孫和永

摘?要隨著我國公路隧道的快速發(fā)展，病害已成為人們越來越關(guān)注的話題。本文將對公路隧道產(chǎn)生滲水、凍害的原因進(jìn)行分析，并探討防范技術(shù)，以促進(jìn)公路隧道的工程質(zhì)量，保障行車安全。

關(guān)鍵詞公路隧道；防滲；防凍

中圖分類號U4文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1673-9671-(2011)071-0129-01

滲漏及冰凍是長期困擾公路隧道正常運行的主要病害，尤其在寒冷地區(qū)，多會產(chǎn)生洞頂?shù)醣?、路面結(jié)冰、邊墻掛冰溜等現(xiàn)象，對行車安全造成影響。由于水是形成冰凍的主要因素，因此，公路隧道防滲工作是重中之重，通過“防、排、截、堵”相結(jié)合的方式，因地制宜的治理，從設(shè)計、施工技術(shù)等多方面保障排水暢通，避免形成冰凍。

1公路隧道發(fā)生滲漏的原因

1.1自然因素

由于開挖隧道而對地下水產(chǎn)生影響，是公路隧道發(fā)生滲漏的客觀原因。開挖隧道后，由于地下水的流動方向發(fā)生了變化，隧道周圍的地下水集中涌向隧道方向，因此極易造成滲漏。近年來，地層中存儲的地下水都是從高壓向低壓滲透、排泄及補充，也就是正常的滲流及循環(huán)系統(tǒng)。通過這種正常的循環(huán)系統(tǒng)，基本保持地下水的穩(wěn)定。開始挖掘隧道后，在原來的地層中間產(chǎn)生了一個空洞，同時破壞了地下水原有的平衡運動狀態(tài)，形成地下水的低壓區(qū)，改變地下水的徑流方向，向隧道方向匯集。由于地下水徑流方向的改變，造成隧道底的水量增加，形成隧道滲漏的隱患。

1.2人為因素

1）特殊地段的處理措施不當(dāng)。對于寒冷與嚴(yán)寒地區(qū)、侵蝕性地下水等地段，如果處理不當(dāng)，極易帶來滲漏水災(zāi)害。一是混凝土襯砌經(jīng)過不斷侵蝕作用，會產(chǎn)生酥松、起毛以及蜂窩麻面等問題，造成材料強度的下降，襯砌的厚度變薄，造成滲漏現(xiàn)象更嚴(yán)重。二是在寒冷與嚴(yán)寒地區(qū)，極易帶來襯砌背后的積水凍結(jié)現(xiàn)象，造成襯砌的混凝土產(chǎn)生裂縫逐漸滲水，而襯砌混凝土自身則由于多次凍融的循環(huán)而產(chǎn)生開裂，滲漏嚴(yán)重；三是排水溝的結(jié)冰不能滿足排水的需求量，而基地結(jié)冰、積水現(xiàn)象嚴(yán)重，以及線路的不均勻隆起，這些都會帶來隧道滲水。

2）公路隧道的排水系統(tǒng)不完善。一方面，排水管的設(shè)置不合理，排水溝深度和寬度等不滿足要求，或者由于泥沙、漿液、灰漿等堵住不能正常排水；另一方面，由于混凝土的接縫、結(jié)構(gòu)連接等問題，造成排水不暢。

3）公路隧道施工規(guī)范不到位。在現(xiàn)有的公路隧道施工規(guī)范中，對隧道的結(jié)構(gòu)及施工中防排水技術(shù)等，僅有總體要求，沒有具體的措施規(guī)范，且內(nèi)容不全面、概念模糊，對防滲漏的質(zhì)量水平不明確，對設(shè)計與施工單位沒有約束力。

1.3其它因素

公路隧道發(fā)生滲漏的因素還有很多，例如對隧道工程質(zhì)量管理存在的問題、技術(shù)水平問題等。由工程質(zhì)量問題引起漏水現(xiàn)象，主要是由于防水材料不良或者違反規(guī)定操作而造成的，主要為以下幾方面：①水膨脹造成的橡膠粘貼不牢固；②下坡時產(chǎn)生浸水膨脹而降低止水效果；③制作管片時，養(yǎng)護(hù)不合理，造成氣孔的出現(xiàn)及裂縫現(xiàn)象；④在運輸管片過程中，發(fā)生碰撞、擠壓等現(xiàn)象造成缺邊掉角；⑤管片的拼接效果差，沒有擰緊螺栓，造成接縫過大；⑥螺栓孔、手孔、注漿孔等較薄弱部位沒有用防水墊片，或封孔施工質(zhì)量差。以上問題均可能帶來公路隧道的滲漏，并引起冰凍現(xiàn)象，影響行車安全，造成惡性循環(huán)。

2加強公路隧道防滲的有效技術(shù)

2.1加強防排水工程的設(shè)計

1）加強動態(tài)排水技術(shù)。在當(dāng)前大多應(yīng)用的公路隧道防水結(jié)構(gòu)中，基本都選擇穩(wěn)定不變的方式，只有環(huán)向排水盲溝是防水結(jié)構(gòu)中可調(diào)整的部分。在實際施工過程中，如果遇到溶洞、斷層、地下水位偏高等問題，一旦開始挖掘隧道，就會涌出大量的地下水，這種情況下僅靠調(diào)整環(huán)向排水盲溝，是無法發(fā)揮較大作用的，并很可能造成二襯混凝土滲漏問題。目前我國已建和在建的隧道漏水部位大多在高壓力水及富水地區(qū)。當(dāng)開挖時，根據(jù)隧道中圍巖地下水涌出的情況，應(yīng)加入動態(tài)防排水處理，采取一定進(jìn)步的施工技術(shù)，以進(jìn)一步改善現(xiàn)有的隧道二襯混凝土施工。由于現(xiàn)有的襯砌臺車加工技術(shù)不能滿足現(xiàn)場矮邊墻和墻身混凝土同時澆筑的要求，因此現(xiàn)場二襯混凝土施工過程中，多采取矮邊墻的基礎(chǔ)調(diào)平層先施工、矮邊墻后施工的方式，最后臺車就位于施工的墻身混凝土中。根據(jù)工藝施工順序的要求，每一?；炷恋膬蓚?cè)都有兩道縱向的施工縫，而這個施工縫經(jīng)常被忽略，造成現(xiàn)場矮邊墻的頂部及底端分別出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象。

2）加強連拱隧道防水板的設(shè)計。在原來的防水板設(shè)計中，由于防水板在中間部位將墻頂斷開，所以中端墻頂部位極易造成漏水。因此，通過修建全斷面防排水的連拱隧道，能有效改善漏水現(xiàn)象。根據(jù)實際情況，選擇不同的防排水技術(shù)，能有效避免滲漏，節(jié)約投資。

2.2灌漿技術(shù)

對于骨架較完整的防滲漏對象，采取堵漏防水的方式效果較明顯，當(dāng)前最常用的堵漏方法就是灌漿處理。將一定比例的材料配制成漿液，漿液通過壓送設(shè)備灌入空洞或者縫隙中，并讓其逐漸擴散、固化及膠凝，起到防滲堵漏的作用，同時保障防水工程的性能。通過灌漿方式的應(yīng)用，能使裂縫迅速愈合并成為整體，這種方式能有效避免由表面封閉法造成的水進(jìn)入裂縫并腐蝕鋼筋。一般在注漿材料的選擇方面應(yīng)注意以下幾個特征：膠凝時間可調(diào)節(jié)，最好以突變式固化；可注性良好；材料價格相對較低，方便采購；操作方式簡單；無毒害；固體強度好、抗?jié)B透能力強等。根據(jù)灌漿材料的區(qū)別，可對裂縫及混凝土缺陷分別進(jìn)行補強與單純的堵漏，尤其是對有壓水的修補與堵漏，通過灌漿法能迅速達(dá)到預(yù)想效果。雖然灌漿法的配方難以掌握、工藝復(fù)雜，且造價高、技術(shù)水平高，但是對防滲防凍具有很好的效果，可避免造成更多不可挽回的損失。

2.3土工織物

土工織物主要指透水性較強的土工合成材料，具有隔離、排水、加筋、過濾、防護(hù)及防滲的作用，無紡?fù)量椢镌诠匪淼拦こ讨?，可作為防水卷材的排水通道與墊層，需要大量應(yīng)用。為了合理選擇并應(yīng)用土工織物，應(yīng)對材料的特性事先了解，以確定設(shè)計的參數(shù)。對于廠家提供的數(shù)據(jù)，也應(yīng)以慎重的態(tài)度對待，在使用前需抽樣核定。既要明確土工織物的力學(xué)特性指標(biāo)，也應(yīng)注意其水力學(xué)特征，一方面為透水性及導(dǎo)水能力；另一方面則是防止顆粒流失的能力，以便提高公路隧道防滲的功能。

2.4其它處理技術(shù)

防滲漏的方法還有很多種，如增加截面法、粘結(jié)鋼板法、預(yù)應(yīng)力張拉補強法等。這些方法一般在由于設(shè)計計算失誤等情況下引起的裂縫滲水采用，且必須在協(xié)調(diào)一致的條件下。關(guān)于堵漏材料的配制方法與技術(shù)特性，參考如下標(biāo)準(zhǔn)：堵漏材料只要分為無機材料與有機材料，如堵漏靈、水溶性聚氨酯、非水溶性聚氨酯、丙凝、水泥水玻璃漿液、改性環(huán)氧樹脂等。在選擇堵漏的材料時，應(yīng)從材料的來源、特點、成本等多方面考慮。另外，對于注漿機具的選擇應(yīng)根據(jù)漿液的種類及結(jié)構(gòu)滲漏位置的不同、大小程度等進(jìn)行選擇，目前用于堵漏的機具主要有電動風(fēng)壓注漿設(shè)備、電動往復(fù)泵、手壓泵、注射器等。

3避免公路隧道防凍的三個階段

根據(jù)公路隧道中產(chǎn)生冰凍的防水層位置，可以按照不同階段進(jìn)行防范與修補。第一階段為冰凍線位于防水層；第二階段為冰凍線處于防水層上；第三部分為冰凍線位于防水層之下。不同階段會對公路隧道的排水情況有不同影響，針對實際情況采取不同對策，提高施工技術(shù)，做好公路隧道防滲防凍工作。

第一階段：此時防水層的外側(cè)圍巖還存在一定的冰凍，當(dāng)深部的圍巖中滲水已經(jīng)進(jìn)入冰凍范圍時，滲水就會形成結(jié)冰，且凍結(jié)圈的表面為冰水混合。當(dāng)溫度到達(dá)零度時，水就會沿著凍結(jié)圈的表面下滲。在第一階段中，無論防水板是否被損壞，隧道內(nèi)都不會產(chǎn)生滲漏，因此，隧道圍巖的凍深狀況與滲漏及凍害情況影響不大。

第二階段：在這一階段，防水層外側(cè)的圍巖結(jié)冰已經(jīng)基本融化，在圍巖深部的滲水可能會沿著隧道方向緩慢流動，這時候凍結(jié)線處于防水層面上，防水板的外側(cè)就會被冰水混合物充滿。如果恰好此時防水板的有水部位發(fā)生破損，融水就會越過防水板與二次襯砌相通。在防水板內(nèi)側(cè)，水流的下排也并不順暢，處于凍融臨界的冰水就會沿著防水板與二次襯砌之間的縫隙流動，并在最薄弱的環(huán)節(jié)突破，最終出現(xiàn)滲漏與凍害現(xiàn)象。

第三階段：防凍線已經(jīng)控制在防水層之內(nèi)的襯砌結(jié)構(gòu)上。這個時候防水板的兩側(cè)基本沒有結(jié)冰，同時防水板和噴射混凝土之間的縫隙具有較強的排水能力，且排水能力高于圍巖滲水的速度。另外，由于防水板與二次襯砌之間也存在縫隙，也會形成排水能力。通過防水板兩側(cè)滲水的快速排放，防水層上部的水壓隨之減弱，新的滲水就難以突破防水板，極大降低深水機會，從根本上避免冰凍。

4結(jié)語

由此可見，我國在公路隧道常見的滲漏與冰凍病害治理方面已經(jīng)加強對修補材料與技術(shù)的研究，必須因地制宜地選擇不同特點的技術(shù)與應(yīng)用材料。在選擇方案時，必須根據(jù)公路隧道的地理環(huán)境、地質(zhì)條件、經(jīng)濟成本、運行方式、具體的病害特征、病害引發(fā)的后果等進(jìn)行綜合思考，以確保經(jīng)濟利益的最大化，并不斷在工程實踐過程中總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，進(jìn)一步提高公路隧道的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]蘇愛軍.公路隧道工程質(zhì)量控制過程中的幾個關(guān)鍵問題[J].鐵道建筑,2006,12.

[2]李照慶,梅玉良.淺談堤壩防滲加固及隧道防滲維修[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2009,12.

[3]錢風(fēng)成.公路隧道的滲漏與綜合治理[J].科技信息,2008,20.

[4]孫恩杰,顏寧.高壓擺設(shè)技術(shù)在公路防滲工程中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代交通技術(shù),2009,6.

[5]魏紅.公路隧道防漏水的成因及處治方法[J].筑路機械與施工機械化，2009,6.

[6]王明陽.嚴(yán)寒地區(qū)隧道防排水與保溫防凍技術(shù)[J].隧道建設(shè),2006,3.

[7]陳智坤.隧道混凝土冬期施工技術(shù)[J].西部探礦工程,2005,11.

[8]陳金玉.寒區(qū)隧道保溫防凍技術(shù)研究[D].西安:長安大學(xué),2007.

[9]張祉道,王聯(lián).高海拔及嚴(yán)寒地區(qū)隧道防凍設(shè)計探討[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2004,3.

[10]胡蕊芬,陳耀華.隧道凍害的形成與治理[J].山西建筑,2008,11.