彭 小 慶

(山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006)

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某公路隧道滲漏水病害處治及分析

彭 小 慶

(山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006)

分析了某公路隧道滲漏水病害的形成原因，并根據(jù)隧址區(qū)氣候條件、原隧道排水系統(tǒng)設(shè)置及現(xiàn)狀等因素，提出了以導(dǎo)水法結(jié)合保溫措施為主的處治方案，施工完成后處治部位未再發(fā)現(xiàn)滲水、掛冰現(xiàn)象，取得了良好的效果。

公路隧道，滲漏水，導(dǎo)水法，排水管

0 引言

滲漏水是一種公路隧道常見的病害。滲漏水可能導(dǎo)致隧道路面積水、濕滑，嚴(yán)寒季節(jié)會(huì)形成掛冰、溜冰，影響行車安全，也會(huì)導(dǎo)致襯砌材料劣化，加速結(jié)構(gòu)破損。隧道滲漏水病害處治時(shí)需結(jié)合滲漏原因、防排水設(shè)施現(xiàn)狀及氣候條件等綜合考慮，避免因處治措施針對(duì)性不強(qiáng)導(dǎo)致病害反復(fù)。本文結(jié)合山西省北部某公路隧道滲漏水病害處治情況進(jìn)行概述。

1 工程概況

某公路隧道ZK67+980～ZK68+055,YK68+085～YK68+125段自隧道投入運(yùn)營(yíng)以來，襯砌局部就不斷出現(xiàn)滲漏水問題，滲水點(diǎn)主要分布在拱腰、邊墻部位的施工縫或襯砌裂縫處。出水狀態(tài)以滴漏為主，局部浸滲。隧道原施工單位、運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)單位對(duì)滲漏水部位進(jìn)行了多次處治，但處治效果有限，滲漏水情況仍較為嚴(yán)重。因該隧道冬季氣候嚴(yán)寒，滲水導(dǎo)致襯砌掛冰，檢修道甚至路面堆冰，嚴(yán)重影響通車運(yùn)營(yíng)安全。此外，隧道ZK68+015～ZK68+025段路面中線附近滲水較為嚴(yán)重，受滲水及車輛碾壓共同作用，該處路面混凝土及瀝青層已嚴(yán)重破損。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及隧道養(yǎng)護(hù)工作人員描述，出水量在各個(gè)季節(jié)無明顯差異。滲水導(dǎo)致路面積水、面板開裂、溜滑，危及行車安全；除路面中線處外，超車道路面與電纜槽結(jié)合處也有不同程度滲水。

2 原防排水設(shè)計(jì)

隧道ZK67+980～ZK68+055,YK68+085～YK68+125段原防排水設(shè)計(jì)如下：

1)隧道內(nèi)路拱橫坡采用2%，在隧道內(nèi)行車方向右側(cè)設(shè)排水溝，每10 m設(shè)一處泄水孔，以排除路面水；

2)兩側(cè)縱向排水管全隧道埋設(shè)，采用φ160 mm半邊打孔HDPE管，縱向坡度與隧道相同；

3)橫向引水管每50 m一道，連接縱向引水管和中心排水溝，采用φ160 mm半邊打孔HDPE管，均設(shè)置在縱向排水管檢查井處；

4)中心排水溝設(shè)置在隧道中心線下方，中心埋深280 cm，采用外徑50 cm預(yù)制混凝土管，壁厚5 cm，每100 m設(shè)置一個(gè)中心排水溝檢查井；

5)初期支護(hù)與二次襯砌之間采用1.2 mm厚ECB/EVA復(fù)合土工布防水，在工作縫、變形縫、施工縫處設(shè)置橡膠止水帶。

3 滲水原因分析

3.1 襯砌滲水原因

隧道隧址區(qū)氣候嚴(yán)寒，冬季最低氣溫可達(dá)-30 ℃以下，最大凍深150 cm。襯砌背后地下水在反復(fù)凍脹的作用下，初支與二襯之間的防排水材料包括防水板、排水管以及施工縫處橡膠止水帶等逐漸損害，直至破損開裂，失去防排水作用；加之該段地下水較為豐富，導(dǎo)致襯砌滲漏水較為嚴(yán)重。

3.2 路面滲水原因

隧道ZK68+015～ZK68+025段原設(shè)計(jì)為Ⅳ級(jí)無仰拱。經(jīng)勘查揭示，該段路面下伏圍巖為強(qiáng)風(fēng)化～弱風(fēng)化花崗巖，透水性好，含水量大；且該段隧道施工時(shí)，在圍巖開挖后拱部局部呈淋雨?duì)畛鏊Ｔ摱尾『ΜF(xiàn)狀為除路面存在滲水情況外，拱部、邊墻處襯砌也存在多處滲水點(diǎn)，判斷該段環(huán)、縱向排水等設(shè)施基本失效，襯砌背后的地下水無法通過隧道原有排水設(shè)施排走，從而對(duì)路面以下地下水形成較大水壓力，促使其從路面薄弱部位滲出。

4 處治難點(diǎn)

1)原有防排水設(shè)施破壞、堵塞，無法簡(jiǎn)單修補(bǔ)利用；經(jīng)雷達(dá)檢測(cè)，滲漏水部位多存在欠挖、襯砌厚度不足等缺陷，影響處治方法選擇及施工質(zhì)量。

2)氣候嚴(yán)寒。隧址區(qū)屬半干旱大陸季風(fēng)性氣候區(qū)，春短冬長(zhǎng)，四季分明。多年平均氣溫8 ℃，一月平均氣溫-15.1 ℃，年平均氣溫8 ℃，極端最低氣溫-31 ℃。凍結(jié)期始于11月上旬，解凍期為3月中旬，最大凍土深度150 cm。氣候嚴(yán)寒且凍結(jié)期長(zhǎng)，處治部位容易因凍脹破壞導(dǎo)致再次滲漏。

5 病害處治方案

本著隧道滲水處治“以排為主、排堵結(jié)合，綜合處治”的原則，處治思路為在滲漏水部位構(gòu)建新的排水通道，將滯水引入附近原有排水系統(tǒng)。

5.1 襯砌滲水處治

根據(jù)隧道ZK67+980～ZK68+055,YK68+085～YK68+125段襯砌病害現(xiàn)狀及氣候特點(diǎn)，病害處治方案盡量不擾動(dòng)既有結(jié)構(gòu)，最快速度完成隧道病害部位處治，處治后讓病害不影響隧道正常運(yùn)營(yíng)安全。具體處治方案是：隧道襯砌滲漏水嚴(yán)重處采用導(dǎo)水法結(jié)合保溫措施進(jìn)行處治，隧道襯砌輕微滲水(浸濕)部位采用壓力注漿法進(jìn)行封堵止水。

5.1.1 導(dǎo)水法結(jié)合保溫措施

在襯砌上切U形槽，尺寸15 cm×15 cm，埋設(shè)φ100 mm Ω形排水半管，其四周用堵漏材料填充；然后，鋪設(shè)保溫材料；最后，在處治段施作水不漏防水層后噴涂防火層。排水半管中的水通過設(shè)置縱、橫向引水管引至中央排水溝后排出洞外。排水U形導(dǎo)流槽構(gòu)造圖見圖1。

襯砌切槽導(dǎo)水施工工序如下：1)找漏水點(diǎn)(裂隙)：對(duì)待處治段內(nèi)隧道襯砌進(jìn)行漏水點(diǎn)(裂隙)查找，為下一個(gè)工序做好準(zhǔn)備；2)對(duì)滲水點(diǎn)附近隧道原防排水系統(tǒng)進(jìn)行排查疏通，如可有效疏通則觀察各滲水部位滲水量變化情況并視情況調(diào)整處治方案；3)鑿槽：沿滲漏水裂縫或施工縫騎縫鑿“U”形槽，槽的寬度和深度取決于滲漏水的流量，寬15 cm、深15 cm，所鑿的槽要延伸至排水溝底部以下41 cm，保證水能順暢排走；4)做引水空腔：埋設(shè)引水材料做引水空腔，每一條環(huán)行裂縫形成主引水通道，將其余的滲漏裂縫和滲漏點(diǎn)引入至主引水通道；5)封縫：在嚴(yán)格清洗槽內(nèi)混凝土表面的基礎(chǔ)上，再用φ100 mm排水半管覆蓋住槽中漏水點(diǎn)，然后用封堵材料封住兩邊，采用膠粘和錨固固定半管，做到半管兩側(cè)不留空隙；6)嵌涂柔性防水材料：在封縫之后嵌上遇水膨脹嵌縫膠，以適應(yīng)縫的變形及熱脹冷縮，達(dá)到永久防水的目的；7)施作隔熱保溫層，保溫層要密實(shí)鋪入，嚴(yán)禁有空隙；8)在隔熱保溫層表面加涂水不漏作為外層防水層；9)防水層外側(cè)噴涂防火層，耐火時(shí)間不小于2 h。

縱橫向引水管施工工序如下：1)查找檢查井：查找擬處治滲漏水點(diǎn)附近、位于縱坡下方的中心排水管及檢查井，為安裝橫向排水管及布設(shè)縱向排水系統(tǒng)做好準(zhǔn)備。若檢查井離滲水處治部位較遠(yuǎn)(>10 m)，為避免縱向引水管過長(zhǎng)，可在中心排水管上方鉆孔穿透至中心排水管代替檢查井，鉆孔前采用地質(zhì)雷達(dá)等物探手段準(zhǔn)確核實(shí)中心排水管位置，鉆孔應(yīng)避開管線等設(shè)施，并嚴(yán)格控制深度；2)布設(shè)縱向引水管：根據(jù)襯砌滲漏水處治部位選擇在路面一側(cè)或兩側(cè)邊溝處刻槽，布設(shè)縱向引水管?？v向排水管采用φ160HDPE波紋管，波紋管外包裹5 cm保溫層，保溫層與排水管均作半邊打孔處理。波紋管置于刻槽底部，坡度與路線縱坡坡度相同；3)布設(shè)橫向排水管：在檢查井或擬鉆孔位置旁橫向開挖50 cm寬的溝槽，鋪設(shè)φ160HDPE波紋管作為橫向引水管，波紋管外包裹5 cm保溫層，波紋管置于刻槽底部，坡度不得小于5%，縱、橫向引水管采用三通管連接；4)路面坑槽回填補(bǔ)強(qiáng)：縱、橫向排水管安裝完畢后，恢復(fù)路面或邊溝。兩側(cè)路面恢復(fù)時(shí)，在底基層內(nèi)設(shè)置鋼筋網(wǎng)片加強(qiáng)，路面橫向刻槽恢復(fù)時(shí)，在混凝土面板內(nèi)植筋，保證路面整體性。

5.1.2 壓力注漿法

向襯砌內(nèi)部延伸方向基本與襯砌表面垂直的裂縫，采用騎縫注漿；延伸方向與襯砌表面有一定角度的裂縫，采用斜縫注漿。壓力注漿前，在槽內(nèi)采用環(huán)氧樹脂、環(huán)氧砂漿等材料封閉裂縫。注漿采用超細(xì)水泥漿。

5.2 路面滲水處治

隧道路面滲水采用底部設(shè)置排水管法進(jìn)行處治。

1)在隧道滲水段路面底部設(shè)置縱、橫向半邊打孔HDPE波紋管將水集引，并通過路側(cè)縱向引水管最終導(dǎo)入中央排水溝?？v向排水管在路面中線部位、邊溝部位各設(shè)置一條，橫向引水管間距250 cm，視實(shí)際水量大小可進(jìn)行加密?？v、橫向引水管均采用φ160 mmHDPE半邊打孔波紋管并采用三通接頭連接。2)滲水量大時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)出水位置和水量加密橫向引水管。3)底部開挖后發(fā)現(xiàn)有泉眼，可采用引排措施，避免隧道基底浸泡于水中，應(yīng)防止砂土流失導(dǎo)致基底發(fā)生二次病害。

6 處治效果

2015年秋季實(shí)施隧道滲漏水病害處治以來，隧道ZK67+980～ZK68+055，YK68+085～YK68+125段處治部位未見滲水、掛冰等現(xiàn)象，表明處治方案選取合理，達(dá)到預(yù)期處治效果。

7 結(jié)語

1)隧道滲漏水病害處治應(yīng)堅(jiān)持“以排為主，排堵結(jié)合，綜合治理”的原則。2)由于隧道內(nèi)病害處在不斷的變化中，且隧道工程為隱蔽工程，切槽鑿除后極易出現(xiàn)與原勘察設(shè)計(jì)不一致的情況，如襯砌厚度不足、原防水板出露破損等，因此在施工過程中應(yīng)及時(shí)向設(shè)計(jì)反饋相關(guān)信息，以便根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整處治方案，進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。

[1] 關(guān)寶樹.隧道工程維修管理要點(diǎn)集[M].北京:人民交通出版社,2004.

[2] 牛力強(qiáng).公路隧道滲漏水的預(yù)防與處治[J].山西交通科技,2011(3):33,43.

The treatment and analysis on seepage water leakage diseases of a highway tunnel

Peng Xiaoqing

(ShanxiTrafficScienceResearchInstitute,Taiyuan030006,China)

This paper analyzed the formation causes of a highway tunnel seepage water leakage diseases, and according to the climate conditions of tunnel site, original tunnel drainage system setting and status and other reasons, put forward the treatment scheme taking guide water method combining with insulation measures, after the construction completion, the treatment site not found seepage water phenomenon, achieved good results.

highway tunnel, seepage water leakage, guide water method, drainage pipe

1009-6825(2017)06-0201-03

2016-12-07

彭小慶(1984- )，男，工程師

U457.2

A