徐世斌
摘 要:闡明了淺埋暗挖法隧道滲漏水的危害性,分析了造成淺埋暗挖隧道滲漏水的成因,提出了相應(yīng)的預(yù)防治理措施,旨在通過對隧道主體結(jié)構(gòu)滲漏水這一頑疾問題的探討,真正踐行以事前預(yù)防為主事后治理為輔的質(zhì)量管理體系。
關(guān)鍵詞:淺埋暗挖隧道;滲漏水;預(yù)防治理措施
為解決城市交通經(jīng)常堵塞這一頑疾,近年來政府部門加大了城市道路新建和改擴建工程的建設(shè),在新建道路穿越現(xiàn)有道路以及在十字路口對現(xiàn)有道路進(jìn)行下穿改造的工程中,淺埋暗挖法工法被廣泛應(yīng)用于城市地下隧道施工中。如何控制隧道圍巖土體沉降及隧道主體結(jié)構(gòu)滲漏水問題是決定淺埋暗挖工法能否順利實施的兩大關(guān)鍵問題,特別是隧道滲漏水的普遍性和嚴(yán)重危害性,引起了人們的高度重視,因而對隧道滲漏水發(fā)生原因、預(yù)防措施和治理技術(shù)等方面的研究也在不斷深入中。
1 淺埋暗挖隧道滲漏水的危害性
滲漏水是隧道工程中較為常見的一種病害,滲漏水造成的局部積水、水侵蝕、水漲變形等,可能對隧道造成嚴(yán)重的影響,因此隧道滲漏水問題一直受到國內(nèi)外的普遍重視。隧道滲漏水問題呈多樣化,一般有隧道拱部滲漏、邊墻滲漏或淌水、預(yù)留縫滲漏、材料裂縫(混凝土裂縫、構(gòu)件縫隙或裂縫)滲漏、隧道底部積水和冒水翻漿等。隧道中出現(xiàn)滲漏水問題后,可能需要一定時間才能被發(fā)現(xiàn),如混凝土裂縫滲漏,可能需要水分由裂縫浸出后才能發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)措施,而隧道內(nèi)積水、翻漿等則一般會快速蔓延。因此隧道滲漏水問題提高了隧道相對密閉空間內(nèi)的水分含量,會對隧道內(nèi)的各種用電設(shè)備、線路產(chǎn)生影響,形成短路、漏電風(fēng)險;水分充足的環(huán)境下或者遇到帶有一定腐蝕性的地下水,隧道內(nèi)的混凝土、金屬管道等會被氧化腐蝕,降低了材料的使用壽命和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;在低溫區(qū)域,滲水會導(dǎo)致隧道內(nèi)反復(fù)結(jié)冰,進(jìn)一步對隧道內(nèi)路面或洞壁造成侵蝕;隧道中陰暗環(huán)境下長期水分較多,導(dǎo)致地面濕滑也會增加行車危險系數(shù)。
2 市政淺埋暗挖隧道滲漏水的常見成因
2.1 防水層材料破壞引起的漏水
隧道工程中位于初次襯砌與二次襯砌之間的防水層一般是由土工布、防水板等防水材料組成,如果在施工過程中鋪掛、固定、焊接等施工技術(shù)不成熟質(zhì)量監(jiān)控不認(rèn)真,或材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo),很容易造成地下水直接侵害襯砌。如果土工布防水板鋪掛固定間距過于緊密,在澆筑砼時由于砼的壓力造成已固定防水層撕裂;或間距過于疏松,澆筑砼時造成防水層褶皺。同樣如果初次襯砌噴錨砼表面不平整錨桿預(yù)留段未做處理,容易造成防水層在澆筑砼時被刺破。再者土工布排水板搭接焊接如果不符合規(guī)范要求,易造成搭接處存在縫隙或防水材料之間的脫離,這也是整個防水層的薄弱環(huán)節(jié),處理不好后患無窮。
2.2 防水混凝土未達(dá)到預(yù)期的防水效果
在隧道結(jié)構(gòu)防水中,防水混凝土是防水的主體,它對隧道防滲漏起決定性作用,只有讓結(jié)構(gòu)主體達(dá)到防水效果,才能從根本上杜絕隧道滲漏水問題。造成主體結(jié)構(gòu)砼防水效果差的原因主要有以下幾方面:一是不按設(shè)計配合比配制防水砼;二是澆筑砼時未控制自由傾落高度致使砼產(chǎn)生離析現(xiàn)象;三是未按規(guī)定進(jìn)行有效振搗或受現(xiàn)場條件所限無法進(jìn)行振搗,導(dǎo)致砼內(nèi)部密度不夠均勻,密實度較低;四是在拆模階段,未能按照標(biāo)準(zhǔn)時間和流程進(jìn)行拆模及養(yǎng)護(hù)。以上方面會導(dǎo)致砼存在澆筑瑕疵,混凝土結(jié)構(gòu)性得不到保障,從而出現(xiàn)受力裂縫、破損、位移裂縫等,埋下滲漏水隱患。
2.3 施工縫、變形縫部位處理不當(dāng)造成滲漏水
施工縫、變形縫是隧道滲水的高發(fā)部位,一般是由于施工原因造成缺陷進(jìn)而引發(fā)滲漏,常見情形包括:適用中埋式止水帶時,固定工藝存在瑕疵,后期混凝土澆筑時,止水帶受壓會卷起,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)存在異常;止水帶在安裝時,相應(yīng)位置的零件安裝不牢固,或者未做好進(jìn)一步的固定措施,在后續(xù)施工時出現(xiàn)止水帶扭曲變形等,影響結(jié)構(gòu);止水帶安裝時混凝土澆筑之前,未對相應(yīng)位置進(jìn)行清理,殘存的泥灰渣土阻礙了混凝土結(jié)合,形成帶異物質(zhì)的隔離帶;施工縫、變形縫處砼振搗不密實,造成止水帶與砼接觸不密實;以上缺陷使得兩縫處發(fā)生滲漏水情況極其普遍。
2.4 隧道底板防水處理不當(dāng)
在市政淺埋暗挖隧道施工中,隧道底板常常不專門采取特殊措施進(jìn)行排水防水處理,僅依靠鋪底砼自身進(jìn)行防水。在施工過程中由于基底不易清理干凈,常有殘留泥水現(xiàn)象,澆筑砼時結(jié)構(gòu)層與仰拱之間因存在泥砂夾層而不能結(jié)合成為牢固的整體,通車后在車動載和沖擊荷載作用下隧道底板極易產(chǎn)生裂縫造成地下泥水冒出,直接影響隧道使用安全。
2.5 地下水壓力變化導(dǎo)致的滲漏
通常在市政淺埋暗挖隧道施工中未在側(cè)墻襯砌與圍巖之間埋設(shè)排水盲管,隨著時間的推移,襯砌背后地下水越積越多水壓力越來越大,這樣地下水就會從襯砌的薄弱部位滲透排泄出來。
3 隧道滲漏水的預(yù)防
(1)把握好設(shè)計關(guān)。設(shè)計前設(shè)計人員需對現(xiàn)場巖土性質(zhì)及分布情況、地下水常年的存在狀態(tài)有著詳細(xì)的了解,對防水材料、防水施工工藝、地下水疏導(dǎo)措施等實用性和有效性要進(jìn)行綜合比較做出合理選擇,選出物理力學(xué)性能能滿足防水要求、穩(wěn)定性和耐久性好的防水材料;對重點防水部位的設(shè)計要詳細(xì)周全,對防水砼的抗?jié)B等級、外加劑、水灰比、砼塌落度等性能要有明確要求,從根本上做好隧道滲漏水的預(yù)防。(2)控制好初次襯砌錨噴砼的平整度,鋪設(shè)柔性防水材料時要做到表面平順無褶皺無破損,固定點間防水材料松緊適度無緊繃,控制好搭接及焊縫寬度,避免漏焊、假焊、焊焦、焊穿等現(xiàn)象的發(fā)生;采用內(nèi)焊或粘貼鋪掛,堅決杜絕用射釘槍直接固定。(3)為了有效排出襯砌以外圍巖裂隙水,消除二次襯砌背面的靜水壓力,按照“動態(tài)排水”原則,采用在初期支護(hù)噴射混凝土中根據(jù)地下水量大小及出水點位置設(shè)置多道φ100半圓排水管,將水引入襯砌兩側(cè)墻腳PEφ100的縱向排水花管中排出洞外。(4)路面基層排水:為了防止路面底層地下水上升到路面影響行車安全、由于排水不暢而長期潛伏于路面下破壞路面結(jié)構(gòu),在路面整平層下須設(shè)置扁形600×500盲溝以排除隧道路面下部滲水(積水)。每10 m一處(有仰拱處設(shè)置在施工縫及變形縫處),在地下水豐富地段可適當(dāng)加密設(shè)置。(5)對通常采取滿堂支架施工的市政淺埋暗挖隧道而言,其側(cè)墻上部和頂部砼澆筑振搗密實是結(jié)構(gòu)主體防水的關(guān)鍵環(huán)節(jié),必須采取加壓注漿、使用膨脹防水混凝土、地面鉆孔壓力注漿等多種方法加以綜合應(yīng)用,才能確保隧道頂板砼密實度達(dá)到要求。
4 隧道滲漏水的治理
在仔細(xì)分析滲漏水成因的前提下,遵循“排堵結(jié)合、剛?cè)嵯酀?jì)、因地制宜、綜合治理”的原則制定科學(xué)有效的應(yīng)對措施來徹底解決滲漏水問題。(1)對范圍非常小的滲漏水,可采用聚氨酯堵漏劑配合針式注漿設(shè)備進(jìn)行封堵,其注入襯砌后會快速侵入周邊空隙,迅速膨脹達(dá)到堵塞滲水通道的目的。(2)對少數(shù)滲漏范圍廣滲漏情況較為嚴(yán)重的隧道,可采用一次系統(tǒng)的襯砌后回填注漿的方法,以達(dá)到減小襯砌后積水空間、阻塞部分滲水通道的目的。回填注漿管以穿過二襯距初支表面5 cm為宜,注漿材料以水泥漿摻加膨脹劑或膨潤土水泥漿為主;另外也可以從地面沿隧道長邊襯砌外側(cè)加壓注漿封堵滲漏處。(3)對于有明顯出水點且形成明流的滲漏水,可采用鑿槽埋管進(jìn)行引排,并用環(huán)氧樹脂砂漿等防水材料將槽身填實抹平。
5 總結(jié)
長久以來隧道滲漏水成了難以解決的痼疾,但只要精心設(shè)計、嚴(yán)格工藝控制、規(guī)范施工操作、注重過程控制、加強監(jiān)督和監(jiān)測,是完全可以預(yù)防和控制隧道滲漏水現(xiàn)象的發(fā)生,隨著科技的進(jìn)步,新材料、新工藝、新工法會不斷涌現(xiàn),相信不久的將來隧道防水技術(shù)會取得突破性進(jìn)展。
參考文獻(xiàn):
[1]公路隧道施工技術(shù)規(guī)范[S].人民交通出版社.
[2]隧道設(shè)計和施工百問[M].人民交通出版社.