隧道渗漏水病害成因分析及等级划分标准

林枝祥

摘要：近年来，随着我国国力的持续增强和国民经济的不断发展，国家对基础设施建设愈加重视，我国公路隧道，特别是长大隧道建设与科研也取得了长足的进步与蓬勃的发展。然而，隧道所处的环境较复杂，其中地下水环境尤为复杂，致使公路隧道在运营过程中病害频发，为隧道的安全运营带来很大隐患。其中，渗漏水是公路隧道最常见的病害之一。

关键词：隧道；渗漏水现状；病害成因；病害等级划分

前言：在我国的领土范围内，山地或者重丘形式约占有总国土面积的四分之三，所以在建设公路时，为了使线形能够得到改善，同时将山路的坡度降低，使行车里程和时间能够显著缩短，通常就会采用隧道施工方案。同时，我国的水域范围也非常广阔，在规划沿海或者内河公路通道施工时，在桥梁和隧道二者中比选其一的情况经常发生。虽然桥梁施工的风险和难度都相对比较小，但是会影响到航道的正常通行，所以下比之下，水下隧道就显现出了更多的优点，不影响航运，不被时间和环境所影响，抗震性能更高，对生态环境影响更小等等，因此水下隧道在我国公路建设中也被越来越多地应用。隧道结构具有一定的特殊性，所处的环境，尤其是水下环境都十分复杂，导致隧道施工过程中，受到外界因素的影响比较大，营运过程中病害问题也一一突显，其中较常见的病害之一就是隧道渗漏水。

1隧道渗漏水病害可能会产生的危害

渗漏水病害会影响到衬砌结构的性能，（如安全性、耐久性），而围岩结构的稳定，施工时的环境，洞内的设备设施，以及行车安全等的隐患也由此而生。隧道渗漏水有可能会造成以下几点危害：

（1）渗漏水会使衬砌结构被慢慢风化，剥蚀，进行破坏整个衬砲结构。如果渗漏水中含有腐蚀性的成份，会造成围岩软化，进行变形和失稳，隧道结构的安全性及耐久性在很大程度上被降低。如果在气温寒冷的地区，渗漏水会形成结冰，隧道衬砌结构会因为反复冻胀而遭到损坏。

（2）渗漏水如果发生在隧道工程施工期间，会影响到正常的施工环境，不能保障初喷的混凝土质量和礃子面的稳定，一旦发生涌水病害，礃子面可能会直接坍塌。

（3）如果渗漏导致路面积水，尤其在天气寒冷时，积水结冰，轮胎与路面的摩擦系数极小，会使行车环境恶化，造成行车不稳，方向失去控制，车辆发生侧滑等危险。

（4）渗漏水会造成隧道内的各种设施被侵蚀而不能正常使用。如通风设备、照明设施、通讯设备、监控设备以及地面交通标志等等。

2隧道渗漏水病害成因分析

公路隧道渗漏水影响因素主要有两类。一类是外因，如年均降雨量、地表汇水面积、植被覆盖情况、不良地质条件、地下水腐蚀性、围岩溶蚀性、围岩裂隙联通情况等因素，是导致渗漏水发生的源头；另一类是内因，比如衬砌结构的强度和厚度、隧道的设计、施工和营运等因素，影响着渗漏水发生的渠道和严重程度，起到了主导作用。

形成公路隧道渗漏水有个必要条件，一个是有水源补给，另一个需要有渗漏水通道，两者共存时即产生渗漏。造成公路隧道渗漏水的成因多样且较为复杂，概括起来主要有设计理念、施工质量控制和养护水平个层面的原因。

2.1设计理念方面

如果对围岩级别划分不准确以及对水文条件的估计不够，从而造成衬强度厚度设计不足、抗渗等级达不到标准，就有可能导致隧道渗漏水。隧道衬砌设计强度不足时，围岩的压力、温度应力等因素会使衬砌发生开裂的现象，从而形成渗漏通道，使隧道呈现各种形式的渗漏。隧道防排水系统通常情况下会使用排水管加防水板的方式构成防排水体系，但是排水管易堵，防水板易破是这种防排水系统的通病。如果排水管堵塞，水压就会随之增加，渗漏水在防水板破损后进入到防水板与二衬中间没有排水通道的位置，渗漏水病害随之发生。此外，隧道接缝处一般都是使用橡胶的止水条或者止水带，这种材质较容易松动和脱落，与防水夹层的搭接也存在问题，密封性能较难保障，这是当前隧道施工缝渗漏的主要原因之一。

2.2控制施工质量

隧道施工时，爆破操作不规范，存在严重的超欠挖现象，衬砌施工时，与围岩的结合不够紧密，会在衬砌之后产生储水的空间，还会使围岩松动，地下水很容易就能够渗透到衬砌的位置，最终发生渗漏。初期支护的施工操作不规范，表面过于粗糙，没有良好的平整度，会擦裂或者戳穿防水板；衬砌用的混凝土如果振捣不够密实，会使混凝土较为疏松，衬砌的混凝土抗渗性变差；二次衬砌施作时，如果过早地拆模或者早期的养护工作不充分，就容易产生裂缝，形成渗漏的通道；施工缝埋设止水带的操作不规范，密封不严；防水板使用的材料没有足够的拉伸强度、延伸率和抗刺破、耐侵蚀能力；防水层铺设时，采用了有钉铺设法，且钉孔没有经过严格处理，或是采用无钉铺设时焊接的工藝较差，有漏焊或者防水板在施工时被焊穿、刺破或者烧破，以上种种情况均会导致防渗漏水灾害的发生。

2.3养护不到位

通常情况下，在隧道运营通车以后，隧道的排水系统需要定期进行清理，以保障排水的畅通。如果隧道的中心排水沟发生堵塞，衬砌背后的地下水排出就会不及时，从而导致衬砌背后水压过大，最终造成衬砌开裂，而另一衬砌背后的地下水，就会从各个相对薄弱的环节渗出。

3隧道渗漏水灾害的等级评定

本文采用模糊数学理论对公路隧道渗漏水病害进行评价。将评价模型定为三层模型，进行两级模糊评判；将隧道渗漏水病害按照严重程度划分为四个等级，作为评价的评语集；隧道渗漏水评价作为目标层，自然条件因素、围岩及地下水因素、设计因素、施工因素和营运维护因素作为准则层，准则层下有指标层；从指标层到准则层进行一级评判，再从准则层到目标层进行二级评价，最终利用最大隶属度原则得出隧道渗漏水等级。

1）隧道营运在完全安全的状态中，在衬砌的裂缝有轻微的或者完全没有渗漏水，此种程度行车安全完全不受影响，只要保证日常的监控即可。

2）隧道营运在基本安全的状态中，在衬砌的裂缝有中度的渗漏水，主要表现为在衬砲裂缝等处漏水，此种程度行车安全几乎不受影响，但不能保障太长的时间。应该结合监控项目判断渗漏水的情况是否会进一步发展，如果若渗漏的程度持续增长，则需要发出预警信号，同时加强监控的频率及日常养护。

3）隧道营运开始出现不安全的状态，在衬砌裂缝等处出现涌水，渗漏水程度较大，行车安全会受到威胁，继续发展下去，会降低隧道的安全性和耐久性。此种程度可以在车道半封闭，不中断交通的前提下进行修整，同时要增加监控的频率且尽早采取应对措施。

4）隧道营运在完全不安全的状态中，衬砌裂缝等位置出现喷射水的情况，严重的渗漏水破坏了隧道的结构，此种程度行车安全受到严重影响，应该及时中断交通，将隧道整体封闭进行维修和加固。

结语：综上所述，隧道渗漏水是高速公路隧道的主要病害之一，危害性极大，会导致洞内设备的功能下降，衬砌的承载力被削弱，对隧道的稳定、洞内设施、 地面建筑和隧道周围水环境产生诸多不良影响，甚至对行车产生重大安全隐患 。 因此，对隧道衬砌渗漏水应及时进行整治，以确保结构、设备及行车安全。

参考文献：

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