某隧道渗漏水病害治理方案设计

刘科麟，田志宇，张兆杰

(四川省公路规划勘察设计研究院有限公司 成都市 610041)

0 引言

我国交通领域经过多年的蓬勃发展，取得举世瞩目的成就。部分运营时间较长的隧道，受施工、管理养护、工程水文地质条件、自然灾害等因素的影响，出现不同程度的病害。其中，以渗漏水尤为普遍。

隧道渗漏水已成为公路工程的质量通病，具不完全统计，建成10年以上的隧道，约70%存在病害，其中90%面临渗漏水问题[1]。渗漏水会造成衬砌侵蚀破坏，影响隧道结构安全及耐久性；加速隧道内机电设施老化，甚至导致其破坏[2]；还会造成路面湿滑、积水，降低路面摩擦力，危及行车安全。隧道渗漏水既影响隧道运营的舒适性和安全性，也会危及隧道结构的安全性和耐久性。

鉴于此，许多专家学者就隧道渗漏水问题进行了一系列研究。如：刘海京等[3]分析与综合了国内外隧道病害研究方法和特点，以此为基础，提出了隧道病害研究的总体思路；罗鑫等[4]对隧道衬砌裂缝、渗漏水、衬砌剥落等病害的分级方法进行了详细的分析并对目前的隧道病害分级方法进行了综述，指出了隧道病害分级中需要进一步研究的问题；吴梦军等[1]介绍了目前公路隧道存在的主要病害类型，并全面地分析了各类型病害的原因，并在此基础上，提出了各类病害的处治技术；代高飞等[5]通过对某公路隧道的现场调查，分析隧道病害的现状和各类病害产生原因，认为其病害产生的主要原因是施工、设计及地质因素；提出隧道裂缝病害整治措施的思路是在充分了解隧道地质条件的情况下严把施工质量关；杨婕等[6]提出了公路隧道渗漏水的单个病害等级和总体病害等级的划分标准。高成路等[7]利用三维地质力学模型试验系统，开展了不同埋深条件下隧道衬砌渗漏水病害模型试验研究。综上所述，国内外学者对隧道病害现状、原因等的研究已较为深入和全面。本文依托具体工程，分析某隧道病害的现状和原因，提出病害整治方案，为类似工程提供参考。

1 隧道渗漏水病害现状及原因分析

某隧道为单洞双向行驶隧道，进口向出口为上坡的直线隧道，迄今已经建成通车约20年，加之运营期间隧址区经历了多次较大烈度地震，目前隧道出现了渗漏水病害，程度较重。

1.1 隧道渗漏水病害现状

隧道渗漏水病害主要表现为衬砌施工缝环向渗漏水，以及拱顶、拱腰点线面状渗漏水和路面积水。

发生在施工缝位置的渗漏水较为普遍，因为接缝一般是隧道中防水最为薄弱的位置[8]。路面积水会严重威胁行车安全，其主要来源有两个方面：

(1)拱部位置滴水。

(2)路面以下地下水反渗导致的路面积水。

线状渗漏水具有一定规律性，多数发生在施工缝等接缝位置，而发生在拱部位置的斜向裂缝渗漏水较少。雨季导致地下水压力增大时，线状渗漏水较严重。施工缝环向渗漏水对结构影响较小，斜向裂缝渗漏水对结构影响较大。

点状、面状渗漏水表现出无规律性、不连续性，且分布区域较广。此类渗漏水多发生于地下水压较大、围岩完整性差、混凝土不密实等部位。

依据《公路隧道养护技术规范》(JTG H12—2015)及现场调查情况，该隧道渗漏水状况统计如表1所示。

表1 隧道渗漏水状况统计表

图1～图3为隧道典型渗漏水病害。

图1 隧道拱腰流水

图2 隧道拱腰流水成线

图3 隧道路面积水

1.2 隧道渗漏水病害原因分析

(1)隧道地质条件较差

该隧道围岩完整性较差、透水性强，同时地下水丰富，雨季的大量降雨会补充地下水，导致地下水压升高，使地下水沿着围岩裂隙流至洞身周边，这是造成隧道渗漏水的原因之一。

(2)施工质量缺陷

良好的施工质量是保障隧道防排水系统长期正常工作的关键，大部分隧道渗漏水的出现，均与施工不到位或者不正规有关[9]。根据检测结果，该隧道边墙取芯未见防水层，这是导致隧道渗漏水的重要原因；此外，隧道衬砌背后存在空洞，创造了聚水构造，加重了隧道渗漏水。

(3)地震作用影响

隧址区经历了多次大地震的影响，在隧道存在缺陷的情况下，会一定程度地加强已出现的病害并诱发新病害。

2 隧道渗漏水病害治理方案

2.1 治理原则

遵循“堵排结合，因地制宜，综合治理”的原则，根据渗漏部位、渗漏现象等采取不同的措施进行针对性的治理。

对于拱顶、拱腰位置的点线状渗漏水，采用堵水的方式治理；对于施工缝环向渗漏水等较严重的渗漏部位，采用排水的方式治理，将洞身周边高水压地下水引排至隧道既有排水系统中排出洞外，可以有效降低洞身周边地下水压力，保障地下水不再从拱部等其他部位渗漏；对于路面积水段落，确定渗漏水来源于地下后，通过增加横向排水盲沟的方式将地下渗水引入纵向排水系统，排出洞外。

2.2 具体方案

由于该隧道建成通车时间已约20年，从现场渗漏水及路面积水等情况推测，其纵向排水系统可能已经失效，而通畅的纵向排水是保障整个隧道排水系统正常工作的关键。为了彻底解决隧道渗漏水问题，应首先完善隧道纵向排水系统。具体措施为：在隧道路面两侧，紧贴电缆沟壁处埋设两根纵向排水管，如图4所示。

图4 隧道纵向排水系统

对隧道内出现的范围和水量均较小的渗水和滴水现象，采取堵水进行治理。具体措施为：以一定压力将裂缝修补胶液或注浆料灌注入渗漏点、面或裂缝腔内，对结构缺陷进行补强和封闭。

对环向渗漏水或涌水处，采用引排法进行治理。具体措施为：在隧道环向开槽布设不锈钢接水盒，同时在拱腰位置打设泄水孔，将洞身周边高水压地下水引排至纵向排水管，通过纵向排水管排出洞外，如图5。使洞身周边地下水有排泄通道，避免其在隧道中其他部位渗漏。

图5 引排法治理示意图

对路面积水段落，排除是由于拱部滴水导致的积水后，表明其积水来源于路面以下，采用埋设横向排水盲沟，将水引排至纵向排水管通过纵向排水管排出洞外，如图6所示。

图6 路面积水治理示意图

3 结论

隧道渗漏水病害非常普遍，以具体工程为依托，分析了该隧道渗漏水的原因，并针对性地提出了重建纵向排水系统、注浆修补堵水、设置接水盒引排、增设横向排水盲沟引排的解决方案，实际效果良好。在对既有隧道渗漏水病害开展治理时，应进行充分的检测和全面的分析，并根据病害的类别、程度，同时兼顾全隧道排水系统，提出有效、安全、合理的治理方案。

为降低隧道出现渗漏水的可能，保障行车安全，从设计上应加强对水文地质的勘察，特别是对于复杂地质段，如断层破碎带、溶洞等，必要时应采取增大中央排水沟尺寸、衬砌背后注浆堵水、设置泄水孔或设置泄水洞等措施；从施工上应保证施工质量，例如，止水条(带)安装规范、混凝土(特别是三缝处)浇注密实、三缝处止水条密贴等。