。

4.结语

对于公路隧道中广泛的水害情况，其彻底清除的主要在优秀的防排水设计和精心的施工，依据实际的工作经验，施工阶段的质量缺点是最大的因素，不得已而使用的补救办法是二衬渗水后的处治。只有工艺严格控制，标准施工操作，才可以防患于未然，做到一劳永逸，从而真正达到节省成本、优质高效的项目目标，让水害不再是隧道项目的质量通病。

参考文献：

[1]赵永国，王华牢，韩常领.公路隧道病害的分类特征与成因分析[J].公路，2008，（7）：227―32.

[2]王睿.隧道工程渗水原因分析及防治措施研究[J].廊坊师范学院学报（自然科学版），2010，（2）.