富水地区高速公路营运隧道渗漏水治理技术的研究

文/张强

1 前言

云雾山隧道渝遂高速（重庆段），为分离式特长隧道，全长3580m，隧道净高5.0m。在车道两侧设电缆沟槽、检修道。隧道重庆端洞门为削竹式，成都端的洞门为端墙式，隧道横穿云雾山，因云雾山特殊的地质地貌，围岩破碎，裂隙发育，加之区域气候湿热，降水充沛，年平均降雨量1075mm，地表水丰富，穿越须家河流域。两侧因煤矿开采形成大量采空区，存在大量矿洞水。云雾山隧道区域形成“储水袋”，水压巨大，特别是连续降雨后，隧道排水系统难以应对排水压力。云雾山隧道病害治理重点为水害治理。

2 隧道衬砌渗漏水原因分析

根据隧道施工、调查相关信息，结合以前隧道病害处治的经验，隧道衬砌渗漏水的主要原因有以下几个方面：

2.1 地质原因

隧道所在围岩位于高压富水段、隧道洞身岩溶发育、地下水侵蚀，为渗水提供了水源。

2.1.1 隧道渗漏水地段地质情况一般为节理裂隙发育，地下水发育，或地质受构造影响，局部分布裂隙节理发育带，局部渗漏较严重。

2.1.2 灰岩区隧道，隧道周围裂隙水中钙离子较多沉淀，易造成纵横向排水盲管等隧道排水系统堵塞。由于衬砌背后的积水不能及时排出，导致水压增大，挤破止水带，从而出现施工缝、沉降缝渗漏。

2.2 施工质量原因

隧道开挖爆破效果不良；铺设防水板及浇筑混凝土不到位；环向施工缝，止水带安装不规范，未使用定位模具；防水板热熔焊接不到位，未做气密试验或气密试验不合格；初期支护、锚杆钢筋头处理不到位。

3 隧道渗漏水治理方案

根据隧道维修处治的需求，对隧道衬砌渗漏水病害进行处治。针对隧道衬砌出现的多种典型渗漏水情况，分别采取不同的处治措施，将防堵和疏排结合实施，如图1、图2 所示。

图1 ZK1+250～ZK1+300 病害展布图

图2 YK0+50～YK0+100 病害展布图

隧道病害处治将选用高性能纳米复合水泥注浆材料、防结晶排水管、改性聚氨酯堵水材料等新型材料进行施工。

4 衬砌渗漏水工艺

根据衬砌渗水量的大小及位置，衬砌渗水处治设计分为以下几种：

4.1 轻度渗水、泛碱

对于轻度渗水区域（衬砌表面潮湿，无明显的水渗出），采用先填充后补强的思路处治。先清理表面，用高压风吹净或用毛刷刷净浮尘，然后每隔0.12m 交叉跨缝设置1 根注浆管，注浆管前端分叉劈开对准裂缝，通过注浆管压注改性聚氨酯（GX-A），其次注入复合超细水泥浆液（CSCM），注浆压力一般为0.2MPa，直到浆液填满裂隙为止，停止注浆后封孔，注浆完成后，割掉注浆管外露部分，表面涂抹复合超细水泥砂浆，最后恢复原状，如图3 所示。

图3 轻度渗水、泛碱处治

4.2 一般渗漏水非结构性裂缝

采用完全封堵的方式进行处治。先清理表面，用高压风吹净或用毛刷刷净浮尘，然后每隔0.2m 交叉跨缝设置1 根注浆管，注浆管前端分叉劈开对准裂缝，通过注浆管压注改性聚氨酯（GX-A），其次注入复合超细水泥浆液（CSCM），注浆压力一般为0.2MPa，直到浆液填满裂隙为止，停止注浆后封孔，注浆完成后，割掉注浆管外露部分，表面涂抹复合超细水泥砂浆，最后恢复原状[1]。

4.3 一般渗漏水结构性裂缝

采用完全封堵补强的方式进行处治。先清理表面，用高压风吹净或用毛刷刷净浮尘，然后每隔0.12m 交叉跨缝设置1 根注浆管，注浆管前端分叉劈开对准裂缝，通过注浆管压注改性聚氨酯（GX-A），其次注入复合超细水泥浆液（CSCM），注浆压力一般为0.2～0.5MPa，直到浆液填满裂隙为止，停止注浆后封孔，注浆完成后，割掉注浆管外露部分，表面涂抹复合超细水泥砂浆，最后恢复原状。

4.4 严重渗漏水非结构性裂缝

主要采用堵排相结合的方式进行处治。先清理表面，用高压风吹净或用毛刷刷净浮尘，然后每隔0.2m 交叉跨缝设置1 根注浆管，注浆管前端分叉劈开对准裂缝，通过注浆管压注改性聚氨酯（GX-A），其次注入复合超细水泥浆液（CSCM），注浆压力一般为0.2MPa，直到浆液填满裂隙为止，停止注浆后封孔，注浆完成后，割掉注浆管外露部分，表面涂抹复合超细水泥砂浆，最后恢复原状[2]。

渗漏水裂缝下部对应边墙脚部位，在二次衬砌表面沿电缆沟底部环向向上凿槽，凿槽深度24.5cm，宽度40cm，在槽内沿环向每隔0.5m 向围岩内斜向打设φ60 泄水孔，泄水孔数量及凿槽环向长度根据该段渗水量大小现场确定，钻孔深度1m，孔内初期支护以外部分埋φ50 软式透水管，初期支护到二衬之间部分埋设φ50 PVC 管，再通过竖向及横向埋设φ100 PVC管将泄水孔地下水引流至隧道排水边沟（见图4）。泄水孔处安装排水管后，排水管与泄水孔之间的缝隙充填聚合物防水砂浆，最后恢复原状[3]。

图4 严重渗漏水非结构性裂缝处治

4.5 严重渗漏水结构性裂缝

主要采用堵排相结合的方式进行处治。先清理表面，用高压风吹净或用毛刷刷净浮尘，然后每隔0.12m 交叉跨缝设置1 根注浆管，注浆管前端分叉劈开对准裂缝，通过注浆管压注改性聚氨酯（GX-A），其次注入复合超细水泥浆液（CSCM），注浆压力一般为0.2～0.5MPa，直到浆液填满裂隙为止，停止注浆后封孔，注浆完成后，割掉注浆管外露部分，表面涂抹复合超细水泥砂浆，最后恢复原状。

在渗漏水裂缝下部对应边墙脚部位，在二次衬砌表面沿电缆沟底部环向向上凿槽，凿槽深度24.5cm，宽度40cm，在槽内沿环向每隔0.5m 向围岩内斜向打设φ89 泄水孔，泄水孔数量及凿槽环向长度根据该段渗水量大小进行现场确定数值，钻孔深度1m，孔内初期支护以外部分埋φ80 软式透水管，初期支护到二衬之间部分埋设φ80 PVC 管，再通过竖向及横向埋的φ100 PVC 管将泄水孔地下水引流至隧道排水边沟。泄水孔处安装排水管后，排水管与泄水孔之间的缝隙充填聚合物防水砂浆，最后恢复原状[4]。

4.6 施工缝渗漏水处理

主要采用堵排相结合的方式进行处治。从隧道电缆沟盖板顶部向上2m 范围内进行凿槽引排，2m 以上拱腰、拱顶部位施工缝采用全部封堵的方式进行处治，如图5 所示。

图5 施工缝渗漏水处治

先清理表面，用高压风吹净或用毛刷刷净浮尘，然后每隔0.12m 交叉跨缝设置1 根注浆管，注浆管前端分叉劈开对准裂缝，通过注浆管压注改性聚氨酯（GX-A），其次注入复合超细水泥浆液（CSCM），注浆压力一般为0.2～0.5MPa，直到浆液填满裂隙为止，停止注浆后封孔，注浆完成后，割掉注浆管外露部分，表面涂抹复合超细水泥砂浆，最后恢复原状。

从施工缝处电缆沟底部环向向上凿槽，凿槽深度24.5cm，宽度40cm，在槽内沿环向每隔0.5m 向围岩内斜向打设φ89 泄水孔，泄水孔数量及凿槽环向长度根据该段渗水量大小现场确定，钻孔深度1m，孔内初期支护以外部分埋φ80 软式透水管，初期支护到二衬之间部分埋设φ80 PVC 管，再通过竖向及横向埋的φ100 PVC 管将泄水孔地下水引流至隧道排水边沟。泄水孔处安装排水管后，排水管与泄水孔之间的缝隙通过压注改性聚氨酯（GX-A）进行封填，最后恢复原状[5]。

5 结语

云雾山隧道处于富水区域、煤矿采空区，环境地下水异常丰富的情况给施工带来了极大的困难。本文通过理论分析和现场调研，探究了运营隧道渗漏水成因，对隧道衬砌渗水裂缝成因及渗水程度进行区分，运用新材料、新工艺，有针对性地对轻度渗水泛碱、一般渗漏水结构性裂缝、一般渗漏水非结构性裂缝、严重渗漏水结构性裂缝、严重渗漏水非结构性裂缝等病害分别采取不同的处治措施，将防堵和疏排结合实施，进行隧道渗漏水治理，确定出了相关的关键技术参数。基于云雾山隧道渗漏水治理的技术可对其他类似隧道施工提供有力参考。