连拱隧道中隔墙部位渗漏水调查分析及综合防治建议

王辰晨 张彦龙

摘要：通过介绍隧道渗漏水病害调查方法及连拱隧道中隔墙部位渗漏水病害原因分析，提出连拱隧道中隔墙部位渗漏水病害综合防治措施，结合实际连拱隧道中隔墙部位渗漏水处治工程应用，在设计、施工及养护过程中为同类隧道工程渗漏水病害综合防治提供参考。

关键词：连拱隧道;渗漏水;综合防治

中图分类号：U457.2 文献标志码：A

0引言

高速公路隧道渗漏水病害是影响隧道结构安全、行车安全最严重的威胁之一。2019年我国公路隧道建设里程数已接近1.9万余公里。高速公路穿梭于崇山峻岭之中，地质条件复杂，为了满足线路选线走向、工程造价及整体美观效果，许多隧道采用的是连拱隧道设计形式。这其中，连拱隧道中隔墙部位渗漏水病害尤为突出，且病害防治处理难度较大。

基于此，从隧道设计、施工、管养等多方面对连拱隧道中隔墙部位渗漏水问题进行探讨，提出合理有效防治建议。

1隧道渗漏水病害调查

隧道渗漏水调查通常考虑多种方法结合进行，以查清渗漏水来源、渗漏水渗流通道、渗漏水水量等。通常的调查方法主要有以下几种。

1.1野外水文地质调查

利用水文学、工程地质学等基本知识原理，进行野外水文地质调查，查明水文地质条件，地下水的形成、赋存、运动特征，水质、水量的分布及变化规律，为截排或封堵地下水提供水文地质依据。

1.2水文地质综合探测

利用多种物探方法结合进行水文地质综合探测，应用于地下水的分布及水文地质特征的判定。探测依据主要以围岩体及储水构造的差异性为基础，得到异常的地球物理参数，从而判定地下水的含水分布及特征等。

另外，水连通试验在工程中也得到较多应用，采用在地表汇水处投放示踪剂，然后在隧道排水系统出口接收并检测涌水中示踪剂离子浓度及浓度随时间变化的关系，以此确定隧道渗漏水来源及地表与隧道洞内渗漏水水力联系，为隧道水害整治提供依据。

1.3隧道土建结构定期检查

隧道土建结构定期检查项目包括洞口、洞门、衬砌、路面、检修道、排水系统、吊顶及各种预埋件、内装饰及标志标线轮廓标。渗漏水病害是养护工作中最为关注的病害之一，也是檢查工作中重点检查记录的病害，包括隧道衬砌渗漏水位置、水量、浑浊程度、冻结情况，地表及洞内排水系统堵塞破损情况。

2连拱隧道中隔墙部位渗漏水病害原因分析

隧道渗漏水主要发生在施工缝、衬砌裂缝位置，渗漏水类型有浸渗、滴漏、喷射等。其中，连拱隧道中隔墙渗漏水基本上是所有连拱隧道的通病，也是渗漏水病害最为严重的部位。连拱隧道中隔墙部位渗漏水病害产生的主要原因有。

2.1地质方面原因

隧道选址位于降雨量丰富的地区，常年降雨且雨量较大可能造成隧道排水系统达到运行饱和状态，易发生排水系统堵塞或损坏，引起隧道渗漏水。另一方面，隧道选址位于地下水岩溶发育地区，衬砌背后水压力较大，地下水易通过衬砌裂缝渗流，同时加速裂缝的发展，形成较严重的渗漏水病害。

2.2设计方面原因

连拱隧道拱部与中隔墙呈“Y型，“Y”型节点处为应力集中区域，衬砌背后地下水汇聚在中隔墙顶部，在该区域容易产生裂缝，进而发生渗漏水病害。

2.3施工方面原因

连拱隧道中隔墙部位施工工序复杂，对节点控制要求高。中隔墙顶部与拱部间防水板在施工中不易控制，施工作业面窄，易导致防水板铺设不完整或防水板穿孔破损。

中隔墙顶部中心横向排水管可能在施工过程中由于混凝土浇筑使排水管堵塞或者破裂，或埋管时进水口过高，一部分汇水无法排出，造成汇水积压。

此外，隧道爆破开挖控制不当、施工缝止水条安装规格不符合要求、混凝土振捣不密实等均易产生不同程度的渗漏水病害。

3连拱隧道中隔墙部位渗漏水病害综合防治措施

从设计、施工及养护检查三个方面提出连拱隧道中隔墙部位渗漏水病害的综合防治措施。

3.1预防设计

为了避免常规设计在施工过程中防排水控制难，减少施工工序。进行中隔墙顶部“Y”型结构的模块化设计与生产，尽量减少由于施工复杂造成的施工质量控制不到位产生的渗漏水病害。

此外，设计尽量采用新型结构防水材料，从设计合理性及材料的功能性考虑，从而最大程度防止渗漏水的产生。

3.2施工控制

针对施工过程中处理中隔墙部位防排水工序应该严格控制，做到施工工艺精细化，不放过每一处潜在的渗漏水威胁。做到施工过程中同步检查，合格后进人下一道施工工序。

3.3养护检查

针对已经运营通车的连拱隧道，结合公路隧道养护技术规范对隧道进行定期检查。渗漏水病害主要表现在衬砌、路面、洞内边沟、洞门墙、洞顶截排水沟等的渗漏水。定期检查完成后对各项结构物渗漏水病害技术状况进行评定分类，渗漏水严重或已影响行车安全需要对其进行专门的处治。

渗漏水处治一般遵循防、排、堵、截相结合，因地制宜，综合治理的原则，保障隧道结构物安全与行车安全。通常的处治措施包括：（1）降低地下水位，减小衬砌背后水压;（2）对衬砌背后地下水进行打孔引排;（3）对渗漏水裂缝进行封堵;（4）对地表排水系统进行梳理修复。

4神土隧道中隔墙部位渗漏水综合防治应用

4.1神土隧道工程概况

神土隧道为连拱隧道，位于丘陵区，坡面大部被土层覆盖，基岩零星出露。地表植被发育茂盛，地面坡度20°～40°。

隧道所处山体地表水不发育，主要为进、出口沟槽内的季节性水流。地下水不发育，基岩中有少量裂隙水赋存，裂隙面多见水锈痕迹。洞身段地下水埋藏较深。主要受大气降水补给。地下水对砼具弱至中等酸型、碳酸型及微矿化水型腐蚀。

隧道进出口端地表覆盖第四系坡残积粘土，下伏下古生界变质砂岩、印支期花崗闪长岩，呈不整合接触。

隧道进口段主要位于全风化～强风化变质砂岩中，岩层多呈土状及碎石土状，岩体破碎，强度较低，稳定性较差。隧道出口位于全风化花岗闪长岩内，岩体稳定性较差，强度低。

4.2神土隧道渗漏水病害检查技术状况评定

根据《公路隧道养护技术规范》（JTG H12—2015），神土隧道2019年度定期检查左线土建结构技术状况评分为71，右线土建结构技术状况评分为73，单洞均评定为2类，整体评定为2类隧道。其中渗漏水部分分项结构状况值为2，需重点关注的病害为：

（1）洞门：左线进口洞门墙2处浸渗，右线出口洞门墙5处浸渗，左线出口洞门墙4处浸渗，右线进口洞门墙2处浸渗。

（2）洞身衬砌：左线1处滴漏，1处小股漫流;右线1处滴漏，2处明水缓流。渗漏水病害例图如图1、图2所示。

g+3m，施工缝处，有明水;g+2.8m处滴漏，约180滴/分钟

4.3神土隧道中隔墙部位渗漏水处治设计

对于非连拱隧道而言，衬砌渗漏水可采用在边墙打设泄水孔进行引排处治。由于神土隧道中隔墙部位无法打设边墙泄水孔，采用在中隔墙上部0.5m处打设泄水孔和设置纵向排水系统的方法进行处治。隧道内泄水孔孔深为3m，钻孔直径为90mm，角度为30°，孔内安装全透型曲纹网状PE韧性组合型透水管（φ75mm外管，φ50mm内管），接水盒采用聚硫建筑密封胶和膨胀螺栓进行固定，在接水盒底部采用φ50排水管引入隧道边沟。隧道纵向排水系统从洞口中隔墙上0.5m向洞内打设，纵向排水管长100m钻孔直径150mm，施工过程中严格控制钻孔方向，防止偏孔或者塌孔。孔内安装全透型曲纹网状PE韧性组合型透水管（φ110mm外管，φ60mm内管）。其中，全透型曲纹网状PE韧性组合型透水管是一种以高密度聚乙烯（HDPE）为主要原料，并添加一定比例抗氧化剂和抗酸碱腐蚀剂合成加工而成的新型管材。网状结构管材一次成型，集水量大，集水速度快，集透水、排水为一体，且可防止二次渗漏。

除了中隔墙部位渗漏水处治措施以外，同时也在中隔墙侧边沟采取井点降水设计，降低地下水位。对隧道地表排水系统进行检查，疏通或修复完善，减少地表水对洞内的影响。

神土隧道中隔墙部位渗漏水处治设计图如图3所示，全透型曲纹网状PE韧性组合型透水管断面示意图如图4所示。

5结束语

高速公路隧道渗漏水病害是养护工作中重点关注的地方，其中连拱隧道中隔墙部位的渗漏水问题尤为突出。从隧道渗漏水病害的调查方法及产生渗漏水病害的原因分析，提出了连拱隧道中隔墙部位渗漏水病害综合防治主要从设计、施工及养护检查三个方面进行，合理超前的设计，精细严谨的施工，及时的养护处治，为减少发生渗漏水病害给出了综合防治建议。同时结合实际工程应用，为同类隧道工程渗漏水病害综合防治方面提供参考借鉴。