城市隧道渗漏水问题的分析及处理方法

（高邮市建设工程质量监督站，江苏 高邮 225600）

作为城市隧道工程设计的重要内容，隧道工程防排水是一项决定隧道工程质量以及使用寿命的关键工作。如果城市隧道工程本身的防排水措施缺乏，那么就会随着地下水侵入而危害城市隧道正常运营，缩短其使用年限，所以要从城市隧道工程设计之初开始，联同后续施工以及运营管理等，仔细地考虑城市隧道的防排水措施设计和实施，保证可以全面提升城市隧道的防渗漏水性能。

1 工程概况

本工程位于高邮市，是高邮市站前路二标段工程项目。项目的设计起点桩号为BK0+780，终点为站前路与玉水路交叉口，终点桩号为BK2+865，路线线全长约2.085km。其中BK0+920-BK2+510存在下穿隧道，位于高邮市东临近拟建高铁站，隧道全长约1.590km。其中K1+130～K2+270为隧道暗埋段，长度为1140m；隧道北侧引道敞开段（K2+270～K2+510）长度为210m，隧道的两端部位处均设置有长度为60m的光过渡段。在隧道结构设计方面，标准断面的净高和宽度分别为6m和21.8～23.8m，应急车道设计长度为29.6m；隧道主线横断面设计中应用了两孔一管廊的形式，并利用明挖法开展施工；底板、顶板和侧墙的厚度分别为50cm-140cm，90cm-120cm和30cm-120cm；隧道附属设备用房包括变电所（2个）、消防泵房（1个）、雨水泵房（2个）和废水泵房（1个）。在隧道开挖规模方面，开挖面积达到71365㎡，开挖深度达到0～11.939m。

2 城市隧道渗漏水病害情况概述

2.1 地下水及渗漏病害

在本城市隧道工程中的地下水及渗漏病害主要表现如下：

（1）城市隧道本身结构出现了开裂和渗漏水问题，经检测相应的材质存在劣化问题和空洞问题，并且大多数这些情况都发生在了隧道的拱部。

（2）大多数城市隧道工程中的施工缝都伴有不同程度的渗漏水问题。

（3）隧道内部的衬砌混凝土在斜向和纵向方向上存在裂缝发育情况，隧道衬砌的混凝土也伴有比较严重的渗漏水问题，路面板结构部分伴有损坏问题，衬砌边墙角和混凝土路面底板也伴有程度各不相同的风化损坏问题，水沟部分隧道结构存在了部分损坏问题等。

2.2 隧道衬砌结构出现变形

基于隧道断面仪的测绘数据可知，本城市隧道工程中的隧道衬砌结构存在了变形问题，但是变形尺寸比较小，相应的变形值在规定的允许范围之内，不会对隧道的正常运营带来影响，基本上可以忽略该种质量病害对隧道渗漏水带来的干扰和影响。

2.3 隧道二衬混凝土强度出现降低变化

在对出现渗漏水问题的城市隧道工程进行检测期间，借助回弹——钻芯法和抽样检测方法综合判定了隧道二衬混凝土的强度情况，结果发现相应检测部位处的混凝土本身的抗压强度基本可以满足规定的设计要求，不会出现结构失稳破坏。但是在实际的检测过程中发现了本城市隧道中的部分断面上分布有比较多的纵向裂缝且伴有渗漏水问题，这种情况的存在会使得隧道二衬混凝土长期受到渗漏水问题的影响，进而会因为水的侵蚀和腐蚀作用而影响隧道结构的本身强度。

2.4 隧道二衬混凝土缺陷

隧道K1+130～K2+270上部通过雷达检测发现检测的图像上面包含着许多处明暗相间的强反射区域，这意味着该部位的混凝土伴有比较严重的水侵蚀破坏问题，并且出现了一些空洞问题。隧道K2+270～K2+510上部通过雷达检测发现检测的图像上面同样存在一些强反射区域，这意味着相应区段的混凝土存在分布不均匀的情况，但是却没有发现显著的脱空问题，主要是由于相应区域的地下水侵蚀所造成的，尤其是在相应隧道的预埋管线部位处存在比较严重的侵蚀问题。

3 城市隧道渗漏水病害的成因分析

3.1 降雨因素

本工程处于江苏省高邮市地区，常年拥有充沛的降雨量，一年当中的雨期可以达到4个月以上，雨水大量下渗会使得当地的围岩中拥有丰富的裂隙水。但是相应隧道修建过程中伴有泥岩、砂岩与页岩等类型夹层的存在，存在比较严重的风化问题，同时节理发育比较显著，整体的自稳定能力比较差，所以在开挖地下隧道的过程中非常容易造成坍塌土方的问题，这样会在隧道的周边部位处形成比较多的地下水补给通道，增加了隧道遭受地下水侵害的概率。

3.2 地下水因素

在开挖城市隧道的过程中会使得相应区域承受的固有围岩压力得到释放，整体的应力受力情况需要重新进行分布，这会对围岩当中水的径流路线以及力学特性进行改变，进而会使得周边的地下水逐渐向隧道当中汇聚和积累，最终使得城市隧道处于地下水包围状态，这无疑增加了隧道出现渗漏水问题的概率。此外，城市隧道周围的地下水流如果改变了本身的渗流场，那么也会重新对其所受的应力场进行改变，这样非常容易造成局部应力集中、滑移以及地层沉降不均匀等一系列质量问题，进而也会破坏城市隧道结构，致使衬砌结构本身发生了破坏而形成了许多裂缝，这样也会因为形成的这些渗漏水通道而使城市隧道本身出现了渗漏水问题。

3.3 地质因素

在开挖隧道的过程中如果诱发了比较严重的地质问题，那么同样可能会诱发隧道渗漏水问题。比如，在开挖城市隧道的过程中如果遇到了地面沉陷、洞室塌方以及围岩变形等一些地质问题，那么这些地质病害都可能会对开挖的城市隧道衬砌结构造成严重破坏，进而会造成城市隧道出现渗漏水病害问题。

3.4 施工因素

在城市隧道施工过程中，如果混凝土结构施工阶段存在质量问题，那么也容易因为形成了渗漏水通道而使得隧道结构本身出现了渗漏水问题，具体主要表现如下：

（1）在浇筑混凝土过程中如果具有比较大的水灰比，那么就容易在实际的施工中产生许多开放性的毛细泌水管路。

（2）在拌合施工用的混凝土期间，如果混凝土本身配置的和易性不好，或者混凝土本身的质地存在不均匀情况，那么会因为水泥浆液无法同粗细骨料之间进行有效结合而形成了许多形状各异的孔洞或缝隙，这些都给了地下水渗流的可能。而在摊铺与振捣混凝土期间，如果密实性没有得到有效控制，那么也会因为这些渗水缝隙的存在而诱发了比较严重的渗漏水问题。

（3）衬砌混凝土材料中存在杂物或者其他杂物，那么这些杂物在腐烂之后也会在混凝土隧道结构上面形成一些渗透水的孔洞或缝隙，尤其是在两环混凝土接缝部位处如果没有拆除和清理挡头板，那么在它们出现腐烂破坏之后就会相应地形成了缝隙而诱发渗漏水问题。

（4）在施工中没有合理地处理伸缩缝和施工缝，那么也容易在这些部位出现渗漏水的缝隙。

（5）如果没有规范安装防水板，或者对防水板破损或接缝部位进行有效处理，俺么同样可能会使得相应的排水管路或渗水管路存在堵塞问题。

4 城市隧道渗漏水病害的处理方法

4.1 科学设计排水系统

针对城市隧道所处区域因为降雨作用诱发的渗漏水问题，在对相应的病害进行处理期间首先要注意科学设计排水系统，具体可以采取下述几种处理方法：

（1）明管排水工艺。在城市隧道混凝土墙体下设计的原排水沟位置处，由于可能存在排水管堵塞问题，使得内衬蓄水出现持续上涨的情况且表面时刻保持潮湿状态的问题，可以在相应位置处于墙体电线沟顶上钻孔铺设一根直径适宜的PVC管来将相应部位处存在的水源导流到路面排水沟当中。

（2）暗管排水工艺。在城市隧道建设过程中，如果防水膜本身出现质量问题但是却又没有发现，同时地下排水管本身存在不畅通问题而形成了积压问题，所以这会使得相应的防水膜破损位置处的渗漏水透过墙体毛细孔排出，这种情况处理中最适宜应用暗埋管的方式开展排水，即：首先对隧道混凝土表面进行认真清理并检查其外观，将其中出现的渗漏水点标记出来。然后在其周边凿出相应的排水通道并敷设一条PVC排水管后借助聚合物水泥进行填实密封处理。

（3）贴膜式排水工艺。在城市隧道施工阶段中，如果伸缩缝或其他建筑法缝隙位置处因为止水带安装质量问题或者本身受到破坏而出现了渗漏水问题，那么这时候适宜应用贴膜式排水工艺来处理排水问题，即：先对混凝土表面以及不良附着物进行仔细地清理，之后借助动力打磨机对其表面进行打磨处理后开展贴膜操作，具体的贴膜材料可以选择基料100%无溶剂环氧粘结树脂，同时可以配合厚度为1～2mm的厚聚乙烯合成橡胶弹性带来一块使用，这样可以更好地对这部位进行有效处理，确保整体渗漏水问题得到有效处理。

4.2 灌注堵漏施工

该种处理隧道渗漏水工艺的优点是止水速度快，尤其是在处理那些没有装止水带的施工缝的时候速度更高。但是如果对单一一个隧道渗漏水点进行灌注，那么时间长了就可能无法正常排放水源，这时候可能会需要在其旁边位置处出现漏水问题。因此，在应用灌注堵漏施工工艺期间要综合采用排、堵和补强三者结合的治理工艺，确保可以最大程度提升隧道渗漏水处理效果。比如，聚氨酯灌注材料本身具有良好的遇水膨胀性和耐久性，但是在灌注期间要对灌注点上面的杂物以及其他可能会影响灌注施工质量的附着物进行仔细地清理，之后再借助注射设备对灌注材料进行灌注，确保其可以填充渗漏水点。

4.3 裂缝灌注施工

该种渗漏水处理工艺主要适用于对裂缝宽度不小于0.2mm的渗漏水情况进行处理，一般可以直接采取直接注入法进行灌浆处理。在实际处理中需要对裂缝周边的各种污物或杂物进行仔细地清理，必要的时候可以借助高压吹风进行彻底清理。然后可以在裂缝表面中央部位处合理安装注射装置，一般1m范围内可以安装6个左右的注射设备，保证安装的牢固性，之后可以借助注射设备将环氧树脂料进行填充。在密封料干涸之后即可借助注射管泵向其中注射清水，将缝隙中的各种杂志进行冲洗，待对其施工条件进行检测且无误后即可借助压力工具对裂缝补强用的环氧树脂进行灌注处理。但是在实际的裂缝灌注施工中要本着自下而上的顺序从第一个注射设备开始，并且在第二个注射设备看到相应的填充材料后方可对第一个注射设备进行关闭，以此类推直至完成全部设置的注射设备注射操作位置。待全部的裂缝填充物料干涸硬化之后即可借助手动工具对之前安装的注射设备管座进行手动清除。

4.4 混凝土修复及加固

如果城市隧道本身拥有丰富的岩裂隙水，那么在混凝土浇筑施工作业中容易出现蜂窝问题，或者施工留置的位置处存在新旧混凝土粘结不牢固问题而出现了渗漏问题，又或者混凝土隧道的衬体结构本身受到损坏，那么都适宜于采用混凝土修复及加固工艺对相应的渗漏水问题进行有效处理，具体需要本着混凝土修复、漏洞堵塞、排水以及修补加固等协同治理的处理原则，具体的处理措施如下：

（1）处理混凝土隧道存在缺陷问题的表面：利用高压水枪对混凝土隧道表面进行有效冲洗，将上面残存的各种杂物（松散土、水泥与盐分等）进行仔细地清理。

（2）在修补之前要对存在质量恶化问题的基层进行彻底清除，保证可以显现出良好的基石为止。在凿除恶化基层的时候如果发现存在钢筋，并且钢筋本身已经发生了腐蚀问题，那么就要将出现的腐蚀钢筋部分进行凿除，留待后续修补处理中的覆盖层来使用。针对那些暴露出来且存在腐蚀问题的钢筋都要采取更换或除锈处理的方式进行有效处理。在上述施工工艺完毕后，可以在其周边部位处切割深度为10mm左右深度并将破碎石进行清除。针对那些已经处理的部位进行仔细清理之后但是没进行填充作业之前，要对渗漏的源头进行仔细地检查，看是否需要进行材料关注、堵漏或者引水管（导水管）安装。

（3）修补填充。在进行修补填充施工作业之前，要借助清水对其周边以及修补的基面进行仔细地润湿，之后严格依据选择的修补材料来科学地进行修补和填充施工。但是在填充施工作业之前，需要在基面上涂抹一层高品质的底漆，并且立刻开展修补材料填充，这样才能全面确保混凝土修补处理的整体质量。而如果需要进行加固处理，那么可以借助碳纤维布按照规定的贴铺流程和要求开展施工。

总之，基于本次城市隧道渗漏水处理实践可知，通过有效地分析渗漏水成因，选择有效地处理工艺和措施之后可以将隧道结构存在的渗漏水问题进行有效控制。因此，在实际的城市隧道运营管理中，可以本着实事求是的原则，及时发现和针对性处理可能存在的渗漏水隐患，确保城市隧道保持良好的运行环境条件。