高速公路隧道中渗漏涌水的防治技术

2020-01-11王亚飞

黑龙江交通科技 2020年1期

关键词：防水层漏水浆液

王亚飞

(贵州省公路工程集团有限公司，贵州贵阳 550000)

1 高速公路渗漏涌水的原因分析

1.1 地质环境方面

高速公路隧道多建于山区地带，崇山峻岭的地质结构十分复杂。多个实例证实，高速公路隧道渗漏涌水病害普遍出现于埋深较浅、上层滞水较为发育、围岩破碎、节理发育、裂隙水丰富的地段，这些地段的水含量较为丰富。

1.2 设计方面

(1)衬砌混凝土强度不足。应用于隧道衬砌的各构件容易受隧道内温度变化而产生变形，其中重要的一个材料就是混凝土。隧道内温度发生改变，久而久之，混凝土就会发生收缩、徐变、开裂等。混凝土强度的不足，使这些问题显得尤为严峻。设计人员应该在设计时就使衬砌受力合理、强度高，同时还要具备足够的抗变形能力，最大限度控制隧道漏水或开裂、坍塌。

(2)防水、排水结构设计不合理。部分高速公路隧道项目由于经费设置不足，导致忽略了防水排水结构设计，无防排水结构的隧道渗漏涌水的程度远比有防排水结构的隧道严重。因此，应该加强隧道防水、排水结构设计，选用最好的防水与排水材料，才能防止渗漏涌水病害的出现。

1.3 施工方面

(1)隧道开挖阶段。在开挖隧道的过程中，会导致围岩应力的释放与重新分布，使围岩的力学特性及水的径流路线被改变，周围的水会向者隧道内聚集、汇流；隧道周围的地下水渗流场改变，会引发应力场的调整，导致地层不均匀沉降、局部应力集中、滑移面活动，最终破坏隧道结构，导致衬砌产生裂缝，隧道出现渗漏水问题。

(2)二衬喷射阶段。高速公路隧道开挖断面、喷射混凝土后断面的不平顺，容易造成防水板和喷混凝土面过紧或不密贴，在开展二衬混凝土时易导致防水板撕裂问题；二衬混凝土所设透水体在混凝土施工时浆液流入其中，致使排水不畅，不能发挥其原有的作用。变形缝、施工缝等地方的止水带安全不符合相关标准，或者没有将挡板头拆除干净，腐烂后形成缝隙，出现漏水问题。

(3)混凝土浇筑阶段。在进行混凝土浇筑时，水灰比太大，形成开放性毛细泌水管路；混凝土拌和物和易性不佳、质地不均匀、水泥浆没有于骨料表面很好黏结，产生透水缝隙；衬砌混凝土材料中含有杂质，腐烂后形成孔洞或缝隙；在进行混凝土灌注时，出现漏捣或捣固不密实，混凝土内部输送不紧密，产生孔眼。这些孔洞、孔眼和缝隙都成为高速公路隧道渗漏涌水的隐患。

(4)养护阶段。在高速公路隧道施工结束或后期使用过程中，未按照要求及相关标准进行隧道养护，还有的单位甚至不开展隧道养护工作，导致混凝土在水化过程中形成涌水通道。

2 高速公路渗漏涌水的治理措施探究

2.1 基本原则

高速公路渗漏涌水的治理，应该先要科学分析漏水的水源、类型、部位及漏水量，然后再确定治理方案，选择治理的材料，实现“赌排结合，综合治理”。与此同时，方案和选用的材料要符合环境保护的要求，符合我国现行的有关强制性标准规定。

2.2 防水策略

(1)地表水防治。要根据地势、地形，在隧道顶设置防水设备，比如：填平、夯实地表，封闭、堵死钻探孔或坑穴，防止地表水渗入衬砌中。

(2)地下水防治。相比于地表水防治，围岩中的地下水防治措施较为复杂。第一，要将水的来源与水流形式探明，区分是地下水或是缝隙水。第二，根据具体情况采取有针对性的措施。当围岩水量较小且条件比较好时，可采用隔离防渗的策略；当涌水量很大时，可以用化学浆液固结，再进行隔离。

在完成衬砌施工后，如果发现衬砌厚度不足、回填不密实，或衬砌有出现漏水，可以用注浆的方法处理。整体式衬砌可在衬砌体的内、外敷设防水层，复合衬砌可以用夹层或者防水层，于两层衬砌之间设置隔离防水层。当第一层衬砌出现变形时，通过缓冲层使形变压力的传递变得极为微小，可以对另一层衬砌的防水层于隔离层实施保护。

2.3 排水策略

排水分为洞外排水与洞内排水。

(1)洞外排水。在计划设定洞外排水措施时，要充分考虑当地的气候、地形、地质、农田水利工程等，科学设置疏通、引水、截水设施。要在高速公路隧道洞口、洞顶、坑道口设置地面排水系统，避免地下水的下渗于冲刷。当洞外道路向隧道内为下坡时，应该将路基边沟做成反坡，向路堑外排水，同时在洞口3～5 m处设置横向截水设置，对流入洞内的地表水进行拦截。

(2)洞内排水。要根据衬砌形式、洞内防水设置等具体情况，有针对性的设置排水沟、横向排水盲沟与路面排水横坡等。

2.4 封堵策略

(1)注浆封堵。首先，擦干基层表面后，要在表面上撒上一层干水泥，如果表面有湿线或湿点，则为漏水孔缝。凿孔埋管时应以渗漏点为中心点，根据设计和施工记录衬砌厚度采用冲击钻或人工配合避免凿穿防水板，另外，要在管口处安装阀门，用快凝材料封堵管口。

其次，在拱顶，以同样的凿孔方式凿孔埋管，同时封堵管口、安装阀门，作为检测孔。再次，采用纯水泥浆进行压注。在进行注浆之前，先要使用水替代浆液灌注，用以检查注浆管外其它部位是否存在漏水，防止出现漏浆现象。如果喷射出水，需用凿槽封堵或加设注浆管。第四，要按照先下后上的顺序进行注浆。压力由低到高，慢慢升压。当高处注浆管阀门流出浆液时，应该及时封闭管口，继续压浆，让浆液沿着漏水通道推进。当注浆泵开泵到规定压力值时停泵，让灰浆慢慢渗入，当表面压力下降到0.1 MPa时，二次开泵升到规定压力值，如此反复进行，直到压力稳定在规定压力值不再下降为止。当压力解除后不再有漏水和渗水现象时，该处注浆完毕，移到下一注浆孔灌注。最后，在完成注浆后，用手砂轮沿着根部将注浆管切除，清理干净孔口，用止水材料封堵孔底，用水泥砂浆抹平表面。

(2)凿槽封堵。首先，对于渗漏水，沿着裂缝凿出凹形槽。槽的宽度普遍在35～55 cm之间，深度一般在45～75 cm之间，凿出的槽尽量做到里大外小。其次，将凿好的槽用高压水枪进行清洗，消除松动的混凝土和残碴。再次，用适量的堵漏材料加水搅拌成泥浆，搓成条状，迅速堵漏到槽中，并用力压实，压实时间保持在50～60 s。最后，抹面修补混凝土，配合比为水泥∶粉煤灰∶滑石粉∶膨胀剂=1∶0.23∶0.25∶0.01。