博莱高速公路隧道渗漏水治理

摘  要：针对博莱高速公路三座隧道出现的严重渗漏水现象，文章简要分析原因后，着重介绍了治理的原则、措施、材料和工艺。实践表明治理效果良好。 

关键词：隧道工程  渗漏水  治理 

 

    1  前言

    205国道博莱高速公路淄博段地形复杂，起伏变化较大，设有凤凰山、乐疃、青石关三座隧道。前者为分离式双洞，后两者为联拱形式。三座隧道洞身围岩以石灰岩、白云岩为主，有强、弱风化带，并有软弱夹层。施工时发现有岩溶现象。隧道区域地下水埋置较深，在隧道主体以下，透水通道主要为构造裂隙、溶洞、孔等，其补给源主要为大气降水，对隧道主体有影响的主要为季节性降水。全线建成通车四年多来，三座隧道衬砌出现大量裂缝，相继出现渗漏水现象。特别是近几年降雨较多，隧道渗漏水更为频繁，其中两座联拱隧道情况严重，特别是青石关隧道，隧道的控制室、隧道内的拱部、边墙以及中隔墙出现多处大面积渗漏水现象；在冬季。隧道内多处出现冰柱、冰溜。这些严重影响了隧道结构稳定、行车安全、整体美观。

 

    2 渗漏水原因分析

    2.1  客观原因

    a．隧道二次衬砌采用小模板施工，施工接缝较多。二次衬砌施工完成后，早期的混凝土温度应力和收缩应力使得衬砌接缝处出现微小裂缝，在后期大气环境的周期性变化影响下，裂缝会有所发展。特别是当裂缝进水后，在冬季裂缝水的冻涨作用下，裂缝逐年扩展。

    b．隧道穿越的山体岩性为石灰岩、白云岩，节理裂隙较发育，小型溶沟较多，地下水通道畅通，再加上近几年沿线地区雨量大，致使地表水补给充沛，岩溶、裂隙等地下水丰富、涌水量大，造成隧道洞体周边有大量的水蓄积。

    c．隧道周围裂隙水中钙物质较多，造成了隧道排水系统，特别是导水盲管的堵塞。

    d．由于冬季气温低，使得排水管冻结，引起排水管：衬砌开裂冻胀，产生新的水流通道。新的水流通道在低温下又产生冻胀开裂，形成恶性循环。

    2.2  主观原因

    a．隧道防排水系统不完善。隧道虽然采用了复合式衬砌，但仅在拱部设有防水板，并且当二次衬砌产生贯穿性裂缝时，拱部防水板已经破坏失效。

    b．两侧边墙没有铺设防水板，仅设有竖向盲管。岩体与混凝土的析出物、渣体极易堵塞管道，导致地下水没有出路，而沿衬砌施工缝和裂缝渗漏出来。

    c．中隔墙顶部的排水系统设计存在一定的问题，无法保证施工过程不堵塞导水盲管。

    d．施工采用了小模板，人为留下过多的施工缝，增大了渗漏水的可能性。

    e．二砌中间安设复合式遇水膨胀橡胶条，由于施工和产品质量问题，很难严格达到防水标准。另外，在低温作用下，施工缝是抵抗衬砌结构纵向受拉的薄弱部位，极易产生拉裂，导致防水措施失效。

    f．二次衬砌虽然采用了膨胀剂防水混凝土，但施工中可能由于振捣不到位，致使衬砌不密实，出现蜂窝麻面，使防水混凝土的抗渗标号达不到设计要求，从而导致渗漏。

    g．经雷达检测显示，隧道衬砌厚度局部区域达不到设计要求，部分衬砌和附近围岩存在不密实、脱空、破碎等缺陷，说明施工质量控制存在问题。

 

    3 渗漏水治理措施

    公路隧道渗漏水的治理，应根据漏水的水源、类型、部位以及漏水量确定治理方案和选择材料。根据雷达检测和现场调查成果，确定博莱高速公路隧道渗漏水治理原则为：拱部堵排结合，综合治理；边墙以排为主，局部水量大的区域堵排结合；先拱后墙，先堵后排，循序进行。

    3.1  一、二衬间注浆

    此方法主要使用于渗漏水量很大的部位，根据雷达检测指出的缺陷位置和裂缝分布状况确定注浆位置。其中青石关隧道由于衬砌裂缝分布密集，故拱部沿全长3条纵线注浆布点，4×4m梅花状分布。注浆孔必须保证不能破坏防水板。注浆材料选用可灌性好、结石率高、快凝早强、凝结时间可调的水泥—水玻璃浆液。配合比：425号普通硅酸盐水泥：水玻璃：水；1：0.5：0.8；注浆压力控制在0.6—1.0MPa。注浆原则：由下部孔眼向上部孔眼压注，以确保地下水被封堵在二次衬砌背后；由无水地段向有水地段压注，由水少地段向水多地段压注，以使水流汇集，便于引排。 

    注浆完成后，附近区域裂缝如有漏浆现象，说明浆液已扩散到此位置，可能达到了封堵作用，应观察一段时间，暂时可不进行下步治理工作；否则应该进行下步工作。

    3.2  凿槽引排

    此方法主要使用于拱、墙单点线流、股流、射水等水量较大的施工缝和衬砌裂缝。根据雷达检测提供的裂缝状况确定引排位置。具体布置见图l左图适用于施工缝，右图适用于衬砌裂缝。施工步骤如下：

 

    a．表面清洗：把裂缝左右约10cm的衬砌混凝土表面清洗干净，找到缝隙的位置及水源。

    b．割缝或钻孔：在渗水缝隙左右各3cm处用切割机割深为6-8em的缝，或用冲击钻每隔2cm钻孔，为凿槽做准备。

    c．凿槽：人工凿出深度为8cm(施工缝)或6cm(衬砌裂缝)的槽，一般凿成内大(6cm)外小(4cm)的倒梯形槽，保证外敷防水层有2—3cm厚。

    d．埋管：在槽底埋设直径50弹簧半管直至边墙底部，用锌铁皮固定，边墙底部至纵向排水沟用直径50PVC圆管连接。

    e．封填：分两种情况，针对于施工缝，先用遇水膨胀橡胶止水条嵌缝，然后再封填防水砂浆；针对于衬砌裂缝，直接封填防水砂浆。

    f．刷浆找平：等防水砂浆达到一定强度后，喷湿修复区域，刷1：2普通砂浆找平，建议厚度0.5—0.8cm。

    g．养护：在14天内进行喷水养护。

    防水砂浆配合比：425号普通硅酸盐水泥：BR增强型防水剂：BR—2专用粉：砂：水：1：0.14：0.03：1：0.35。

    3.3  注浆封堵

    此方法主要使用于渗漏水量较小、水流分散、不利于引排的衬砌裂缝及个别出水点、面。根据裂缝状况确定封堵位置。具体布置见图2。进行衬砌内部注浆，以封闭水流通道及衬砌裂缝，或使水流相对集中，便于引排。注浆原则：点漏注浆先注水量较小者，后注较大者；环向裂缝由下向上依次注浆；水平或斜裂缝由水量较小端向较大端注浆；面漏由周边向中心依次注浆。施工步骤如下：

    a．表面清洗：同凿槽引排

    b．割缝或钻孔：同凿槽引排。

    c．凿槽：同凿槽引排。

    d．埋管：在槽底埋设直径50的PVC半圆管，管内放置2×2cm的海绵条。

    e．封填：同凿槽引排，但同时垂直壁面埋置直径1cm注浆管，该管一端穿透半圆管，压紧海绵条，另一端延伸至衬砌外。

    f．注浆：等防水砂浆达到一定强度后，从注浆管注入丙凝浆液；根据旁边相应注浆管流出浆液情况判断注浆效果，力求浆液充满缝隙并分布均匀；注浆压力控制在0.3-0.4MPa，一般通过现场测试确定；注浆完成后，用铁丝扎牢注浆管口，以防浆液流出；等浆液硬结后，割断注浆管。 

    g．刷浆找平：同凿槽引排。

    h．养护：同凿槽引排。

    丙凝浆液组成成分见表1。防水砂浆配合比伺凿槽引排。

    3.4  中隔墙打孔泄水

    双联拱隧道中隔墙起拱线处严重渗漏，可能是纵向盲管或竖向盲管产生堵塞。针对这种情况，在中隔墙上端，单侧每隔l0m、两侧交错用钻机斜向上打孔，进人上面的干砌片石隔离层，边墙凿槽，埋设直径8cmPVC排水导管，下端接人两侧排水沟，让两拱圈间的上层滞水能够排出。在PVC排水导管离地面1.2m高处设一个检查孔，可以定期打开，检查流水情况和疏通管道。具体布置见图3。施工步骤如下：

    a．打孔泄水：在中隔墙上端，单侧每隔l0m、两侧交错用钻机斜向上打孔，进入上面的于砌片石隔离层，让两拱圈间的上层滞水尽量排出。

    b．表面清洗：同凿槽引排

    c．割缝或钻孔：方法同凿槽引排，尺寸见布置图；

    d．凿槽：方法同凿槽引排，尺寸见布置图。

    e．埋管：在泄水孔底塞人一个外裹无纺布的钢丝球，在孔内和槽底埋设直径80的PVC圆管。

    (1)封填：同凿槽引排。

    (2)刷浆找平：同凿槽引排。 

    (3)养护：同凿槽引排。

 

    4  治理效果 

    4.1  治理过程

    博莱高速公路隧道渗漏水治理工作具体分两阶段进行；2004年10月-12月对三座隧道的左线进行施工。此次完成实际工程量中水泥—水玻璃浆液达到2699.99m³，远远超出设计量。原设计预计平均每孔注浆量约2m³，实际治理中平均每孔注浆量约7m³，最大一孔达32.712m³，注浆量超过20m³的有13孔。这主要是由于隧道建设过程中原施工质量较差，衬砌与围岩不密贴，衬砌背后存在较大空洞所致。仅此一项就大大超出了原来预计的工程量。

    2005年3月至6月对三座隧道的右线进行施工。从减少工程费用角度考虑，将一、二衬间注浆材料变更为水泥-水玻璃浆液和水泥-粉煤灰浆液。水泥一水玻璃浆液配比保持原设计不便；水泥-粉煤灰浆液建议配比：水泥：粉煤灰：0.7：0.3(重量比)、水：固：0.6：1(重量比)。浆液用量的控制原则为：水泥-水玻璃浆液用量应不小于整个注浆量的30％，水泥—粉煤灰浆液用量约占整个注浆量的70％。

    4.2  治理效果   

    博莱高速公路三座隧道的渗漏水治理工程经过一个冬季的雪水、春夏季的雨水检验，治理效果整体达到了预期目标。总的来说，第二阶段春季右线施工效果好于第一阶段冬季左线施工；拱顶一、二衬间注浆效果明显，中隔墙治理效果稍差；凤凰山隧道；乐瞳隧道效果较好，青石关隧道稍差。

 

    5  结语

    a．公路隧道渗漏水治理费时费力，是迫不得已而为之。因此，必须在隧道建设期间加以充分关注：设计上要采用先进可靠和具有针对性的防排水技术，施工中要大力推广新工艺、新材料，确保防排水设计的成功实施。  

    b．渗漏水是公路隧道常见病害之一，要从根本上治理好，需要一个反复的过程。博莱高速公路三座隧道渗漏水的综合治理已告一段落，但随着当地雨季的到采，又陆续出现了一些新的出水点，还需要进一步的完善。   

    c．渗漏水治理施工工艺比较复杂、烦琐，且施工的好坏直接影响治理效果，因此需要认真施做。

 

参考文献

1  中华人民共和国行业标准．公路隧道养护执术规范《JTG Hl2—2003)，北京：人民交通出版社，2003  

2  中华人民共和国行业标准．《地下工程防水技术规范》(GB 50108—2001)．北京：中国建筑工业出版社，2001

3  陈容国．富水地区隧道渗漏水整治措施．现代隧道技术，2002(3)

4  陈绍秋等．软弱围岩隧道渗漏水综合整治；铁道建筑技术．2001(4)

(耿荣和 王永东 刘昌明 夏永旭)