摘要:隨著我國的交通事業(yè)得到蓬勃的發(fā)展,公路隧道作為公路工程建設(shè)中重要的結(jié)構(gòu)物,也迎來了空前的建設(shè)高潮。因為它在改變線形、縮短里程以及提高運營效益等方面發(fā)揮著越來越重要的作用,然而其運營管理卻不盡如人意,目前大約占總數(shù)1/3的公路隧道存在著不同程度的滲漏水現(xiàn)象。本文分析了公路隧道滲漏水的原因,并綜合考慮公路隧道各方面因素,探討了各施工階段的預(yù)防和治理措施。
關(guān)鍵詞:隧道;滲漏水;防水夾層;接縫
0 引言
目前,公路隧道工程最大的病害就是滲漏水,隧道漏水不僅會降低混凝土襯砌的耐久性,而且降低隧道內(nèi)各種設(shè)施的功能,惡化隧道內(nèi)的環(huán)境,乃至危害運營和影響隧道使用壽命。整治滲漏,既困難費用又高。因此,從設(shè)計時就引起重視,精心設(shè)計、精心施工。隧道開挖過程中對圍巖造成擾動,導致圍巖變形,裂隙發(fā)生擴展、導通,引起巖石中地下水下滲進入隧道,改變地下水流場,地下水位下降,而地下水位的下降則可能導致原有地下水排泄點,如泉水出現(xiàn)流量減小甚至斷流,從而引發(fā)新的環(huán)境、生態(tài)問題,并導致糾紛。因此,隧道的防滲堵漏不僅是隧道本身的需要,也是生態(tài)保護和水資源保護的要求。
1 公路隧道滲漏水危害
1.1 對隧道的穩(wěn)定、洞內(nèi)設(shè)施、行車安全、地面建筑和隧道周圍水環(huán)境產(chǎn)生諸多不良影響甚至威脅。
1.2 路面積水,行車環(huán)境惡化,降低車輪與路面之間的附著力,行駛在上面的車輛容易由于輪胎與路面之間的摩擦力減小而發(fā)生滑移現(xiàn)象。
1.3 隧道滲漏水加快其內(nèi)部設(shè)施銹蝕,影響設(shè)備的正常使用,縮短線路設(shè)備的使用壽命,增加維修費用。
1.4 長期滲漏水容易使襯砌剝落、風化、隧道的使用可靠性降低,如果滲漏水中含有侵蝕介質(zhì),將造成襯砌劣化,降低襯砌的承載能力。地下水隧道區(qū)域匯集將浸泡腐蝕隧道圍巖,使圍巖強度和穩(wěn)定性降低,沖淘襯砌背后圍巖形成空洞,影響圍巖和襯砌的長期穩(wěn)定,形成巨大的水壓力,威脅襯砌安全。
1.5 在寒冷地區(qū),反復的凍融循環(huán)在襯砌內(nèi)部造成混凝土凍脹開裂的破壞;在襯砌和圍巖之間造成凍脹,引起拱墻的破壞。
2 隧道滲漏水的主要原因
隧道滲漏水的原因大致可分成自然因素和人為因素。
2.1 自然因素
開挖隧道對地下水的影響,是隧道發(fā)生滲漏水的客觀因素。根據(jù)水力學和水文地質(zhì)學原理,地下水從高壓水位向低壓水位流動,有其固定的流線,由于隧道的開挖,形成臨空面的低水壓區(qū),改變了圍巖的力學特性和地下水涇流路線,使周圍地下水向隧道內(nèi)匯集和積聚,給襯砌及底部滲漏水留下隱患。隧道開挖影響范圍的大小與地層的滲透系數(shù)、水位高低、過水斷面大小有關(guān),此外還受大氣降水、隧道進深及隧道周圍溶洞、泉眼、水庫或江、河、湖泊的影響。
2.2 人為因素
隧道防排水系統(tǒng)不完善:排水管道設(shè)置不合理、排水溝深度及寬度不夠或被泥、砂、灰漿、漿液堵死無法正常排水;混凝土施工接縫、結(jié)構(gòu)連接、混凝土缺陷部位的防水設(shè)計、材料、施工工藝及質(zhì)量檢驗不嚴格。對特殊地段沒有采取特殊處理措施:混凝土襯砌在侵蝕性介質(zhì)經(jīng)常作用下,出現(xiàn)起毛、酥松、蜂窩麻面等導致材料強度降低,襯砌厚度變薄,導致滲漏水并日趨嚴重;寒冷及嚴寒使襯砌背后積水凍結(jié),造成襯砌混凝土凍脹開裂滲漏水;襯砌混凝土本身多次凍融循環(huán)而開裂滲漏水;排水溝結(jié)冰無法滿足排水要求,基底積水、結(jié)冰,線路不均勻隆起。
3 公路隧道滲漏的若干預(yù)防措施
3.1 采取措施盡量割斷或減少地下水向隧道方向的滲流
割斷或減少地下水向隧道方向的滲流是防止隧道滲漏水的主動性措施。其主要措施如下:
3.1.1 淺埋隧道洞口隧道上方的洼地要填平,對可能滲入隧道中的池塘、溝渠進行疏浚、鋪砌,減少池塘或溝渠水下滲。
3.1.2 隧道開挖時,盡量采用光面預(yù)裂等控制爆破技術(shù),盡量減少開挖對地層擾動,縮小爆破引起的松動區(qū),從而減小地下水對隧道的危害。
3.1.3 在高壓富水破碎軟弱圍巖地段,開挖前進行全斷面或帷幕注漿,在開挖隧道周圍形成一定厚度的不透水或弱透水的防水帷幕圈,防止或減少地下水向隧道滲流。
3.2 提高復合襯砌防水夾層的完整性和密閉性
3.2.1 選用優(yōu)良的防水材料。選擇性能優(yōu)良的防水材料是保證防水夾層的完整性和密閉性的物質(zhì)基礎(chǔ)。目前公路隧道的防水夾層一般由防水板和墊層組成。選擇防水板材料除需滿足基本防水要求外,還要具備抵抗各種變形強度和延伸性能、抵抗高溫老化和低溫冷脆性能,還要有抵抗穿刺擠壓及抵抗介質(zhì)侵蝕性能以及與基層緊密粘結(jié)的性能。
3.2.2 防水板的施工采用無釘鋪設(shè)。防水板的鋪設(shè)工藝有兩種,即有釘鋪設(shè)法和無釘鋪設(shè)法。由于有釘鋪設(shè)法在形式上已經(jīng)破壞了防水板的完整性,因此這種方法基本上被無釘鋪設(shè)法所取代,無釘鋪設(shè)法將防水板與固定墊層的塑料墊片熱合在一起,基本上保證了防水板的完整性和密閉性。
3.2.3 提高隧道的初期支護質(zhì)量。由于減少作用在防水層的壓應(yīng)力和剪應(yīng)力是防止防水層破壞的重要途徑,所以應(yīng)加強初期支護增加圍巖的自承能力。由于混凝土表面的不平整極易破壞防水層的完整性,所以應(yīng)使噴射混凝土表面在宏觀和細觀上盡可能平整。
3.3 提高隧道接縫處的防水能力
3.3.1 對彈性密封膏做緩膨脹處理。在施工過程中,由于施工用水以及洞內(nèi)濕度較高等原因?qū)е聫椥悦芊飧嘣谙乱浑A段混凝土未澆筑之前已經(jīng)膨脹,導致其失去后期膨脹止水功能。解決這一問題的方法一般是對其做緩膨脹處理,為后期膨脹止水提供一定空間,增加彈性密封膏與混凝土基面之間的密實性。
3.3.2 對中埋式止水帶接茬處的正確處理。對止水帶來說,其接茬處是防水的薄弱環(huán)節(jié)。除了對止水帶接茬處打磨整形并可靠膠合外,還應(yīng)盡量將接茬處設(shè)置在邊墻或拱腳上下排水坡度較大處,使水流盡快順暢通過接茬處。
3.4 提高襯砌自防水能力
3.4.1 合理配置防水混凝土。由于對混凝土結(jié)構(gòu)自防水的認識比較片面,往往只看重混凝土的抗?jié)B等級,錯誤地認為抗?jié)B等級越高其自防水效果越好。其實抗?jié)B等級越高需要的水泥比例越高,而這樣卻容易使混凝土收縮裂縫增多,就起不到防水的效果。目前隧道工程中用的最普遍的是外加劑型防水混凝土的外加劑與混凝土配合比進行試驗,并且確認合格后才能投入使用。
3.4.2 加強混凝土的施工與養(yǎng)護工作。在混凝土的施工作業(yè)過程中,由于施工的不慎導致混凝土因振搗不夠、漏振漏漿等使混凝土存在缺陷。加強混凝土的養(yǎng)護工作可以減少混凝土水分因過早蒸發(fā)而產(chǎn)生干縮裂縫。
4 結(jié)語
隧道的滲漏問題是比較普遍的但也是影響隧道安全運營的重大問題。文中根據(jù)目前的防排水措施,對隧道的滲漏原因進行了分析,并提出預(yù)防隧道的若干措施。隨著隧道工程技術(shù)的發(fā)展及防水技術(shù)的進一步完善,在廣大工程技術(shù)人員的高度重視及努力下,相信不久的將來隧道工程的防水狀況會發(fā)生日新月異的變化。
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