隧道渗漏水的原因及处置方案

王 帅

（苏交科集团股份有限公司，江苏 南京 211100）

随着交通行业的迅猛发展，隧道在几大交通设施中的发展速度尤为突出，且隧道在整个总路线中所占取的比例也越来越高[1]。据统计显示，我国目前已是世界上隧道及地下工程建设速度和规模最大的国家。虽然在隧道的建设方面我国已经取得了较大的成果，但是在实际的建设以及运营的过程中依旧存在着诸多问题。例如在围岩较差的地区，如果施工过程中开挖的方式不合理、进尺的速度较快或在爆破的过程中控制不够严格都会造成隧道的超欠挖现象。

此外，我国西南地区岩溶发育且山地较多的地区水文地质条件比较复杂，且地下水丰富，这不仅增加了隧道施工过程中的难度，而且在运营期间也带来了一些隐患，在隧道施工的过程中如果对水处理得不够合理，就会导致二衬背后出现脱空以及空洞，孔洞就会为水的聚集提供场所，同时孔洞也会在地应力的作用下产生裂缝，从而导致水从裂缝处向外渗入，引发衬砌内部钢筋锈蚀等病害[2]。据统计，约65.7%的隧道都存在病害问题，且以渗漏水现象为主。20世纪60年代修建的隧道绝大多数均未做防水处理，导致渗漏水问题较为突出。目前隧道的渗漏水已经被列为公路工程十大通病之一，因此针对隧道的渗漏水病害形成的机理以及处置方案进行研究具有重要的意义[3]。

1 隧道渗漏水的原因

隧道产生渗水漏水的原因并非是单一的，而是诸多因素共同作用的结果。隧道渗漏水原因如图1所示。

图1 隧道渗漏水原因

1.1 地下水因素

地下水的作用减弱了岩土体的物理力学性能，降低了围岩的强度，一方面增加了工程的成本，加剧了施工难度，同时还会为后续的工作埋下隐患；另一方面地下水还会在隧道衬砌薄弱的区域侵入，最终导致隧道出现不同程度的渗水漏水现象。在地下水丰富的区域，地下水通过物理作用、力学作用以及化学作用使得隧道的围岩条件变得尤为复杂，也为隧道的渗漏水提供了条件。

1.2 围岩因素

隧道围岩的结构以及构造能够为地下水的流动提供通道，尤其是在围岩破碎地带以及断裂带，丰富的地下水、较高的水压以及大气降雨的补给会使得这些区域一方面为地下水的流通提供了通道，另一方面围岩之间的空隙还能为地下水提供聚集条件。而且一旦隧道中发生了渗水漏水病害，这些区域往往能够形成较大的水流量，为病害的治理带来了很大的困难。

1.3 设计因素

随着在隧道设计理论、试验、工程经验以及材料品质等方面的研究，隧道行业的规范标准也在随之升高，对隧道防排水的要求也在不断提高。通过以往标准设计的隧道，其防排水方案已经不符合现行的标准。同时一些隧道在设计的过程中未能仔细勘察水文地质条件，防排水意识较差，而且设计不够精细，防排水材料的参数较低，加之材料选择不够合理，排水管的管径以及间距不够恰当，导致管路容易发生堵塞现象。

岩土工程体以及水文地质情况较为复杂多变，勘察的难度较大，大多数的隧道也往往只是对少量钻孔进行勘探，不能准确地揭示隧道的工程水文地质情况，导致设计人员很难准确地获取隧道的地质岩性、围岩的级别以及地下水的具体状况，造成隧道的设计状况很难满足工程的实际情况。加之在施工的过程中施工人员的技术水平有限以及技术装备所造成的限制条件，未能够及时发现并改正设计中所存在的缺陷，更甚者会因为施工不当进一步扩大设计的缺陷，使得隧道还未竣工或者在施工的过程中就出现了大面积的渗漏水病害等。

1.4 施工因素

在21世纪之前，设计经验以及建筑材料等方面的原因导致隧道在5～10年就会出现渗漏水问题。主要是因为施工工艺水平不高、施工人员的技术参差不齐、质量控制不严格，同时还存在偷工减料等现象。隧道渗漏水在隧道施工方面的主要原因如下：

（1）建筑材料。工程质量的首要基础就是建筑材料，只有保证了建筑材料的优良才能够确保建筑工程的质量。隧道建筑材料所存在的问题主要表现在水泥标号较低或受潮过期、钢丝钢筋劣质生锈、砂石的含泥量较高或级配存在不合理现象、防水卷材以及排水管道的技术指标较低、耐久性较差等。建材对病害的影响并不会立即显现，往往会在运营的过程中缓慢地表现出来，且因建材而引起的病害往往很难通过维修进行解决。

（2）结构施工。初支和二衬是隧道主体结构的主要组成部分，同时隧道也属于隐蔽工程，验收过程中难以发现问题，导致施工单位在隧道结构施工中偷工减料，质量控制不严成为隧道结构质量问题的主要原因。其主要表现在隧道施工的过程中初支出现大变形、二衬厚度不足、二衬表面出现蜂窝麻面现象，这就为地下水的渗漏提供了通道。

（3）防排水施工。防排水工程是防止隧道发生渗漏水病害的关键，虽然隧道目前为止已经普遍建立了防排水体系，但是在施工的过程中往往对防排水系统处置不当，导致防水板被刺破或者烧坏，排水管道出现堵塞、脱节的现象，最终造成了防排水系统的功能失效。

（4）三缝施工。三缝指施工缝、伸缩缝以及沉降缝。三缝所采用的止水条以及止水带在安装的过程中比较困难，而且止水带以及止水条大多都是橡胶制品，容易出现老化和开裂的现象，因此导致三缝成为隧道渗漏水的高发区。

（5）围岩薄弱施工。在施工的过程中遇到断层带、溶洞、采空区以及陷穴区域时，施工人员没有引起重视，存在偷工减料的做法，并未按照薄弱区应有的标准规范进行施工，带来了结构安全度的隐患，也加剧了裂缝的产生。

2 隧道渗漏水的处置措施

2.1 渗漏水处置原则

（1）隧道的渗漏水处置措施应该因地制宜，以防为主，防、排、堵相结合的原则，尽可能满足防水有效、经济合理要求。首先需要加强对地表水下渗的重视，主要采取填平、铺砌、勾缝和抹面等措施。

（2）对于坑穴以及钻孔处应进行及时的填实封闭。遇到围岩破碎、涌水易塌的区域，可以向围岩内预压浆，如果涌水量较大，则应采用化学浆液。在对衬砌背后压浆时需尤其注意，务必防止因为压浆而导致排水设施产生堵塞。

（3）对于洞外的排水系统，应根据当地的地形、地质以及气象条件，同时根据农田水利的规划情况设置疏水、截水以及引水设施。如果遇到地下水发育、含水层明显，同时还具有长期充分的补给来源时，还需根据实际的情况设置泄水洞等截、排水设施。

2.2 渗漏水处置思路

在处置隧道渗漏水病害时首先需要明确发生渗漏的原因，按照由内而外、排堵结合的思路进行治理。衬砌结构裂损导致了渗水漏水，而初支和二衬脱空则是引起衬砌结构损伤的主要原因，因此渗漏水的治理应从改善衬砌接触不良入手。隧道处于富水区，空洞的治理会打破之前所形成的受气平衡状态，这就使得衬砌结构的围压不断增大，此时采取填补空洞、排导地下水的治理方案较为合理。

2.3 渗漏水处置措施

（1）衬砌空洞处置。处置衬砌空洞的主要目的是防止围岩的松弛扩大，及时抑制衬砌背后的空洞继续发育，同时抑制衬砌上地压以及水压的增加，增强衬砌的承载力以及变形性能，改善其止水防水效果，增加衬砌的厚度以及强度，最终防止衬砌出现裂缝等问题。治理空洞只要回填压浆，根据隧道衬砌厚度检测的情况，通过回填压浆来达到补厚的效果。在回填注浆的过程中，如果空洞中有水存在，则需要先排水，否则会对衬砌产生二次伤害。对于仰拱厚度不足或发生不均匀沉降的情况，则应该采取局部改建的方式进行处理。

（2）衬砌裂缝处置。衬砌裂缝的治理主要应用两种方法，一是表面封闭处理法，主要针对宽度小于0.5mm的裂缝；二是低压注浆法，主要针对宽度大于0.5mm的裂缝。低压注浆处理法是通过注射改性环氧化学灌封浆材来封闭裂缝。

3 结束语

综上所述，由于隧道渗漏水会明显降低隧道的安全性，为此，文章通过病害分析得出隧道产生渗漏水主要是地下水、围岩、设计、施工等因素共同作用的结果，并结合以防为主，防、排、堵相结合的原则，有针对性地从衬砌空洞和衬砌裂缝两个方面提出相应的处置原则，有效解决了隧道的渗漏水问题，可为相关的工程提供一定的参考意义。