馮楚深

摘要：水利水電工程作為一項利國利民的民生工程，對我國社會穩(wěn)定發(fā)展以及保障群眾安居樂業(yè)有著重要意義。為有效滿足其建筑過水需求，需要針對性設(shè)計水工隧洞，以保障水利水電工程的使用效果。在水利水電工程中，水工涵洞發(fā)揮了關(guān)鍵作用。但多數(shù)水工涵洞建設(shè)中存在一定質(zhì)量問題，包括但不限于出現(xiàn)滲水情況，對水利水電工程的整體建設(shè)及使用安全造成威脅。作為水利水電工程中的關(guān)鍵構(gòu)成部分，水工涵洞主要兼顧了泄洪及引水的關(guān)鍵效果。若水工涵洞出現(xiàn)滲水問題，繼而將會導(dǎo)致水利水電工程的整體建設(shè)質(zhì)量下降，埋下安全隱患，導(dǎo)致嚴重的后果?；诖?，筆者針對水利水電工程水工隧洞的滲水問題設(shè)計進行研究，繼而提出科學(xué)合理的解決策略，從而有效發(fā)揮水工涵洞的關(guān)鍵作用，切實保障水利水電工程的整體建設(shè)穩(wěn)定性及安全性，促進其建設(shè)質(zhì)量提升，保障我國民生工程持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：水利水電工程；水工隧洞；滲水；問題；探討

0 引言

為切實保障水利水電工程中水工隧洞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及安全質(zhì)量，多數(shù)設(shè)計單位在設(shè)計中會選擇使用襯砌技術(shù)。但在針對混凝土結(jié)構(gòu)進行襯砌的過程中，發(fā)生水工隧洞滲漏的概率將會大大增加。這種概率同時伴隨著季節(jié)天氣的影響，一般在雨天或較為潮濕的季節(jié)將更容易發(fā)生滲漏。若水工隧洞發(fā)生滲水情況，輕則會導(dǎo)致對水利水電工程的整體設(shè)計穩(wěn)定性及設(shè)計質(zhì)量造成影響，延緩整體的設(shè)計進度；重則會導(dǎo)致埋下一系列安全隱患，對人們的生命財產(chǎn)安全造成威脅，從而發(fā)生安全事故?；诖?，在水利水電工程水工隧洞的設(shè)計過程中，設(shè)計單位要及時針對水工隧洞的滲水問題進行查明，找出發(fā)生滲水問題的原因，繼而采取針對性的問題解決策略及處理策略，提升水利水電工程的設(shè)計結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及安全性，保障其后期設(shè)計質(zhì)量提升。

1 水利水電工程水工隧洞滲水

基于水利水電工程的實際特點及建設(shè)情況，過水的建筑基本多采取隧洞結(jié)構(gòu)，例如我們常見的導(dǎo)流洞、泄洪洞等?，F(xiàn)階段我國建筑完成的水工隧洞，在工作及使用過程中發(fā)生滲水問題的情況普遍存在，且占據(jù)比例較高。在襯砌完成后的水工隧洞發(fā)生滲漏時，一般表現(xiàn)為襯砌的混凝土結(jié)構(gòu)層發(fā)生滲水問題，且會在建筑材料的縫隙乃至結(jié)構(gòu)縫隙發(fā)生滲水。而在雨季的時候，一般滲水量較大，且滲水點分布較廣，滲水情況嚴重；在干旱或炎熱季節(jié)滲水情況較少且較輕。襯砌式混凝土結(jié)構(gòu)的滲水情況發(fā)生時，部分滲水為局部點狀，部分為線狀或成片狀滴落，淋水或者環(huán)狀滲水等，大多數(shù)情況下是表面滲水，以及沿結(jié)構(gòu)縫隙及材料縫隙滲水[1]。

2 水利水電工程水工隧洞滲水的危險性

首先，水工隧洞發(fā)生滲水問題，會間接導(dǎo)致周邊水泥砂漿受到影響，在發(fā)生較大滲水或出水量時，例如周邊發(fā)生點狀出水或者片狀出水，會帶落大量的水泥砂漿，導(dǎo)致在混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)滲水通路。一方面降低了混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及安全性，另一方面會導(dǎo)致整體混凝土結(jié)構(gòu)被架空，產(chǎn)生縫隙通道，影響整體完成，易發(fā)生安全隱患或安全事故，甚至產(chǎn)生倒塌。其次，在水工隧道襯砌技術(shù)設(shè)計應(yīng)用后，水工隧洞發(fā)生滲漏問題時，會導(dǎo)致混凝土被鈣化，擴大滲水涌水通路面積。在水利水電工程開始使用后，滲水面積會持續(xù)淅出混凝土，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋或固定件受損腐蝕，架空混凝土內(nèi)部空間面積，形成孔洞，大大減弱了混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)被破壞。此外，水工隧洞發(fā)生滲水問題，會間接導(dǎo)致周邊止水帶，及混凝土的凝膠材料受到腐蝕或破壞，降低了實際的防水壽命，致使其防水能力下降，并導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)縫隙處產(chǎn)生滲水，影響結(jié)構(gòu)安全。最后，在水利水電工程水工隧洞輸水配水的過程中，會導(dǎo)致從外向內(nèi)滲水。在水利水電工程輸水及配水中，會產(chǎn)生較大滲水量。若情況較為嚴重，會直接導(dǎo)致周邊地質(zhì)及邊坡穩(wěn)定性受到影響，繼而引發(fā)一系列如滑坡、泥石流或塌陷等危險事故。同時會影響周邊居住者的飲水，對飲用水造成污染。

3 水工隧洞發(fā)生滲漏的常見原因

3.1 前期工程設(shè)計存在缺陷

首先，由于水利水電工程水工隧洞前期選址調(diào)研過程中，建筑企業(yè)技術(shù)人員選址不嚴謹，導(dǎo)致水工隧道在建造中，處于山溝零散地帶，或處于山體斷面處，同時沒有在做好防滲水設(shè)計，以及鋪設(shè)合理的排水通路，導(dǎo)致地面水大量滲透到地下，繼而導(dǎo)致水工隧洞發(fā)生滲漏。其次，在進行水工隧洞設(shè)計中，沒有針對實際選址處的地基結(jié)構(gòu)進行勘探，部分不穩(wěn)固的地基沒有進行沉降處理或者提升其基礎(chǔ)受力，由于基礎(chǔ)受力不平衡在設(shè)計后發(fā)生沉降。導(dǎo)致混凝土襯砌結(jié)構(gòu)處發(fā)生裂縫或裂痕，引發(fā)滲水問題[2]。最后，在水工隧洞設(shè)計結(jié)束后，拆除模板支架的時間較早，在混凝土襯砌結(jié)構(gòu)沒有穩(wěn)固后就進行拆除。由于水工隧洞外部的壓力過大，超出襯砌結(jié)構(gòu)的承重能力，導(dǎo)致混凝土襯砌結(jié)構(gòu)承擔(dān)了過大的壓力，在壓迫下產(chǎn)生了裂縫，由此引發(fā)滲水問題。

3.2 未設(shè)計好埋管引排的方案

現(xiàn)階段，除水利水電工程水工隧洞發(fā)生滲水問題較為常見外，設(shè)計單位埋管引排設(shè)計方案也不夠全面，具體原因體現(xiàn)在以下幾點。首先，片狀、條狀滲水無法進行埋管引排，且水工隧洞在發(fā)生單點或者多點滲水的情況下，安裝引排管道時容易受到鋼筋安裝或者澆筑混凝土的影響而導(dǎo)致位置發(fā)生變化。其次，多數(shù)設(shè)計單位及設(shè)計人員，對水工隧洞的防滲水設(shè)計缺乏意識，尚未意識到水工隧洞防滲水的重要性，因此多數(shù)設(shè)計人員在參與埋管引排工作時的熱情度不高，常常發(fā)生位置不準確的情況，或其他設(shè)計問題，導(dǎo)致埋管引排的實際效果下降。最后，水工隧洞埋管引排過程中，需要設(shè)計人員進行現(xiàn)場監(jiān)管，但一些駐場設(shè)計人員由于缺乏良好的崗位責(zé)任，對待防滲水工作缺乏重視性，工作中較為簡單敷衍，沒有盡到應(yīng)盡的責(zé)任，缺乏崗位奉獻精神。

3.3 混凝土襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計不完善

為切實保障水利水電工程水工隧洞的設(shè)計穩(wěn)定性及后期使用質(zhì)量，在針對水工隧洞進行設(shè)計的過程中，要嚴格按照其規(guī)范設(shè)計原則及設(shè)計原則進行。例如，在水工隧洞防水技術(shù)設(shè)計方面，通常設(shè)計單位會使用設(shè)計縫止水辦法。主要通過應(yīng)用止水條，在水工隧洞設(shè)計中，先設(shè)計完成混凝土澆筑作業(yè)后，再進行止水條安裝。在此過程中需要設(shè)計人員采取人工方式進行切筑，形成切槽。結(jié)合止水條遇水膨脹固化的特性，將襯砌混凝土結(jié)構(gòu)之間的縫隙進行有效封堵，減少后期滲水情況的發(fā)生，但是之后還要進行澆筑設(shè)計[3]。但是，這種采用止水條的設(shè)計方式，在水工隧洞防水方面的效果通常較差，或者低于事前預(yù)期。其根本原因是往往在混凝土切槽處需要2～4d方才能夠達到要求強度。而由于水工隧洞內(nèi)實際條件影響，采取的是隧道內(nèi)后退澆筑方式，因此混凝土凝固期較短，難以為混凝土留出較長時間的凝固時間。而如果繼續(xù)安裝止水條，則勢必會導(dǎo)致其方式性能下降。如果不能采取有效方式固定止水條，受到后澆塊的設(shè)計影響，可能會導(dǎo)致止水條發(fā)生位移現(xiàn)象。而水工隧洞內(nèi)部襯砌混凝土結(jié)構(gòu)的縫隙中填充鋼筋時，一般會采取借助木方拼裝的方式進行，但是會導(dǎo)致止水條切槽處的平整性較差，間接影響了后期的防水止水效果。此外，由于混凝土結(jié)構(gòu)的特殊性，即使在水工隧洞襯砌結(jié)束后，也會存在較多的縫隙，而單純依靠止水條進行防滲水的意義較小，無法完全規(guī)避水工隧道內(nèi)的滲水漏水現(xiàn)象。

4 水利水電工程水工隧洞滲水問題解決方案

4.1 回填及固結(jié)灌漿處理技術(shù)設(shè)計

在水工隧道滲水問題的處理過程中，混凝土襯砌結(jié)構(gòu)可結(jié)合回填及固結(jié)灌漿處理技術(shù)進行。對于易發(fā)生滲水問題的位置，結(jié)合灌漿孔封堵滲水部位，若防水效果不能滿足實際的使用需求，設(shè)計人員需應(yīng)用化學(xué)灌漿處理。通過對水利水電工程項目進行調(diào)研，在應(yīng)用該項技術(shù)的過程中，需要科學(xué)設(shè)置灌漿孔，并使其處于平均的分布范圍，控制各項間距保持在2M以上。其次，灌漿孔形狀需要設(shè)置為梅花形，孔位偏差需要嚴格明確。在實際設(shè)計過程中，利用水泥漿液灌漿時要控制好壓力，使其處于0.2～0.4Mpa內(nèi)。但由于實際設(shè)計過程中的灌漿壓力控制難度較大，會影響實際的防滲水及堵水效果。且水工隧道防滲水應(yīng)用回填灌漿技術(shù)會提升設(shè)計單位實際成本，灌漿技術(shù)同時需要設(shè)計單位強化設(shè)計技術(shù)的使用。加之該項技術(shù)的隱秘性較強，多數(shù)設(shè)計單位沒有嚴格落實灌漿設(shè)計技術(shù)細則，并掌握實際的設(shè)計要點，因而降低了最終防水質(zhì)量[4]。此外，在水工隧洞出現(xiàn)片狀或點狀分布的滲水情況后，若應(yīng)用回填灌漿處理技術(shù)，會導(dǎo)致孔洞范圍較大，使內(nèi)部襯砌混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到影響。

4.2 強化水工隧洞設(shè)計水平

水工隧洞設(shè)計過程中，需嚴格按照實際的設(shè)計標(biāo)準及設(shè)計原則進行，落實好各項規(guī)章制度。禁止在沒有通過現(xiàn)場勘察或?qū)嵺`的情況下開展設(shè)計工作，要具體分析計算后再進行設(shè)計。若由于新設(shè)計技術(shù)引進或水工隧洞設(shè)計中的特殊情況，在實際的設(shè)計規(guī)范中沒有涵蓋的問題，導(dǎo)致部分規(guī)范不符合設(shè)計流程。水工隧洞設(shè)計部門需要結(jié)合實地測試及演示，并匯總相關(guān)意見報告，且需要在設(shè)計設(shè)施及設(shè)計材料配備完成后進行執(zhí)行。水工隧洞設(shè)計中，隧道線位置的選擇是重點內(nèi)容，也是設(shè)計的核心內(nèi)容。因此，需要設(shè)計部門出臺多套設(shè)計方案，并結(jié)合實地進行現(xiàn)場勘察后，針對實際設(shè)計技術(shù)及經(jīng)濟性進行選擇，達到有效控制成本的作用，保障前期預(yù)算達到要求。其次，隧道線與實際地層之間，由于水工隧洞與地層之間存在斷裂面，因此會產(chǎn)生一定夾角。在地面壓力作用下，隧洞內(nèi)隧道頂部的地質(zhì)巖體應(yīng)具備充足壓力，若隧道內(nèi)部不能滿足實際的承載需求，則需要針對隧道進行加固處理，采取相關(guān)設(shè)計措施保障周邊地質(zhì)層級圍層的穩(wěn)定性和承載性能。在水工隧洞設(shè)計中，要應(yīng)用相關(guān)設(shè)計技術(shù)加固周邊地質(zhì)巖層，并保障巖層穩(wěn)定性。為保障周邊巖層滿足承載量，需要結(jié)合加固措施及圍巖共同構(gòu)建內(nèi)外承載結(jié)構(gòu)，一方面防止外部壓力過大導(dǎo)致水工隧道承載力下降，發(fā)生滲水現(xiàn)象；另一方面需要保障水工隧洞內(nèi)部的水壓滿足實際承載需求。充分結(jié)合周邊圍巖的承載能力，在設(shè)計中具體體現(xiàn)其作用。應(yīng)用周邊地質(zhì)及地質(zhì)特點，經(jīng)過綜合計算處理后，得出具體的加固方式及措施，并通過實際的設(shè)計過程來確定加固方式?？偟膩碚f，水工隧洞的前期設(shè)計方案對后期設(shè)計水平、設(shè)計質(zhì)量及設(shè)計安全性有著極大的關(guān)聯(lián)，因此設(shè)計單位要針對設(shè)計層面提升重視程度，能夠有效保障后期預(yù)算及造價滿足實際需求，達到良好的設(shè)計成本控制作用[5]。在水工隧洞實際設(shè)計開始后，設(shè)計部門也要結(jié)合具體的設(shè)計情況及周邊地質(zhì)情況，對設(shè)計方案進行適當(dāng)調(diào)整，使其適應(yīng)實際設(shè)計過程。

4.3 處理大面積滲水問題

若水工涵洞內(nèi)混凝土的密實程度較差，將會導(dǎo)致發(fā)生大面積滲水的情況。出現(xiàn)大面積滲水情況，則需要合理選用防水材料，封堵混凝土襯砌結(jié)構(gòu)的滲漏層。設(shè)計單位需要結(jié)合水泥灌漿及化學(xué)灌漿兩種方式，而在處理大面積滲水情況時，需結(jié)合混凝土噴射方式進行。實際設(shè)計過程中，導(dǎo)滲工作具有一定重要性?？蓱?yīng)用導(dǎo)滲工作處理混凝土襯砌結(jié)構(gòu)，開展鑿孔作業(yè)，清除存在的積水，降低混凝土壓力，避免由于滲水產(chǎn)生水壓破壞情況。

5 結(jié)語

綜上所述，為切實保障水利水電工程水工隧洞設(shè)計質(zhì)量，減少水工隧洞滲水問題的發(fā)生，強化內(nèi)部混凝土襯砌層穩(wěn)定性。在前期設(shè)計過程中，設(shè)計單位務(wù)必要重視防水及排水措施的設(shè)計重要性，重視水工隧洞內(nèi)部滲水問題的處理。并結(jié)合實地現(xiàn)場勘察，制定可行的優(yōu)化變更設(shè)計方案，根據(jù)設(shè)計進程及時調(diào)整設(shè)計方案，并定制防滲水的專項設(shè)計，從而有效減少水工隧洞內(nèi)部滲水問題的發(fā)生，使水利水電工程始終處于穩(wěn)定運行狀態(tài)。

參考文獻

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