浅谈隧道渗漏水原因分析及技术处理措施

徐婧媛

摘 要：隧道工程施工与后续维护环节，渗漏水情况十分常见，这是一种比较严重的病害种类，如果出现渗漏水问题会引起无法估计的后果。基于此，首先分析隧道出现渗漏水的主因，进而详细阐述有效的处理对策。

关键词：隧道工程;渗漏水;原因;处理对策

中图分类号：TU24                               文献标识码：A                                         文章编号：2096-6903（2022）09-0037-03

0引言

隧道渗漏水属于隧道工程中比较常见的病害之一，其会损坏混凝土结构，进而缩减隧道使用期限，甚至会危害隧道安全性。因此，必须解决好隧道渗漏水问题，防止隧道由于渗漏水而出现多种质量安全隐患和问题。针对隧道工程产生渗漏水的主要原因进行了详细分析，并介绍了有效的施工处理方法及质量管理措施。

1 隧道渗漏水的危害

第一，隧道渗漏水可以引起衬砌风化和剥蚀，更严重时，造成衬砌结构变形和破坏。第二，在严寒地区的夏季渗漏水的隧道，冬季易形成冻害，造成边墙结冰、拱部挂冰、道床冰锥等现象，还会因冻胀造成碎裂和变形开裂，或洞门墙、翼墙前倾开裂和洞口仰坡、边坡冻融坍塌等。第三，在电气化隧道内，隧道渗漏水会使绝缘失效，发生短路、跳闸、放电等事故，危及行车安全和作业人员的人身安全 。第四，隧道渗漏水程度严重时可引发翻浆冒泥、道床下沉、基底裂损等，引起线路水平、轨距、方向超限或有一定压力的地下水向外涌流会使隧道结构破损、淹没轨道、冲空道床，影响行车安全。第五，隧道滲漏水可以加快通信、供电、工务等内部设备锈蚀，缩短设备的使用年限，维修成本增加。

2 隧道渗漏水的检查方法

为了准确描述隧道病害的位置，需要将隧道衬砌分成若干部分进行命名。一般是将隧道衬砌的拱部和边墙分左右两大部分，仰拱作为一个大部分，总体上分为五个大部分。

2.1 隧道外部检查

主要检查隧道洞顶仰坡坡面是否平顺，洞顶排水系统是否通畅、破损，洞顶地面有无洞穴、裂隙和积水洼地。还对地表水的流水流向、痕迹进行观察。

2.2 隧道洞内检查

主要检查内部排水设施是否通畅、破损、失效等，洞内漏水的部位、面积及漏水量。

2.3 隧道漏水量检查

主要检查隧道排水沟的流量，地下水和地表水在隧道内各段的分布情况及季节性的变化规律（如平时与雨季排水沟流量的变化）。对漏水严重处定期进行漏水量的观测，同时还应测量洞内及洞顶排水沟中的流水量并做比较，找出水源及渗漏的关系。

3 隧道出现渗漏水问题的主因

3.1 混凝土施工质量不合格

隧道施工中，混凝土施工质量既是隧道防水性能的关键环节之一，也对隧道建成后的正常安全运营起到了无法取代的核心保障作用。如果混凝土施工质量不合格，将极易引起渗漏问题，而且整治非常困难。例如，混凝土的配合比不满足标准，以及混凝土养护不及时等原因，均会造成混凝土产生裂纹、蜂窝以及麻面等情况，进而影响混凝土性能。因为混凝土的施工质量直接影响到隧道结构的总体承重，故如果混凝土施工质量不合格，将会造成隧道产生裂纹、发生渗漏水等病害，极大影响到隧道整体结构的安全性和防渗漏性。

对于复合式衬砌，初支喷射混凝土施工质量的好坏往往也对整个复合式衬砌防水防渗性能产生较大的影响，比如因初支喷射混凝土未按照设计配合比要求掺加提高喷射混凝土防渗性能的混凝土气密剂，导致喷射混凝土应有的防渗性大打折扣，从而导致衬砌整体防水防渗也相应的降低。

3.2 防渗层被损坏

从隧道工程的基本特点来说，不仅施工流程较为复杂，并且覆盖的领域十分繁琐，加之受到自然环境的影响，在施工时不可避免的会损坏防渗层。实际上，在隧道施工中，损坏防渗层的因素包括两点：其一，施工中重大机械设施的毁坏;其二，隧道结构爆破。另外，防渗层的损坏不仅会影响着隧道防漏效果，还会影响着整个隧道工程的质量[1]，进而影响整个隧道工程的运营使用寿命。为此，隧道施工中要特别留意这一点，严格按照设计和规范要求施作防水结构，并加强施工成品保护，防止损坏防渗层。

3.3 材料质量差

因为隧道施工所用的材料很多，再加之提供产品和材料的制造商质量管理水平良莠不齐，产品材料质量也是千差万别，因此在选材时经常产生质量问题。在采购材料时，由于未严格把关材料质量，极易导致未检测达标的材料流进施工场地，使用质量不合格的材料，必然就会影响隧道质量。选取防渗材料也是如此，如材料厚度、强度和弯折性等均不满足设计标准，就会导致防渗层产生破损与裂纹，进而出现渗漏情况。

3.4 施工不当

施工环节操作不当也极易引起渗漏水问题，具体表现在以下几点：①施工选用的混凝土衬砌质量不合格，因此极易引起裂缝，同时其本身的防渗性能也很差;②实际施工中，未对隧道衬砌的施工缝及拱墙接缝做及时有效的防渗治理;③施工环节因操作不当而导致衬砌出现较大变形，这样也会引起水害问题;④防渗层施工效果差或是原材料缺乏耐久性，应用一段时间后将产生因防渗层失效而出现渗漏水;⑤浇筑大体积混凝土时，没有严格控制水灰比值，混凝土内部剩余的水分将会蒸发，进而出现毛细空隙，引起渗漏水问题;⑥混凝土浇筑结束后没有及时振捣，极易导致地基下沉、围岩扰动以及纵向刚度不足等问题，进一步引起环向裂缝。

3.5 其他因素

如因地质原因、地震、洞内火灾等自然或者人为因素导致隧道围岩及衬砌结构变形、错动、沉降，并因此破坏隧道防水结构、产生衬砌开裂等病害。

4 加强隧道施工中防渗质量管理的对策

4.1 控制好铺设基层的效果

隧道施工中，铺设基层时应尽可能使之平整与圆顺，不管是喷射拱顶或者平整度的喷射均有特殊需求。其中，针对平整度的需求是基面平整度D/L不超过1/6，对于拱顶的需求是基面平整度D/L不超过1/8[2]。此外，为避免防渗板被刺穿损坏，还应及时清理基层外表的坚硬物体，例如围岩、铁丝以及钢筋露头端部等。在喷射混凝土时，也有许多必须注意的地方，例如混凝土的强度应符合设计强度、混凝土龄期可否达到预计的强度等，对于设计有防渗要求的喷射混凝土，在配合比选定时，还要考虑气密剂与水泥、速凝剂等材料的适配性，这些均需要特别注意。另外，为避免基层产生渗水问题，还要及时清理基层外表的明水，防止影响后续施工效果。

4.2 控制好缓冲层的效果

铺设缓冲层时和基层铺设类似，其表面也应当平整，并且还要保证顺畅与舒展，不得绷得太紧，尽量保留一定松弛度。值得注意的是，铺设缓冲层的宽度不得小于5 cm。

在选取铺设材料时，必须选用质量合格且符合设计标准和规范要求的无纺布材料，如此方可保障其技术性能。同时，在铺设前要检查所采购的材料是否过期、技术指标是否发生改变，唯有检验合格方可投入应用。

4.3 控制好防渗板的效果

铺设防渗板时，要提前考量其铺设面积，按照隧道工程的具体情况来测量。和缓冲层一样，防渗板的表层也应当平整，而且具有良好的松弛度。此外，铺设防渗板时应用暗钉，并控制好暗钉间距[3]。其中，铺设宽度不得小于15 cm，并且允许偏差为±100 mm。铺设好防渗板后，还要及时进行检测，并修补已损坏的防渗板。

在选取防渗板材料时，需要对材料做好抽检与检验，不仅要满足预期设计标准，还要满足工程防渗材料的规定，如此方可达到防渗效果。此外，在工地材料库保存材料时，应当兼顾外界自然环境，既要库存足够数量的材料，防止影响工程进度，又要避免库存过多，防水材料长期不使用，受大气、高低温、阳光照射等自然环境影响，材料过早老化失效。

5 完善隧道施工中排水质量管理的对策

5.1 初支基面的处理

在处理初支基面时，应做好3点工作：割除混凝土表面裸露的尖锐物，例如钢筋头和锚杆头等;清除干净混凝土表面，例如喷射混凝土时留下的尖锐骨料;去除混凝土表层的鼓包，而且要用砂浆抹平不平整的部位。由此得知，不管是对上述何种状况的处理，都需要清理干净喷射混凝土后的表层，防止留有尖锐杂物。

5.2 盲沟的处理

处理盲沟时，不仅有纵向盲沟，还包括环向盲沟。对于不同形态的盲沟，处理方式与观念也不同。在处理环向盲沟时，隔20 m就要分布一个环，对于不同的漏水现象，能够增添适量的盲沟[4]。在处理纵向盲沟时，按照预先的设计每3 m要预留下PVC三通。利用铁丝进行加固时，应采取嵌入式手段将其衔接起来，而且要保障隧道的纵坡应与环向坡度相统一。

5.3 洞中顺坡排水

为确保隧道的正常排水，洞中顺坡排水的沟槽断面应尽可能符合渗漏要求，以及施工过程废水处理的需要。特别是当围岩比较松软的位置，按照具体的排水要求，能够适当强化对沟槽的铺砌。另外，还要及时清理洞中的顺坡排水槽，避免留下杂物阻碍排水。

5.4 洞中反坡排水

和洞中顺坡排水形式不一样，洞中反坡排水不仅和设备的分布相关，还和水量及坡度相关。按照不同的排水状况，将水通过1次或以分段方式排除洞外。此外，在分布集水坑部位时，要兼顾排水的具体状况，并按照排水量的数量，明确集水坑的体积。另外，为保障洞中排水顺畅，在选取抽水机时应选用超出排水量的20%。

5.5 后期渗水养护方法

5.5.1 明管排水

在施工隧道混凝土墻体时，在原有排水沟部位产生了堵塞情况，所以导致不能顺利排水，内衬蓄水面提高。在前表面漏水潮湿时，要在墙体导线沟顶打孔，并安装1根φ100 mm的PVC管。

5.5.2 暗管排水

若产生地下排水受阻现象，就表示该位置存在积压，水将从墙面毛细孔和防渗膜破损位置渗出，如果出现该种情况就要及时采取解决措施。先认真检查混凝土表面，能在渗水点附近安装排水道，并根据项目实际情况安装适量的PVC排水管。这种方式往往还要结合局部堵漏等其它方法联合使用，才能达到较为理想的效果。

5.5.3 灌注式防漏

该方法常用于还未设置止水带的作业缝中，在灌注单个渗水点时，若很长时间无法将水体及时排出，就可能在周围重新产生漏水途径。在使用灌注式堵漏办法时，尽量采取排、堵以及补强等方式综合利用展开治理会得到显著效果。

灌注式堵漏的注浆材料主要采用普通水泥和水玻璃。水玻璃为传统注浆材料，对处理混凝土中细微裂缝有独到的效果。目前国内外已开发了多种具有高效防潮、抗渗、堵漏的化学材料。从材料的凝结时间长短大致分为“缓凝型”、“速凝型”和“超速凝型”三种，均为单组份灰色粉料。“缓凝型”主要用于防潮、防渗;“速凝型”和“超速凝型”主要用于抗渗、堵漏。其主要技术指标一般满足如下条件：凝固时间为1～90 min;抗压强度为30～40 MPa;不透水性>0.7 MPa;其主要特点：可快速带水堵漏;迎背水面均可使用，施工简便。

5.5.4 裂纹补强法

裂纹补强法常用于一些裂缝宽度大于0.2 mm的施工中，实际施工中，首先要彻底清理裂缝周围的灰尘、风化物和油污等，并且能够采取高压风加以处理。此外，还能在裂缝之中安装1根注射管，一般在1 m范围内能安装6个。设置好注射管座后，再通过环氧粘结剂以及环氧树脂料来密封处置其他的裂缝。待密封料彻底干涸后再通过高压注射管泵注入清水，旨在彻底清理裂缝内的各种杂物，然后灌注大量的无溶剂、低粘度分析增强环氧树脂。对漏水情况严重的，应采用注浆施工方案。

5.5.5 混凝土和碳纤维布加固法

浇筑混凝土时，极易出现蜂窝性的渗水，这时能够采取碳纤维布加固法来堵漏、维修与补强。若混凝土表面存在问题，尽量利用高压水完全冲洗混凝土表面，在看见良好基面时才能停止。在凿除环节，若钢筋出现了腐蚀情况还要立即清理，若非常严重就能直接采取更换方法。在修补填充过程，首先要对基面抹上底漆，在底漆尚未彻底干涸之前就要填充修补物料。

6 结语

总之，隧道施工中，防排水效果不仅关系到整个隧道的质量及进度，还影响到整个隧道的稳定安全、运营维护、使用寿命。关键是在施工阶段二衬施工前的防水工程的施工质量及混凝土的浇筑质量的控制，最大可能的做好防止渗漏水的施工关键工序质量控制。隧道建成还要定期检查防排水隐藏的质量安全问题，发现问题和隐患必须立即修补。此外，为避免产生渗漏水问题，需要事前控制好材料质量，防止劣质材料进到施工场地，从源头上确保隧道防水防渗漏的性能。

参考文献

[1] 朱泽华.浅埋隧道穿越富水区渗漏水的原因和治理措施[J].住宅与房地产，2018（24）：243-244.

[2] 王亚琼，杨明，王志丰.寒区隧道局部渗漏水冻害处治的产热集水装置及应用[J].现代隧道技术，2018，55（4）：204-209.

[3] 薛宁.新建兰渝铁路隧道衬砌渗漏水原因分析与治理措施[J].铁道建筑，2018，58（6）：66-69.

[4] 滑山.富水下卧砂卵石层铁路双线明挖隧道渗漏水分析及防治措施[J].建材与装饰，2018（23）：242-243.