路嘯

摘 要：經(jīng)濟的飛速發(fā)展使交通運輸領域的發(fā)展也突飛猛進，為了使交通出行更加便利，我國進行了鐵路隧道的大規(guī)模建設。但是，由于設計、原料、施工、地質等多方面的影響，導致大部分的隧道都會有不同程度的滲漏水病害。運營期隧道滲水病害多個方面造成不可挽回的損失，例如因隧道內的濕度增加，引發(fā)電路故障，危害交通安全等等。雖然國內的技術都取得了不小的進展，但是我國在隧道防排水方面的工作和技術仍然不夠成熟，還需要進一步的研究和改進。本文從無損害檢測和治理兩個方面對運營期隧道滲水病害進行了研究，希望能夠為我國隧道防水技術的發(fā)展以及施工工作提供參考。

關鍵詞：隧道;滲漏水病害;無損檢測;治理

中圖分類號：U457 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1001-5922（2021）10-0189-04

Research on Nondestructive Inspection and Treatment of Tunnel Leakage Diseases During Operation Period

Lu Xiao

（China Railway First Survey And Design Institute Group Co.， Ltd.， Xi an 710043，? China）

Abstract：With the rapid development of economy， the development of transportation field is also advancing by leaps and bounds. In order to make transportation more convenient， we has carried out large-scale construction of railway tunnels. However， due to the influence of design， raw materials， construction， geology and other aspects， most of the tunnels will have different degrees of water leakage diseases. During the operation period， the tunnel water seepage disease caused irreversible losses in many aspects， such as the increase of humidity in the tunnel， which caused circuit failure， and endangered traffic safety. Although domestic technology has made considerable progress， our work and technology in tunnel waterproofing and drainage are still not mature enough， and further research and improvement are needed. The paper studies the tunnel water seepage disease during the operation period from two aspects of non-destructive detection and treatment， hoping to provide reference for the development of tunnel waterproof technology and construction work in China.

Key words：tunnel; water seepage disease; non-destructive testing; treatment

0 引言

隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展，交通領域也得到了突飛猛進的發(fā)展，為了更加便利人們的生活，中國進行了大規(guī)模的隧道建設，中國的隧道施工技術、裝備技術等都取得了長足的進步。隧道的大規(guī)模建設一方面可以在一定程度上使行車路線線形更加標準，從而縮短行車距離，節(jié)約行車能耗。另外，隧道的修建可以避開道路滑坡、坍塌等災害區(qū)域，從而減少危險的發(fā)生，還可以減少對于地表植被的破壞，實現(xiàn)人與自然的和諧共處。另一方面，隧道的修建對于地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展也起到了積極的促進作用。但是由于施工工藝技術、施工材料、施工設計等方面經(jīng)驗欠缺，以及另外一些干擾因素的影響，大多數(shù)隧道在運營一定時間后會出現(xiàn)各種方面不同程度的病害，例如，滲水漏水病害、凍害、裂損等，其中，滲水漏水在隧道病害中是最為普遍的病害。隧道拱頂部位滲水、滴水，拱腳部位淌水，隧道的縫隙部位滲水、滴水，墻面滲水等等都屬于隧道滲水漏水災害。隧道在運營期間滲水漏水災害會使隧道內的濕度增加，引發(fā)電路故障，危害交通安全，還會引發(fā)其他病害的發(fā)證，嚴重影響交通運輸?shù)恼＿M行。若不及時對滲水漏水災害進行控制，其發(fā)展越來越嚴重，引發(fā)其他一系列的災害，甚至會造成隧道襯砌結構的破壞，嚴重威脅道路的行車安全，制約交通運輸行業(yè)的發(fā)展。因此，必要采取一定的措施對隧道滲水漏水災害進行防治。在對隧道進行滲水漏水災害防治過程中需要有系統(tǒng)、全面的方法和程序，否則容易引起不必要的損失甚至造成更嚴重的病害。文章對運營期隧道滲漏水病害無損檢測及治理措施進行了研究，對于隧道的安全運行有重要意義。

1 無損檢測

無損檢測是利用聲、光、電等各種方法，利用精密的儀器，在不破壞隧道結構、威脅隧道安全的情況下，迅速、準確地對混凝土的強度、密實度、缺陷等進行檢測，從而了解隧道結構的材質狀況、墻壁背后的地質情況等，從而判斷隧道具體裂化情況、分析其原因，從而更進一步的對其進行修復。不同于有損檢測，無損檢測在檢測過程中儀器設備簡單、操作簡便、施工費用較少，而且不會對隧道結構造成破壞，可以重復進行檢測等優(yōu)點，是目前在隧道病害檢測中常用的檢測方法。隧道滲水漏水無損檢測的方法很多，例如紅外熱成像技術、脈沖回波探測技術、地質雷達探測技術等等，文章中主要針對地質雷達探測技術進行介紹。

1.1 地質雷達探測技術原理

地質雷達探測技術通常通過脈沖反射波的形式對雷達圖進行反映，在進行雷達檢測后對獲取的資料數(shù)據(jù)進行分析、處理便可得知隧道介質的分布情況以及相關的參數(shù)。地質雷達探測技術的原理圖如圖1所示。水的相對介電常數(shù)為81，干燥的混凝土等地下介質的相對介電常數(shù)小于10，隨含水量的增加巖土的相對介電常數(shù)會隨之增大，地質雷達探測技術利用反射波進行隧道結構背后水分的探測具有較大的優(yōu)勢。

1.2 現(xiàn)場檢測方法

根據(jù)隧道中的實際情況，避開障礙物，沿隧道縱向進行雷達測線的布置。在利用地質雷達對隧道襯砌背后地質和水分進行檢測時，利用500MHz的屏蔽天線，探測的深度大約為2.5m。在探測過程中，發(fā)現(xiàn)疑似含水部位時，在原有雷達測線的位置進行雷達測線的加密布置，進一步對含水部位進行確定。

1.3 雷達標定及參數(shù)調試設置方法

在檢測之前用常規(guī)方法對隧道的某一段可測量厚度的部位進行厚度測量，并測量該隧道段襯砌混凝土的介電常數(shù)。根據(jù)雷達圖確定襯砌與圍巖界面，確定襯砌混凝土的介電常數(shù)，通過介電常數(shù)進一步計算出隧道該段的厚度，進行檢測參數(shù)的標定，使通過測量計算的厚度與該段的實際厚度保持一致，從而更進一步地對隧道進行探測。

在進行參數(shù)調試時，先對隧道中的滲水漏水嚴重部位進行探測，探測結束后專業(yè)人員對探測結果和數(shù)據(jù)進行分析，然后再對檢測中發(fā)現(xiàn)的疑似含水部位進行驗證，進一步對參數(shù)進行調試，保證檢測結果的準確性。

1.4 檢測結果的處理

在地質雷達探測完成后得到原始的雷達波，然后對其進行一系列二維濾波處理，并對干擾波進行壓制和剔除，從而突出有效波，根據(jù)有效波圖形對電磁波的特征進行分析，從而對雷達圖像進行進一步解析。

2 治理措施研究

根據(jù)滲水漏水的部位和形式，隧道滲水漏水病害主要可以分為點狀、面狀漏水，接縫漏水、基底水害和集中涌水這幾種類型，在對其進行防治過程中可以從隧道滲水漏水病害的類型出發(fā)，實現(xiàn)分類治理。

2.1 點狀漏水的治理

點狀漏水可根據(jù)漏水的壓力大小或者空洞的大小以及混凝土的結構缺陷等具體情況，采用直接堵塞或者注漿堵漏兩種方法進行治理。

（1）直接堵塞法。在漏水的壓力、空洞較小，同時混凝土結構的密實性較好的情況下可以采用直接堵塞法進行點狀漏水的治理。需要注意的是，該種方法需要選擇凝結速度快、抗?jié)B性能好、粘接性能好的材料進行施工。施工方法，利用鉆井機以漏水點為中心，根據(jù)漏水范圍鉆設直徑為30mm左右、深度為10～200mm的孔，然后用高壓水槍對孔洞進行沖洗，然后再選用合適的材料和水泥砂漿等制成與空洞大小相近的錐形塊，在錐形塊初凝時置于孔內用于堵塞空洞，再用力擠壓使其與孔洞緊密貼合，用注漿材料對表面進行修補，最后對該部位進行養(yǎng)護，時間為2～3d。

（2）注漿堵漏法。在漏水的壓力、空洞較大，或者混凝土結構的密實性較差的情況下，可以采用注漿堵漏法進行點狀漏水的治理。同樣，在進行注漿材料選取時，需要采用灌裝性能好、抗?jié)B性能好、粘接性能強、固化后強度較高的注漿材料。如果遇到圍巖破損嚴重而導致滲水漏水較嚴重的情況，則通常采用向隧道襯砌后的圍巖或者回填層進行注漿的方式進行治理。利用壓力泵增加壓力將漿液壓入滲水漏水的縫隙等部位。

2.2 面狀漏水治理

一般采用刮、刷、噴等工藝對面狀漏水部位鋪設防水層的方法進行治理。防水層需要采用抗?jié)B性能好、凝結時間短、有一定彈性、粘接性能好，同時又能在滲水漏水部位牢固粘接的材料。通常用于隧道墻面防水的防水層材料主要有防水砂漿、無極滲透結晶材料、瀝青涂料以及其他的一些改性材料等等。需要注意的是，在有機防水涂層的使用過程中容易發(fā)生“鼓包”現(xiàn)象，因此在用有機防水浮層進行面狀漏水治理時需要做好保護措施;而在無機防水涂層的使用過程中需要做好養(yǎng)護，因為其在使用過程中容易發(fā)生開裂和脫皮現(xiàn)象，導致漏水治理效果較差。

2.3 接縫漏水治理

接縫處的漏水一般為線狀漏水，主要治理方法是利用剔槽在接縫處增加排水溝，再利用有彈性的密封材料進行密封。用于密封的材料需要具有高彈性、粘接性能好、抗?jié)B性能好、耐老化等特點，在目前的治理過程中主要密封材料一般為高分子彈性材料，例如改性瀝青、密封膠以及各種橡膠等材料。但是在隧道接縫漏水治理過程中發(fā)現(xiàn)，由于滲水漏水導致基面潮濕，密封材料粘接交困難，而且在使用過程中密封材料的壓縮恢復率會逐漸降低，導致密封效果不理想，一定時間以后仍會出現(xiàn)滲水漏水的現(xiàn)象。因此，在接縫漏水治理過程中應不斷探索新的密封材料，延長密封時間。

2.4 基底水害和集中涌水治理

隧道中發(fā)生基地水害和集中涌水的情況較少，在基底水害發(fā)生時主要依靠隧道建設時設置的排水系統(tǒng)進行排水，在排水系統(tǒng)堵塞或者不完善的情況下一般采用引流或者降低水位的方式進行排水。如果隧道的墻腳部位發(fā)生大范圍的滲水，則造成這一現(xiàn)象的原因主要是襯砌背后的防水板遭到破壞，同時底板的排水管堵塞，因此可以在水溝內進行打孔同時引流從而減少滲水。如果滲水的范圍較大，且滲水漏水量較大時，則一般采用降低水位的方法，采取一定的措施使隧道施工基面周圍的地下水位降低，防止漏水使土沙流入。針對不同的漏水情況可采取設置排水孔、降低排水溝、鉆孔排水、在圍巖中打入集水管等方法來降低水位。隧道中如果發(fā)生集中涌水的情況，則需要采用注漿治理的方法進行治理。

3 應用實例分析

某山區(qū)的高速公路隧道自建成通車以來，在隧道進口3000m左右的范圍內，發(fā)生隧道滲水漏水現(xiàn)象，對于行車安全造成嚴重威脅。針對這一情況，采用文章中提出的無損檢測方法對隧道結構背后的含水區(qū)域進行檢測。在隧道合適位置布置4條測線，具體的位置如圖2所示。

無損檢測過程中若發(fā)現(xiàn)疑似含水的區(qū)域，則繼續(xù)在原有的測線周圍加密布設測線，進一步確定含水區(qū)域。通過無損檢測最終確定隧道左右幅結構背后的含水情況，得到如表1所示的結果。

上述結果均通過鉆孔進行了驗證。通過上述實例證明通過無損檢測的方法得到的隧道含水部位結果較為可靠。在確定了隧道含水部位后，通過封補、注漿、充填、引排等治理措施進行治理，改善隧道的運營狀態(tài)，進一步保障隧道的安全運營。

4 結語

運營期隧道滲水漏水的發(fā)生會對隧道的正常運營以及隧道的環(huán)境產(chǎn)生影響，甚至會對車輛的安全帶來威脅。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，投入運營的隧道逐漸增多，為保障隧道的正常運行，需要制定合理的方案對隧道滲水漏水進行防止，及時發(fā)現(xiàn)隧道中可能會出現(xiàn)的滲水漏水部位，并針對實際情況采取合理的措施進行治理，以保證能夠及時預防、及時治理，保證隧道的結構安全和運營安全。

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