公路隧道渗漏机理及防治措施研究

孙学文

摘 要：对于我国现有的公路隧道而言，包括其施工和其年限等问题，导致隧道漏水现象较为常见。本文根据实际的公路隧道案例，对其进行探测研究，分析其主要的渗漏水病害机理，并根据其渗漏水病害类型等，针对性的提出渗漏水病害防治措施。

关键词：隧道 渗漏水病害 渗漏水防治 防排水

中图分类号：U457 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）03（a）-0000-00

近年来，随着我国公路建设力度的不断加大，取得了许多令世界瞩目的成就。但是在公路的建设过程中也暴露了许多问题，尤其是在公路隧道渗水方面没有有效地防治措施。本文将基于现有的公路隧道开展研究，对公路隧道的渗漏水机理及如何防治进行探讨，提出具体的防治措施。

1 工程概况

油山头隧道位于浙南低山丘陵区，树木茂密，地势较陡，自然坡度在25°～ 45°之间，山体起伏较大，高程在350-603m之间，相对高差在200～300m之间，山体呈北东、北北东向展步，受区域构造的影响，山体完整性较差，冲沟较为发育。遂址区的基岩主要为元古代的片麻岩、花岗岩及石英片岩，岩质较硬，构造发育，共揭露多条断层，挤压破碎较为强烈。油山头隧道，埋深较大，隧道围岩以中～微分化岩为主，总体完整性较好，局部断层及节理密集带处，岩石破碎完整性较差。

总体而言，油山头隧道埋深较大，地面没有沟谷发育，没有发育构造的段落隧道围岩一般为III级围岩，隧道进出洞口均为V级围岩进出洞，在构造带附近，受构造影响，隧道围岩一般属于V级，在隧道埋深较小，地面有沟谷发育，岩性接触带、构造影响带附近隧道围岩岩体完整性较差，多为IV级围岩。地下水主要为基岩裂隙水，水量较缺乏，水文地质条件较简单，隧道开挖后局部会出现滴水或者渗水现象。

但是在隧道开挖施工过程中即发现地下水非常发育，出水量大。进口段K19+005至K19+725衬砌施工完毕半年后，发现多处衬砌及垫层向外渗水、涌水。经拱顶注浆后，渗水涌水情况已有好转，但是现场仍有渗水、涌水情况。经现场实际查看，隧道渗水、涌水位置及渗、涌水情况见下表。

2 公路隧道渗漏水机理分析

根据上述勘察结果，结合该工程所处的实际地理位置及其地质条件可知，该地段渗漏水产生的主要原因有：（1）外因。既外部降水，不良地质及地下水腐蚀等情况导致的渗漏水。（2）内因。因施工过程中的各种问题导致的渗漏水。

根据此结论分析可得出以下渗漏水病害形成机理：外因：（1）降水量。由于该隧道所处地区降雨量充足，且多为暴雨气候，导致其雨季时期对于隧道的围岩及衬砌产生较大的压力，导致其各种施工缝，变形缝等裂缝增多，增大，增加了渗漏水几率。（2）植被覆盖情况。由于该地区所处地段的植被覆盖中等，且岩溶地区长期发育，导致其降水时在地表面形成管道径流，若接近于隧道，将会发生涌水的危险。（3）岩溶，暗河。该地区所处地质的不良现象为岩溶和暗河，当隧道穿越这些地区时，由于岩溶地段的裂缝发育较好，使其透水性增加，在降水时，水流将会沿着裂缝渗流进岩溶地区，对周围的隧道岩体产生软化作用，降低隧道的整体性，影响围岩稳定性，若水流增加，将会导致水渗漏进隧道，形成渗漏水病害。（4）断层破碎带，节理发育带。由于该地区处于断层破碎带，节理发育时，容易导致地下水汇集于一处，而导致渗漏水病害的发生。（5）地下水的腐蚀性。

地下水在流动过程中，容易带动岩石中具备腐蚀性的矿物体，流经隧道时与隧道衬砌发生化学反应而导致隧道衬砌被腐蚀，产生破坏。内因：（1）施工缝，沉降缝，伸缩缝。对于隧道渗漏水而言，这三缝是主要的防水薄弱环节，而又是隧道必不可缺的结构。若施工工程中对于三缝的防水处理不到位，若止水条不密贴等，将会导致隧道渗漏水病害。（2）衬砌裂缝。在衬砌施工中，由于支护结构所受的压力较大，导致衬砌产生裂缝，并且，混凝土的收缩性也同样会导致裂缝的产生，若衬砌中有裂缝的存在，在地下水产生的压力作用下，将会导致裂缝增大，而加强渗漏水作用。（3）衬砌背后空洞。在初期开挖后，喷射混凝土过程若出现遗漏，导致混凝土不能完全密贴，给渗漏水有汇集空间，导致衬砌背后空洞，而形成渗漏水病害。（4）防排水工程设计不合理。对于当地的降水量预测不准确，导致隧道的排水能力不足，导致隧道内地下水不能及时排出，是隧道内压力增大，造成渗漏水现象。（5）防排水工程施工不当。隧道施工过程中未能使用防水混凝土，且对于外加剂的选择不当，导致混凝土的抗渗能力不足，而产生渗漏水病害。

3 公路隧道渗漏水防治措施

公路隧道的渗漏水防治应考虑其可行性与经济性，根据目前相关规范可总结出隧道的渗漏水防治原则为“防排堵相结合”。既在三缝及渗漏水量较大的地区应采取以排为主，以堵为辅的方式；在渗漏水量较小的地区应采取以堵为主，以排为辅的方法。就目前而言，运营期间的隧道渗漏水治理主要采取下列两种方式：（1）全封闭型。既采取压浆，防水层等方法，隔断渗漏水的通道，将地下水隔绝与隧道结构之外。（2）排水性。既利用排水管等将地下水引进隧道内部排水系统，使地下水无法对隧道结构产生压力，对隧道造成破坏。

针对上述分析及该隧道的检测，隧道的渗漏水治理主要分为下列两种：（1）围岩的渗漏水治理。从上述分析可知，该隧道的渗漏水多发于围岩层。由于该隧道所处地质较为复杂，在施工过程中，对于周围围岩的稳定性影响较大，致使其岩体的裂缝增大，地下水通过裂缝渗入隧道，并由于水压作用，导致裂缝持续增大。若地下水具备侵蚀性时，将导致隧道的腐蚀而增加渗漏水规模。当围岩渗漏水，应结合围岩破坏的具体形式及自身条件采取不同的支护方法。对隧道内可采取高压喷射混凝土等，实现阻水堵漏，而对于围岩破坏程度较大的情况，则需要在施工过程中对其进行修补等防治措施。对于围岩周围破碎的软弱地段，应根据现场条件采取防水手段。（2）衬砌渗漏水防治。当隧道的衬砌产生破损时，将会给地下室提供渗漏通道，导致各种渗漏水病害。针对衬砌的渗漏水病害，首先需要做的是对衬砌破损地段采取加固补强措施，防治裂缝的增大，同时稳固围岩，采取相结合的方法进行综合防治。而对于较小的裂缝可采取导水管等方式将其引入排水系统，或采取止水材料进行止水。

4 结语

本文根据实际的工程案例研究分析，对于公路隧道的渗漏机理与防治措施进行了分析研究，成果如下：1）造成该公路隧道的渗漏水病害主要分为：外因与内因。外因既隧道周围的自然条件，如降水量，地质条件等。内因既隧道的设计施工等问题。2）隧道的防治措施应根据“以排为主，以堵为辅，排堵结合”的原则进行。由于对于该公路隧道的调研不充分，本文缺少数据支持，对于隧道渗漏水的评估体系等仍可进一步的细化研究，提出更适当的治理措施。

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