隧道在运营期出现渗漏水病害原因分析及处治方案研究

宋刚

（福建省高速公路集团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，在山岭众多的线路中尤为常见。在高速公路日常养护工程中，隧道渗漏水现象是常见的病害，如果渗漏水得不到妥善处理很可能对工程质量产生不良影响，例如危害行车安全、锈蚀隧道设备、破坏洞身衬砌等，严重时将危害到运营隧道的使用性能和使用周期，所以应重视隧道的养护管理。

1 病害原因分析

隧道建设使原本处于基本稳定的地下水系统遭到了破坏，道形成地层中低压水域，地下水逐渐向隧道方向聚集。当周边地下水充足时，会导致水压力升高产生渗漏[1]。

防水板在隧道施工过程中，质量不合格，例如与初支护没有密贴，焊接不饱满留有缝隙或焊缝质量不达标等，都有可能导致防水板达不到全面防水的效果。

二衬施工中防水板损害：防水板被钢筋捅破、焊接时高温对防水板的损伤、混凝土浇捣时对防水板的影响等。

二衬施工缝未处理合格，止水带设置不规范：止水带搭接连接不合格出现缝隙，混凝土浇筑时导致止水带偏移，在施工中因工人操作不当导致止水带破损等。

隧道投入运营一定年限后，不均匀的伸缩、沉降导致防水板或止水带撕裂，或者防水板与止水带自然的老化开裂等。

2 渗漏水处治常见方式

2.1 点线渗漏水治理

2.1.1 表面封堵

如果隧道洞墙表面发生渗漏但水压小、水量少，或发现隧道有渗漏的一些迹象时，可以运用表面封堵的方法进行处理。一般直接利用防水材料封堵在渗漏的地方，先简易的表面处理后凿毛，至少要凿开1cm，再将渗漏的点凿成直径约3cm、深约2cm 的孔洞，然后清除孔洞中的杂物、废渣，最好用水彻底冲洗干净，紧接着填入可以遇水膨胀的腻子条来对孔洞进行填补，最后采用同伴抗渗纤维砂浆对修补点进行表面修复，等硬化后涂刷混凝土密封胶进行加强[2]。

2.1.2 注浆堵漏

如果混凝土施工时内部不密实可能导致后期内部出现点渗漏问题，或衬砌混凝土表面已经出现了轻微淌水、长时间湿渍的情况就可以利用注浆堵漏的方法进行治理。该方法的主要原理是对混凝土内部的孔洞进行注浆封堵，然后可以对渗水进行集中引流或是从二衬后的排水管排出，进而消除对隧道衬砌的破坏。工序步骤主要包括以下几个环节：首先对渗漏处进行清理；其次进行钻孔、割缝以及凿槽；再次埋注浆管并固定；最后注浆，堵漏后进行硬化找平修复。

2.1.3 引排导水

当隧道洞墙表面出现了明显的渗漏点且渗水量相对比较大时，尤其是伸缩缝处渗漏水，就比较适合运用引排导水的方法。该方法通过在隧道衬砌表面割缝凿槽，在槽缝上安装埋设不同的导水管（如PVC半管、铝槽、弹簧半管等）排泄渗水。该方法可以有效排泄隧道的渗漏水，对隧道的整体美观较为有利。

2.2 面渗漏治理

2.2.1 衬砌背后注浆

如果衬砌混凝土密实度不足、内部孔隙较多，但并没有发现其他病害，仅是衬砌混凝土自身的缺陷，就可以采用衬砌背后注浆的方法。通过此方法来提高衬砌混凝土的密实程度，以防渗漏水通过孔隙对隧道内部造成更大的损坏[3]。

2.2.2 表面涂刷

当隧道洞墙或拱顶出现比较轻微渗漏水时，可以运用相对简单的表面涂刷的方式处理。先对渗水的面以及周边凿毛和冲洗，处理好基面之后涂刷防水材料，最后硬化修复表面。虽然是轻微的渗水情况，仍然建议对表层进行加强处理，例如补偿收缩砂浆、涂刷密封胶等[4]。

3 工程概况

牛山隧道，地处松建高速公路（建瓯段），隧址区属构造为剥蚀低山丘陵地貌，围岩均为V 级，多为强风化云母石英片岩。春夏季雨水多时，隧道有两处渗漏水相对严重的位置，并且会导致附近路面过渡潮湿。首次发现时水量较大，不利于施工，已由日常养护协作队伍进行过应急封堵，能够起到减小渗漏水量的作用，但效果一般，只是起到临时缓解病害的作用。经业主养护部门研究决定，待雨季过后列专项工程统一处治修复。项目部配合业主方制定了初步修复方案，决定以牛山隧道B 道为例，先行开工验证处治修复方案的可行性，如图1所示。经过雨季期间的观察和调查分析，牛山隧道B 道方向以伸缩缝环向漏水情况为主，其中BK2829+080 处较严重。

图1 环向裂缝处理示意图

3.1 方案实施

3.1.1 表面清洗

沿渗水处，将渗水缝附近至少30cm 范围内的混凝土表面清洗干净，有利于准确寻找墙体衬砌的渗漏水位置。

3.1.2 割缝凿槽

沿渗水缝左右各25mm 处用电动割刀割缝，缝深100mm，随后人工用石头錾子凿出U 型槽，延伸至排水沟以下30cm 结束。

3.1.3 埋设盲管

先严格清洗槽内混凝土表面，然后在槽内两侧涂刷防水防腐材料，使用材料为XYPEX 系列防水产品——XYPEX 浓缩剂。涂刷XYPEX 灰浆凝固之后在槽底部埋设φ50mmPVC 排水盲管（半管），直至边墙底部的排水沟，用以导引水流。

XYPEX 系列防水产品工艺及注意事项：基面处理，将松散混凝土全部清除，然后用水冲洗基面以达到湿润基面的效果；材料与水按照5∶2 的比例进行拌和，拌和的数量不宜太多，大约20min 左右应当用完，需要不断地搅动以防止浆料黏稠，注意在搅拌过程中不能再加水或加料；涂刷XYPEX 浓缩剂拌和料，建议采用软硬适中的尼龙刷进行涂刷，一般需要涂刷两遍，总的用量需要控制在0.8～1.5kg/m2。

3.1.4 回填

排水管布置完毕后，槽回填分以下三步：

第一，先用硫铝酸盐水泥进行第一层封填，厚度只需能包封住排水管即可，经过研究分析，采用的是微膨胀N 型瞬凝水泥（新品种硫铝酸盐水泥），且掺加XYPEX 浓缩剂，配比为微膨胀水泥∶砂∶水∶XYPEX浓缩剂=1∶1.5∶0.4∶0.03。

因为微膨胀N 型瞬凝水泥具有良好的抗渗、抗腐蚀性能以及凝结速度快，并且早期强度高、后期强度性能不衰减等特点，所以适用于止涌堵漏、快速封孔、喷锚支护、修补裂缝、抢修工程、低温施工等。

第二，经现场观测，大约等待1～2h 左右，第一层封填材料便会干燥硬化，接着将环氧树脂胶泥涂抹在槽的两侧以及第一层封填材料外部，之后再填入2cm厚SR 塑性止水材料，如图2所示。

图2 环氧树脂胶泥涂抹

因为SR 塑性止水材料具有非常良好的气密性、抗渗性、黏结性，所以一般情况下无须黏结剂，就可以与混凝土直接黏结，避免出现填补使用的防水材料由于黏结不牢而导致黏结界面周围的渗漏情况。

SR 塑性止水材料是一种高聚物分子改性基高分子防水防腐材料，具有抗渗、抗冻、耐盐、耐碱、耐弱酸腐蚀的性能，并与多种材料具有很强的黏结力；可在潮湿基面上施工，并可在潮湿环境中硬化；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，用水泥浆最后填平至洞墙表面，如图3所示。

图3 水泥浆填平

3.1.5 养护刷浆

面层的水泥浆硬化之后，就可以在修复的区域涂刷一遍XYPEX 浓缩剂灰浆以达到增效加强的效果，首先要适当湿润修复区域的表面，然后涂刷XYPEX浓缩剂灰浆（拌和比例5∶2）。本工程案例是渗漏水相对严重的地方，因此施工现场在XYPEX 浓缩剂灰浆初凝后，再立刻涂刷一层同拌和比例的XYPEX 增效剂灰浆，加速浓缩剂的固化和形成坚硬的表层，对该处修复起到了更好的增强效果。

4 XYPEX 防水材料效果

本次工程实施过程中，我们发现，XYPEX 系列防水产品不单纯是一种表面涂抹的防水材料，由于它的渗透而形成晶体会与混凝土成为一个整体，这是一个重点所在，修复结束后即使再次出现裂缝并出现渗水问题，也可以产生新的晶体把水堵住。另外，在本次渗漏水处治修复的过程中，XYPEX 系列防水产品所展示出的这种修复能力，正是本次工程前期制定方案时，决定采用该材料的重要原因。

XYPEX 系列防水产品的化学反应在开始时只发生在混凝土的表面或者邻近部位，以后会逐步深入混凝土构件之中，3 个月时间渗透深度可达100mm 左右，时间越长效果越好，12 个月的理论测渗透深度可达300mm，随着工程进展，将会对其持续进行观察分析，进一步去论证实际工程中的效果。

XYPEX 系列防水产品属于无机材料，防止老化，并与混凝土同寿命，抗恶劣环境，耐高低温，其能够在-32～130℃的温度范围内持续保持作用，湿度大小、紫外线强弱以及氧化作用的大小对其均无影响。

XYPEX 系列防水产品的生产原料属于国家规定的绿色环保无污染原料，无毒无味不会对人体产生危害，可以有效保证工人作业过程中的健康和安全。

拐角、接缝、边缘无须修整，无须保护层，作业效率高、效果好。在现场实际作业过程中，一个小组只需4 个工人及配备一台小型自行登高车即可独立进行施工。每个小组一天可修复至少20m 左右的渗水裂缝，施工灵活且成本相对较低，经济效益突出，建议后续大量采用本施工方案。

5 结语

总之，渗漏水病害对于隧道的运营和养护是经常会遇到的病害问题，当发现隧道出现渗漏水等病害问题时，要立即进行情况调查，快速分析相关原因及病害严重程度，之后由专业人员制定修复方案，方案中应根据隧道治水原则并结合隧道渗水的情况采取合理的措施，本次隧道渗水治理专项工程，经过分析制定方案以及上述的牛山隧道现场实施处治，取得良好的实际效果，为接下来合同标段内的其他隧道渗水处治提供了有效的论证依据。