王亞飛
(貴州省公路工程集團有限公司,貴州 貴陽 550000)
高速公路隧道多建于山區(qū)地帶,崇山峻嶺的地質(zhì)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。多個實例證實,高速公路隧道滲漏涌水病害普遍出現(xiàn)于埋深較淺、上層滯水較為發(fā)育、圍巖破碎、節(jié)理發(fā)育、裂隙水豐富的地段,這些地段的水含量較為豐富。
(1)襯砌混凝土強度不足。應(yīng)用于隧道襯砌的各構(gòu)件容易受隧道內(nèi)溫度變化而產(chǎn)生變形,其中重要的一個材料就是混凝土。隧道內(nèi)溫度發(fā)生改變,久而久之,混凝土就會發(fā)生收縮、徐變、開裂等。混凝土強度的不足,使這些問題顯得尤為嚴峻。設(shè)計人員應(yīng)該在設(shè)計時就使襯砌受力合理、強度高,同時還要具備足夠的抗變形能力,最大限度控制隧道漏水或開裂、坍塌。
(2)防水、排水結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理。部分高速公路隧道項目由于經(jīng)費設(shè)置不足,導(dǎo)致忽略了防水排水結(jié)構(gòu)設(shè)計,無防排水結(jié)構(gòu)的隧道滲漏涌水的程度遠比有防排水結(jié)構(gòu)的隧道嚴重。因此,應(yīng)該加強隧道防水、排水結(jié)構(gòu)設(shè)計,選用最好的防水與排水材料,才能防止?jié)B漏涌水病害的出現(xiàn)。
(1)隧道開挖階段。在開挖隧道的過程中,會導(dǎo)致圍巖應(yīng)力的釋放與重新分布,使圍巖的力學(xué)特性及水的徑流路線被改變,周圍的水會向者隧道內(nèi)聚集、匯流;隧道周圍的地下水滲流場改變,會引發(fā)應(yīng)力場的調(diào)整,導(dǎo)致地層不均勻沉降、局部應(yīng)力集中、滑移面活動,最終破壞隧道結(jié)構(gòu),導(dǎo)致襯砌產(chǎn)生裂縫,隧道出現(xiàn)滲漏水問題。
(2)二襯噴射階段。高速公路隧道開挖斷面、噴射混凝土后斷面的不平順,容易造成防水板和噴混凝土面過緊或不密貼,在開展二襯混凝土?xí)r易導(dǎo)致防水板撕裂問題;二襯混凝土所設(shè)透水體在混凝土施工時漿液流入其中,致使排水不暢,不能發(fā)揮其原有的作用。變形縫、施工縫等地方的止水帶安全不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),或者沒有將擋板頭拆除干凈,腐爛后形成縫隙,出現(xiàn)漏水問題。
(3)混凝土澆筑階段。在進行混凝土澆筑時,水灰比太大,形成開放性毛細泌水管路;混凝土拌和物和易性不佳、質(zhì)地不均勻、水泥漿沒有于骨料表面很好黏結(jié),產(chǎn)生透水縫隙;襯砌混凝土材料中含有雜質(zhì),腐爛后形成孔洞或縫隙;在進行混凝土灌注時,出現(xiàn)漏搗或搗固不密實,混凝土內(nèi)部輸送不緊密,產(chǎn)生孔眼。這些孔洞、孔眼和縫隙都成為高速公路隧道滲漏涌水的隱患。
(4)養(yǎng)護階段。在高速公路隧道施工結(jié)束或后期使用過程中,未按照要求及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行隧道養(yǎng)護,還有的單位甚至不開展隧道養(yǎng)護工作,導(dǎo)致混凝土在水化過程中形成涌水通道。
高速公路滲漏涌水的治理,應(yīng)該先要科學(xué)分析漏水的水源、類型、部位及漏水量,然后再確定治理方案,選擇治理的材料,實現(xiàn)“賭排結(jié)合,綜合治理”。與此同時,方案和選用的材料要符合環(huán)境保護的要求,符合我國現(xiàn)行的有關(guān)強制性標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
(1)地表水防治。要根據(jù)地勢、地形,在隧道頂設(shè)置防水設(shè)備,比如:填平、夯實地表,封閉、堵死鉆探孔或坑穴,防止地表水滲入襯砌中。
(2)地下水防治。相比于地表水防治,圍巖中的地下水防治措施較為復(fù)雜。第一,要將水的來源與水流形式探明,區(qū)分是地下水或是縫隙水。第二,根據(jù)具體情況采取有針對性的措施。當(dāng)圍巖水量較小且條件比較好時,可采用隔離防滲的策略;當(dāng)涌水量很大時,可以用化學(xué)漿液固結(jié),再進行隔離。
在完成襯砌施工后,如果發(fā)現(xiàn)襯砌厚度不足、回填不密實,或襯砌有出現(xiàn)漏水,可以用注漿的方法處理。整體式襯砌可在襯砌體的內(nèi)、外敷設(shè)防水層,復(fù)合襯砌可以用夾層或者防水層,于兩層襯砌之間設(shè)置隔離防水層。當(dāng)?shù)谝粚右r砌出現(xiàn)變形時,通過緩沖層使形變壓力的傳遞變得極為微小,可以對另一層襯砌的防水層于隔離層實施保護。
排水分為洞外排水與洞內(nèi)排水。
(1)洞外排水。在計劃設(shè)定洞外排水措施時,要充分考慮當(dāng)?shù)氐臍夂?、地形、地質(zhì)、農(nóng)田水利工程等,科學(xué)設(shè)置疏通、引水、截水設(shè)施。要在高速公路隧道洞口、洞頂、坑道口設(shè)置地面排水系統(tǒng),避免地下水的下滲于沖刷。當(dāng)洞外道路向隧道內(nèi)為下坡時,應(yīng)該將路基邊溝做成反坡,向路塹外排水,同時在洞口3~5 m處設(shè)置橫向截水設(shè)置,對流入洞內(nèi)的地表水進行攔截。
(2)洞內(nèi)排水。要根據(jù)襯砌形式、洞內(nèi)防水設(shè)置等具體情況,有針對性的設(shè)置排水溝、橫向排水盲溝與路面排水橫坡等。
(1)注漿封堵。首先,擦干基層表面后,要在表面上撒上一層干水泥,如果表面有濕線或濕點,則為漏水孔縫。鑿孔埋管時應(yīng)以滲漏點為中心點,根據(jù)設(shè)計和施工記錄襯砌厚度采用沖擊鉆或人工配合避免鑿穿防水板,另外,要在管口處安裝閥門,用快凝材料封堵管口。
其次,在拱頂,以同樣的鑿孔方式鑿孔埋管,同時封堵管口、安裝閥門,作為檢測孔。再次,采用純水泥漿進行壓注。在進行注漿之前,先要使用水替代漿液灌注,用以檢查注漿管外其它部位是否存在漏水,防止出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。如果噴射出水,需用鑿槽封堵或加設(shè)注漿管。第四,要按照先下后上的順序進行注漿。壓力由低到高,慢慢升壓。當(dāng)高處注漿管閥門流出漿液時,應(yīng)該及時封閉管口,繼續(xù)壓漿,讓漿液沿著漏水通道推進。當(dāng)注漿泵開泵到規(guī)定壓力值時停泵,讓灰漿慢慢滲入,當(dāng)表面壓力下降到0.1 MPa時,二次開泵升到規(guī)定壓力值,如此反復(fù)進行,直到壓力穩(wěn)定在規(guī)定壓力值不再下降為止。當(dāng)壓力解除后不再有漏水和滲水現(xiàn)象時,該處注漿完畢,移到下一注漿孔灌注。最后,在完成注漿后,用手砂輪沿著根部將注漿管切除,清理干凈孔口,用止水材料封堵孔底,用水泥砂漿抹平表面。
(2)鑿槽封堵。首先,對于滲漏水,沿著裂縫鑿出凹形槽。槽的寬度普遍在35~55 cm之間,深度一般在45~75 cm之間,鑿出的槽盡量做到里大外小。其次,將鑿好的槽用高壓水槍進行清洗,消除松動的混凝土和殘碴。再次,用適量的堵漏材料加水?dāng)嚢璩赡酀{,搓成條狀,迅速堵漏到槽中,并用力壓實,壓實時間保持在50~60 s。最后,抹面修補混凝土,配合比為水泥∶粉煤灰∶滑石粉∶膨脹劑=1∶0.23∶0.25∶0.01。
綜上所述,在高速公路隧道中,滲漏水是最為常見的病害,在選取治理措施時,要因地制宜,對于不同程度、不同環(huán)境、不同成因的病害要選擇科學(xué)的方式,避免浪費大量的人力、財力與物力,而且達不到預(yù)期的治理效果。只有做到及時發(fā)現(xiàn),科學(xué)治理,才能保證高速公路隧道的質(zhì)量,使高速公路工程獲得良好的社會效益與經(jīng)濟效益。