某公路隧道渗漏水病害处治及分析

彭 小 庆

(山西省交通科学研究院，山西 太原 030006)



某公路隧道渗漏水病害处治及分析

彭 小 庆

(山西省交通科学研究院，山西 太原 030006)

分析了某公路隧道渗漏水病害的形成原因，并根据隧址区气候条件、原隧道排水系统设置及现状等因素，提出了以导水法结合保温措施为主的处治方案，施工完成后处治部位未再发现渗水、挂冰现象，取得了良好的效果。

公路隧道，渗漏水，导水法，排水管

0 引言

渗漏水是一种公路隧道常见的病害。渗漏水可能导致隧道路面积水、湿滑，严寒季节会形成挂冰、溜冰，影响行车安全，也会导致衬砌材料劣化，加速结构破损。隧道渗漏水病害处治时需结合渗漏原因、防排水设施现状及气候条件等综合考虑，避免因处治措施针对性不强导致病害反复。本文结合山西省北部某公路隧道渗漏水病害处治情况进行概述。

1 工程概况

某公路隧道ZK67+980～ZK68+055,YK68+085～YK68+125段自隧道投入运营以来，衬砌局部就不断出现渗漏水问题，渗水点主要分布在拱腰、边墙部位的施工缝或衬砌裂缝处。出水状态以滴漏为主，局部浸渗。隧道原施工单位、运营养护单位对渗漏水部位进行了多次处治，但处治效果有限，渗漏水情况仍较为严重。因该隧道冬季气候严寒，渗水导致衬砌挂冰，检修道甚至路面堆冰，严重影响通车运营安全。此外，隧道ZK68+015～ZK68+025段路面中线附近渗水较为严重，受渗水及车辆碾压共同作用，该处路面混凝土及沥青层已严重破损。根据现场调查及隧道养护工作人员描述，出水量在各个季节无明显差异。渗水导致路面积水、面板开裂、溜滑，危及行车安全；除路面中线处外，超车道路面与电缆槽结合处也有不同程度渗水。

2 原防排水设计

隧道ZK67+980～ZK68+055,YK68+085～YK68+125段原防排水设计如下：

1)隧道内路拱横坡采用2%，在隧道内行车方向右侧设排水沟，每10 m设一处泄水孔，以排除路面水；

2)两侧纵向排水管全隧道埋设，采用φ160 mm半边打孔HDPE管，纵向坡度与隧道相同；

3)横向引水管每50 m一道，连接纵向引水管和中心排水沟，采用φ160 mm半边打孔HDPE管，均设置在纵向排水管检查井处；

4)中心排水沟设置在隧道中心线下方，中心埋深280 cm，采用外径50 cm预制混凝土管，壁厚5 cm，每100 m设置一个中心排水沟检查井；

5)初期支护与二次衬砌之间采用1.2 mm厚ECB/EVA复合土工布防水，在工作缝、变形缝、施工缝处设置橡胶止水带。

3 渗水原因分析

3.1 衬砌渗水原因

隧道隧址区气候严寒，冬季最低气温可达-30 ℃以下，最大冻深150 cm。衬砌背后地下水在反复冻胀的作用下，初支与二衬之间的防排水材料包括防水板、排水管以及施工缝处橡胶止水带等逐渐损害，直至破损开裂，失去防排水作用；加之该段地下水较为丰富，导致衬砌渗漏水较为严重。

3.2 路面渗水原因

隧道ZK68+015～ZK68+025段原设计为Ⅳ级无仰拱。经勘查揭示，该段路面下伏围岩为强风化～弱风化花岗岩，透水性好，含水量大；且该段隧道施工时，在围岩开挖后拱部局部呈淋雨状出水。该段病害现状为除路面存在渗水情况外，拱部、边墙处衬砌也存在多处渗水点，判断该段环、纵向排水等设施基本失效，衬砌背后的地下水无法通过隧道原有排水设施排走，从而对路面以下地下水形成较大水压力，促使其从路面薄弱部位渗出。

4 处治难点

1)原有防排水设施破坏、堵塞，无法简单修补利用；经雷达检测，渗漏水部位多存在欠挖、衬砌厚度不足等缺陷，影响处治方法选择及施工质量。

2)气候严寒。隧址区属半干旱大陆季风性气候区，春短冬长，四季分明。多年平均气温8 ℃，一月平均气温-15.1 ℃，年平均气温8 ℃，极端最低气温-31 ℃。冻结期始于11月上旬，解冻期为3月中旬，最大冻土深度150 cm。气候严寒且冻结期长，处治部位容易因冻胀破坏导致再次渗漏。

5 病害处治方案

本着隧道渗水处治“以排为主、排堵结合，综合处治”的原则，处治思路为在渗漏水部位构建新的排水通道，将滞水引入附近原有排水系统。

5.1 衬砌渗水处治

根据隧道ZK67+980～ZK68+055,YK68+085～YK68+125段衬砌病害现状及气候特点，病害处治方案尽量不扰动既有结构，最快速度完成隧道病害部位处治，处治后让病害不影响隧道正常运营安全。具体处治方案是：隧道衬砌渗漏水严重处采用导水法结合保温措施进行处治，隧道衬砌轻微渗水(浸湿)部位采用压力注浆法进行封堵止水。

5.1.1 导水法结合保温措施

在衬砌上切U形槽，尺寸15 cm×15 cm，埋设φ100 mm Ω形排水半管，其四周用堵漏材料填充；然后，铺设保温材料；最后，在处治段施作水不漏防水层后喷涂防火层。排水半管中的水通过设置纵、横向引水管引至中央排水沟后排出洞外。排水U形导流槽构造图见图1。

衬砌切槽导水施工工序如下：1)找漏水点(裂隙)：对待处治段内隧道衬砌进行漏水点(裂隙)查找，为下一个工序做好准备；2)对渗水点附近隧道原防排水系统进行排查疏通，如可有效疏通则观察各渗水部位渗水量变化情况并视情况调整处治方案；3)凿槽：沿渗漏水裂缝或施工缝骑缝凿“U”形槽，槽的宽度和深度取决于渗漏水的流量，宽15 cm、深15 cm，所凿的槽要延伸至排水沟底部以下41 cm，保证水能顺畅排走；4)做引水空腔：埋设引水材料做引水空腔，每一条环行裂缝形成主引水通道，将其余的渗漏裂缝和渗漏点引入至主引水通道；5)封缝：在严格清洗槽内混凝土表面的基础上，再用φ100 mm排水半管覆盖住槽中漏水点，然后用封堵材料封住两边，采用胶粘和锚固固定半管，做到半管两侧不留空隙；6)嵌涂柔性防水材料：在封缝之后嵌上遇水膨胀嵌缝胶，以适应缝的变形及热胀冷缩，达到永久防水的目的；7)施作隔热保温层，保温层要密实铺入，严禁有空隙；8)在隔热保温层表面加涂水不漏作为外层防水层；9)防水层外侧喷涂防火层，耐火时间不小于2 h。

纵横向引水管施工工序如下：1)查找检查井：查找拟处治渗漏水点附近、位于纵坡下方的中心排水管及检查井，为安装横向排水管及布设纵向排水系统做好准备。若检查井离渗水处治部位较远(>10 m)，为避免纵向引水管过长，可在中心排水管上方钻孔穿透至中心排水管代替检查井，钻孔前采用地质雷达等物探手段准确核实中心排水管位置，钻孔应避开管线等设施，并严格控制深度；2)布设纵向引水管：根据衬砌渗漏水处治部位选择在路面一侧或两侧边沟处刻槽，布设纵向引水管。纵向排水管采用φ160HDPE波纹管，波纹管外包裹5 cm保温层，保温层与排水管均作半边打孔处理。波纹管置于刻槽底部，坡度与路线纵坡坡度相同；3)布设横向排水管：在检查井或拟钻孔位置旁横向开挖50 cm宽的沟槽，铺设φ160HDPE波纹管作为横向引水管，波纹管外包裹5 cm保温层，波纹管置于刻槽底部，坡度不得小于5%，纵、横向引水管采用三通管连接；4)路面坑槽回填补强：纵、横向排水管安装完毕后，恢复路面或边沟。两侧路面恢复时，在底基层内设置钢筋网片加强，路面横向刻槽恢复时，在混凝土面板内植筋，保证路面整体性。

5.1.2 压力注浆法

向衬砌内部延伸方向基本与衬砌表面垂直的裂缝，采用骑缝注浆；延伸方向与衬砌表面有一定角度的裂缝，采用斜缝注浆。压力注浆前，在槽内采用环氧树脂、环氧砂浆等材料封闭裂缝。注浆采用超细水泥浆。

5.2 路面渗水处治

隧道路面渗水采用底部设置排水管法进行处治。

1)在隧道渗水段路面底部设置纵、横向半边打孔HDPE波纹管将水集引，并通过路侧纵向引水管最终导入中央排水沟。纵向排水管在路面中线部位、边沟部位各设置一条，横向引水管间距250 cm，视实际水量大小可进行加密。纵、横向引水管均采用φ160 mmHDPE半边打孔波纹管并采用三通接头连接。2)渗水量大时，现场根据出水位置和水量加密横向引水管。3)底部开挖后发现有泉眼，可采用引排措施，避免隧道基底浸泡于水中，应防止砂土流失导致基底发生二次病害。

6 处治效果

2015年秋季实施隧道渗漏水病害处治以来，隧道ZK67+980～ZK68+055，YK68+085～YK68+125段处治部位未见渗水、挂冰等现象，表明处治方案选取合理，达到预期处治效果。

7 结语

1)隧道渗漏水病害处治应坚持“以排为主，排堵结合，综合治理”的原则。2)由于隧道内病害处在不断的变化中，且隧道工程为隐蔽工程，切槽凿除后极易出现与原勘察设计不一致的情况，如衬砌厚度不足、原防水板出露破损等，因此在施工过程中应及时向设计反馈相关信息，以便根据实际情况及时调整处治方案，进行动态设计。

[1] 关宝树.隧道工程维修管理要点集[M].北京:人民交通出版社,2004.

[2] 牛力强.公路隧道渗漏水的预防与处治[J].山西交通科技,2011(3):33,43.

The treatment and analysis on seepage water leakage diseases of a highway tunnel

Peng Xiaoqing

(ShanxiTrafficScienceResearchInstitute,Taiyuan030006,China)

This paper analyzed the formation causes of a highway tunnel seepage water leakage diseases, and according to the climate conditions of tunnel site, original tunnel drainage system setting and status and other reasons, put forward the treatment scheme taking guide water method combining with insulation measures, after the construction completion, the treatment site not found seepage water phenomenon, achieved good results.

highway tunnel, seepage water leakage, guide water method, drainage pipe

1009-6825(2017)06-0201-03

2016-12-07

彭小庆(1984- )，男，工程师

U457.2

A