高速公路隧道渗漏水处治施工技术探讨

刘 念 曾凌怡

隧道防水是隧道工程施工质量的一个重要环节，同时也是操作工艺繁杂、施工难度较大的环节之一，历来被人们所重视。随着防水材料及施工工艺新的发展，质量意识和人民生活水平日益提高，现今对隧道工程施工质量要求已提高到相当高的水平，隧道渗漏水现象的存在不论从外观质量还是内在质量都是不允许出现的。

1 隧道概况

兰海高速(崇遵段)公路龙景隧道地处贵州省北部山区，由羊子岩垭口北面龙湾洞东坡进洞，穿越羊子岩垭口由刘家堡出洞，地形起伏较大，南段地势较陡，北面稍缓。该隧道为上下分离式四车道高速公路长隧道，左幅隧道起讫桩号为ZK1185+286～ZK1186+416，隧道长1 130 m;右幅隧道起讫桩号YK1185+216～YK1186+412，隧道长1 196 m。左右线隧道纵断面线型均为单向坡，左右幅隧道切线纵坡为+2.8%。

经地质和地表环境调查表明:龙景隧道区洞口浅埋区段内以大气降水和包气带水为主，洞身区段内主要是基岩裂隙水发育区或施工过程中的塌方区形成的积水。经设计单位现场实测水沟出口处流量3 L/s，约合260 t/d，排水能力存在不足。

2 隧道路面病害现状及成因分析

龙景隧道左幅路面出现大面积较严重的路面病害，病害类型主要有抗滑表层剥落、裂缝、板角断裂、破碎板伴有唧泥。其中路面破损情况十分严重，且破损面积已达到472.4 m2，板角断裂面积112.98 m2，路面裂缝126.8 m。出现如此大面积路面病害主要是由于地下水进入路面、路面混凝土与调平层间，具体的破坏原因有以下两类:

1)隧道内排水系统不畅，地下水经路面下渗，顺调平层与路面层缝隙进入和顺仰拱施工缝、裂隙溢出进入调平层与路面层间，行驶车辆的碾压导致出现一定的沉降，该沉降可直接导致调平层与路面基层的地下水水压变化，压力作用下的地下水可冲刷整平层，并携带出破碎物。长期作用的结果，混凝土板角底等位置出现脱空现象，一旦超重车辆的行驶，使板处于悬臂受力状态，产生额外的竖向变形导致板角断裂或路面裂缝;若未及时处理，则进一步形成沉陷、唧泥和破碎板等路面病害。2)龙景隧道左幅是爬坡路段，重载车辆在上坡隧道中需要更大的推力。由于路面积水的影响，减少了车辆轮胎与路面间的摩擦力，重车需要用低速高扭矩来获得更多的推力。车辆的推力取决于车辆轮胎与原路面抗滑表层的摩擦力，路面抗滑层的摩擦力取决于路面抗滑层与混凝土路面的粘结强度，地下水对路面抗滑层与混凝土路面层间的粘结强度存在一定的弱化作用，车辆的推力和地下水两者共同作用超过了混凝土路面与路面抗滑层的粘结强度，最终导致路面抗滑层材料剥落。由于轮胎与混凝土路面的摩阻力小于轮胎与抗滑层间的摩阻力，抗滑层一旦剥落，则在剥落位置边缘的抗滑层需要承担更多的摩阻力，使得剥落范围会加快增加。

3 隧洞二衬渗水及形成路面积水的成因分析

隧道的纵横排水盲管出现了堵塞等排水不畅的情况，将使其不能及时有效的疏排地下水，该区段的地下水将会积聚在夹层防水层的背后，使得防水层背后的地下水压力升高，在防水层的焊接缝等薄弱部位或防水层破损的部位容易发生地下水渗流，最终通过二次衬砌施工缝或二次衬砌裂缝等薄弱位置溢出;此外，由于围岩体自身存在原生解理和裂缝，隧道开挖过程中的爆破扰动又加剧了原生解理的扩展、连通，并且爆破松动范围内的岩体还会新增大量的次生裂隙，致使围岩的渗透性极大的增强，在防水层背后的大量积聚而形成较高水压的情况下，地下水沿裂隙运动，并在隧底沿仰拱或调平层中的施工缝向上渗出，在水泥混凝土路面的纵、横接缝或裂缝部位溢出。

路面积水的另一成因在于电缆沟与纵向排水沟相连，导致电缆沟在受堵时沟内的积水通过沉沙井，当遇到纵向排水同时不畅的情况下，地下水就直接从沉沙井溢出至路面，地下水水位因高于路面整平层的高度，则同时存在于路面及整平层出现渗流。

4 渗漏水处治施工工艺

4.1 渗漏水处治施工依据隧道防排水设计总体方案

渗漏水处治施工依据隧道防排水设计总体方案见图1。

4.2 路面积水治理

1)彻底清理隧道两侧铸铁蓖子空隙、沉淀池、电缆沟内的淤积物，恢复设计排水功能。2)在ZK1186+300～ZK1186+400路段调平层顶面增设横向塑料盲沟，两侧各增设纵向塑料盲沟，疏排路面下积水，横向盲沟采用2%横坡排水，出水口与沉沙井相连。3)开挖新增边沟的同时应及时疏通堵塞的二衬背后用于排水的打孔双壁波纹管，并将出水口接入新增边沟内，保证二衬背后的渗水能及时排出。4)隧道左幅出口左侧边坡有渗流水至洞口路面，依据现场地形采取截排水措施处治。

4.3 二衬渗漏水处治

二衬渗漏水处治方案工艺流程见图2。

加固前，需要对混凝土表面裂缝渗漏水位置进行处理，针对不同部位采取不同的处理措施，但均采用堵漏、注浆、表面涂抹相结合的施工工艺。

图1 隧道洞身防排水设计对照图

图2 衬砌裂缝处理流程图

4.3.1 裂缝渗漏水的注浆处治方案

1)查找渗漏部位。将表面擦干，立即均匀撒一层干水泥，若表面有湿水线，即为漏水缝，从而确定渗漏部位。2)开凿沟槽。沿裂缝凿出宽40 mm，深50 mm的沟槽，彻底清理并清洗沟槽。3)埋设注浆管。沿渗漏线间距2 m用冲击钻或用专用打孔设备，向混凝土内打φ20 mm的孔，孔深200 mm～300 mm。采用φ20 mm水管(带丝扣连接阀门)埋设，管口中心对正钻眼位置。然后用凝结快、粘结好的材料进行封管。封管时将二次衬砌表面沿裂缝凿除部分全部封堵。4)注浆。采用强度高、水溶性和粘结好的注浆材料(如聚氨酯等)进行注浆处理。注浆前，先用水代替浆液灌注，以检查注浆管外其他部位是否有漏水现象，以免出现漏浆。试灌时记录灌水量和灌水时间，为确定灌浆量和灌注压力提供参考。注浆时，垂直缝应按先下后上的顺序进行。将注浆设备与已埋好的注浆管连接，打开注浆管阀门，灌浆开始后，注浆升压，待附近的注浆管出水后先不要封闭，见浆液后立即封闭其孔，仍继续压浆，使浆液沿着漏水通道推进。并把注浆泵开到规定压力值后停泵。让浆液慢慢渗入，到表面压力下降到0.1 MPa时，二次开泵到规定压力值，如此反复进行，直到压力稳定在规定压力值不再下降为止。当压力解除后不再有渗漏现象时，该处注浆完毕，移到下一注浆孔灌注。

4.3.2 施工缝渗漏水排堵结合的处治方案

1)凿沟槽。沿有渗漏水的施工缝凿出宽60 mm，深100 mm的沟槽(若水量较大可酌情适当加宽;拱部亦有渗水的施工缝，则在边墙施工缝中部钻一泄水孔，应穿透防水层，将二衬后地下水水压力降低，拱部区域优先选用水泥基表面防水涂料)，彻底清理并清洗沟槽。

2)埋设半圆排水管。在沟槽底部及两侧壁涂刷水泥基渗透结晶型涂料，PVC外侧用无纺布加钢钉固定。

3)沟槽封堵。采用掺有微膨胀剂的环氧砂浆填充沟槽，表面涂刷防水砂浆或水泥基渗透结晶型涂料抹面处理。

4)预埋排水管应引入隧道内纵向排水沟中。

4.3.3 大面积渗水处治方案

采用水泥基渗透结晶型涂料抹面处理。

4.4 路面修复

4.4.1 混凝土路面破损修复

1)轻微裂缝及原水泥路面纵缝和横缝均采用清缝灌沥青胶处理;

2)严重断板、板角破坏，采取局部或挖除后，先检查C10的调平层质量，若破损先修复调平层，再用C35水泥混凝土回填，铺洒粘层后加铺与原设计相同的抗滑表层。

4.4.2 抗滑表层修复

对该路段的半幅进行铣刨作业，清除铣刨后的表面污物，铺洒粘层后加铺与原设计相同的抗滑表层。

4.5 交通设施

1)已破损的沟盖板，按照原设计预制后予以更换修复;2)限制车速措施:因该路段进出洞行驶的车辆车速都较快，如此极易对路面有很多不利影响导致损坏，从而造成行车安全隐患，必须在进洞前方设置减速措施，确保行车安全。

5 施工注意事项

1)养护维修应充分考虑运营隧道车流量的特点，加强与相关交警路政管理协调，优化组织方案，合理安排工期工序，提高施工作业效率。2)养护人员应严格遵守《公路隧道养护规范》《公路养护安全作业规范》，设置规范的施工标志标牌和警示灯具，加强施工作业人员的安全管理，相关施工机具材料不得放置于施工作业区以外。3)对台架上作业人员应加强管理，避免意外发生。4)二衬渗漏水治理应先对施工裂缝注浆处理，后进行施工缝引排水处理。同一渗水断面处，优先处理拱部，后处理边墙。

6 注浆施工过程中应注意的问题

1)注浆前严格检查机具、管路及接头的牢固程度，以防施工过程中机械事故伤人。

2)操作人员在配制浆液和注浆时，要戴眼镜、口罩、手套等劳保用品，以防止损伤眼睛和皮肤。

3)注浆时注浆管附近严禁站人，以防爆管、脱管伤人。

4)注浆过程中要始终注意观察注浆压力和输浆管的变化，当泵压骤增、注浆量减少，多为管路堵塞或浆液输送不畅;当泵压升不上去，进浆量较大时，应停止注浆，检查浆液粘度和凝固时间。

5)注浆过程中出现跑浆、冒浆，多属于封闭不严所导致，当出现此种情况，应立即停止注浆，重做封闭工作。

7 结语

通过兰海高速(崇遵段)公路龙景隧道的施工实践表明，隧道的防排水应视当地水文地质条件因地制宜地采取“以排为主，防、排、堵、截相结合，因地制宜，经济合理”的原则进行综合治理。利用多向疏导排放系统，首先将大部裂隙水导出，再利用整体防水系统，阻止渗漏。其次将沉积在防水系统之外的尽快导引出去。另外隧道整体防水系统关键应该充分利用衬砌混凝土自身的防水能力，在不破坏原结构层前提下提高施工质量。

[1]JTG D70-2004，公路隧道设计规范[S］.

[2]JTG H12-2003，公路隧道养护技术规范[S］.

[3]JTG H20-2007，公路技术状况评定标准[S］.

[4]JTJ 073-2001，公路水泥混凝土路面养护技术规范[S］.

[5]曹树良，方恩权.某富水区段矿山法隧道渗漏治理技术[J］.山西建筑，2011，37(5):158-159.