公路隧道渗漏水处治技术探索

林素君 章强

1.台州市公路处

2.三门县公路段

公路隧道渗漏水处治技术探索

林素君 章强

1.台州市公路处

2.三门县公路段

本文通过对某市公路隧道渗漏水情况开展大量的基础性调查，通过调查结果分析渗漏水原因和机理，并以此为基础开展渗漏水处治施工工艺和材料的研究，研究结果对同类工程具有一定的借鉴作用。

隧道；渗漏水；处治

1 、渗漏水病害调查及结果分析

1.1.公路隧道渗漏水病害情况的调查

准确的病害信息是病害成因分析、安全性能分析以及病害健康诊断的可靠性的保证，也是做好病害处治措施设计的前提。通过对工程水文地质调查、设计情况调查、施工情况调查、裂缝调查、渗漏水情况调查等方面的调查，对调查所得的各种信息进行深入的挖掘、归类、整理，能够得到各个隧道渗漏处的全面信息，包括病害产生的位置、病害范围大小、是否有钙化现象、是否产生了青苔等植物、渗漏水质水量以及渗漏点周围的衬砌的健康状况等，对这些信息进行全面的分析，研究产生这些表观特征的深层次原因。

1.2.公路隧道渗漏水病害情况调查结果

通过以上的方法，对某市共59座公路隧道进行了调查统计。调查得到的隧道渗漏水情况分别如表1所示（篇幅原因本文仅列出5座隧道调查资料）。

1.3.病害情况调查结果分析

调查59座隧道中33座隧道为新奥法修建，26座为矿山法（小模板），无防水层。对渗漏水病害规律统计如下图所示。

从以上各图可以看出，施工缝渗漏是某市公路隧道渗漏病害的主要形式，无防水层施工缝渗漏比有防水层施工缝渗漏情况严重，有防水层隧道点渗漏仅次于施工缝渗漏，是第二大渗漏类型，无防水层隧道面渗漏是第二大渗漏类型。两种隧道均出现开裂渗漏，开裂渗漏并不是渗漏的主要形式。

2 、公路隧道渗漏原因分析

根据隧道渗漏水病害的调查，从外观上可将其渗漏水病害的形式分为点渗漏、线渗漏、面渗漏三种，并根据渗漏水量大小、水质等各方面可将其进一步细分各种典型的渗漏病害。

2.1.点渗漏原因分析

主要原因是在防水板施工不当或混凝土存在空隙，留下了渗水孔洞，而防水板后水量不丰富，水压不大，排水管道并没有堵塞，少量水通过孔洞渗入衬砌混凝土，形成点渗漏。

2.2.线渗漏原因分析

主要原因是部分矿山法修建的公路隧道均没有采用防水层，因此围岩中的地下水通过初喷混凝土层直接向二衬薄弱部位渗出，在施工质量不良的情况下，施工缝及变形缝处防水措施起不到防水效果，或者长期处于衬砌与围岩之间空洞的积水及含水围岩的包围下，防水措施失效。而新奥法修建的隧道虽然采用了防水层，但由于防水层在施工期间受到损伤以及在运营期间的逐年劣化导致防水效果减弱，某些隧道防水层甚至已经失效，导致渗流水穿越防水层渗入到隧道中。衬砌结构出现裂缝，会为衬砌渗流水提供出水通道，会破坏衬砌结构自防水性能。

2.3.面渗漏原因分析

某市公路隧道出现大面积渗漏的原因有三点，一是设计时的衬砌混凝土抗渗等级是在对隧道周围地下水渗透压力估计不足的情况下确定的；二是隧道衬砌混凝土材料出现劣化，如内部孔隙发育程度加深，细颗粒材料流失；三是隧道建成后，隧道围岩应力重调整，围岩中水的径流逐渐演变，在局部地段，形成高水压，而衬砌排水能力不足或排水系统效果减弱，从而导致衬砌背后积水，加剧水压的增高，当衬砌背后渗水压力超过衬砌混凝土抗渗能力时，渗流水通过混凝土中渗水通道，并在衬砌背后高渗水压地段衬砌表面形成面渗漏。

表1 公路隧道渗漏水情况统计表

3 、渗漏处治措施研究

隧道渗漏水形式多种多样，但其渗漏水机理是相近的。综合国内外长期处治渗漏水病害的经验，在公路隧道渗漏水病害的处治过程中应贯彻“堵排结合，综合处治”的原则

3.1.隧道渗漏水处治施工工艺

由于篇幅有限，本文仅介绍一种缝渗漏处治较为成功的施工工艺。施工缝渗漏是公路隧道渗漏病害的主要形式，占渗漏病害总量的75.43%，因此对施工缝渗漏的处治是某市公路隧道渗漏病害处治的重点。对于运营隧道内已有渗漏水的施工缝由于衬砌随季节变化而胀缩施工缝的渗漏一般不宜采用注浆的方法进行封堵，而应采用疏排的方式进行处治。常用的疏排方法有两种即暗排和明排，本文主要介绍暗排法。

3.2.暗排法处治施工缝渗漏

（1）材料

铝膜（铝膜卷材宽48mm，厚0.2mm，用剪子剪成长4 0 c m/条，并人为将其打皱）、P V C管、U型卡、胺型硅酮密封胶、聚合物水泥防水砂浆、粉水体积比为4:1的水固化聚氨酯防水涂料。

（2）施工工艺

①凿梯形槽；

②用钢丝刷刷除浮碴，并用水冲洗干净；

③用砂浆敷设铝膜舌片；

④安装PVC半管。用U型卡和胀管螺丝固定，间距为50cm。安装顺序是先拱顶后两侧，接茬处是下节压上节，接茬长度为10cm；

⑤在PVC半管壁两侧及衬砌表面涂刷一层胺型硅酮密封胶；

⑥当胺型硅酮密封胶有一定黏结强度时，压上堵漏灵至与PVC圆管截面最高点齐平；

⑦在堵漏灵层上挤压一层遇水膨胀腻子条，然后压上堵漏灵至与衬砌混凝土表面齐平；

⑧涂刷聚合物水泥砂浆层；

⑨在聚合物水泥砂浆层上涂刷水固化聚氨酯防水涂料。

（3）注意事项

对于拱脚纵向施工缝处凿槽，槽宽设置以渗水水量、PVC管规格为参考，槽深建议设置在8～10cm之间。

4 、结论

本报告针对某市公路隧道渗漏水病害研究，并提出了相应的渗漏水处治关键技术，研究内容包括：公路隧道渗漏水病害调查内容、方法及实施思路；公路隧道渗漏病害的特点及规律，渗漏表象及其原因之间的关系；公路隧道二次渗漏原因分析；公路隧道渗漏水处治防、堵水材料的研制与选用。得到主要成果如下：

（1）公路隧道渗漏水病害特点：以施工缝渗漏为主要渗漏形式，点、面、衬砌结构开裂渗漏为次要渗漏形式。渗漏位置以拱腰渗漏为主，边墙次之。

（2）公路隧道渗漏水原因：工程及水文地质不良是某市公路隧道渗漏的根本原因，没有设置防水层或防水层失效以及接缝处的防水措施失效是隧道渗漏的直接原因。

（3）公路隧道防渗堵漏材料的研制和选用。

（4）公路隧道渗漏水病害处置方法

对于渗水量较小的点渗漏，采取直接封堵法；对于渗漏较大的点渗漏，采取注浆结合集中引排法。

对于温差及干缩形成的微裂缝伴随轻微渗漏，采取表面封堵法；对于渗水量大的中等裂缝，采取注浆堵漏结合集中引排法；对于不良地质引起的严重裂缝，采取锚喷加固法。

对施工缝处渗漏，采取暗埋PVC排水法或铝槽外排法；对于变形缝处渗漏，采取刚柔并济的暗埋P V C法。

对于围岩裂隙发育，含水丰富区段的隧道严重渗漏，采取壁厚注浆法，密实围岩裂隙及其与衬砌之间的空洞。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.14.024

林素君，1 9 6 2年，台州市公路处，公路工程，工程师。