高速公路隧道滲漏水處治施工技術(shù)探討

劉 念 曾凌怡

隧道防水是隧道工程施工質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是操作工藝繁雜、施工難度較大的環(huán)節(jié)之一，歷來被人們所重視。隨著防水材料及施工工藝新的發(fā)展，質(zhì)量意識(shí)和人民生活水平日益提高，現(xiàn)今對(duì)隧道工程施工質(zhì)量要求已提高到相當(dāng)高的水平，隧道滲漏水現(xiàn)象的存在不論從外觀質(zhì)量還是內(nèi)在質(zhì)量都是不允許出現(xiàn)的。

1 隧道概況

蘭海高速(崇遵段)公路龍景隧道地處貴州省北部山區(qū)，由羊子巖埡口北面龍灣洞東坡進(jìn)洞，穿越羊子巖埡口由劉家堡出洞，地形起伏較大，南段地勢(shì)較陡，北面稍緩。該隧道為上下分離式四車道高速公路長(zhǎng)隧道，左幅隧道起訖樁號(hào)為ZK1185+286～ZK1186+416，隧道長(zhǎng)1 130 m;右幅隧道起訖樁號(hào)YK1185+216～YK1186+412，隧道長(zhǎng)1 196 m。左右線隧道縱斷面線型均為單向坡，左右幅隧道切線縱坡為+2.8%。

經(jīng)地質(zhì)和地表環(huán)境調(diào)查表明:龍景隧道區(qū)洞口淺埋區(qū)段內(nèi)以大氣降水和包氣帶水為主，洞身區(qū)段內(nèi)主要是基巖裂隙水發(fā)育區(qū)或施工過程中的塌方區(qū)形成的積水。經(jīng)設(shè)計(jì)單位現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)水溝出口處流量3 L/s，約合260 t/d，排水能力存在不足。

2 隧道路面病害現(xiàn)狀及成因分析

龍景隧道左幅路面出現(xiàn)大面積較嚴(yán)重的路面病害，病害類型主要有抗滑表層剝落、裂縫、板角斷裂、破碎板伴有唧泥。其中路面破損情況十分嚴(yán)重，且破損面積已達(dá)到472.4 m2，板角斷裂面積112.98 m2，路面裂縫126.8 m。出現(xiàn)如此大面積路面病害主要是由于地下水進(jìn)入路面、路面混凝土與調(diào)平層間，具體的破壞原因有以下兩類:

1)隧道內(nèi)排水系統(tǒng)不暢，地下水經(jīng)路面下滲，順調(diào)平層與路面層縫隙進(jìn)入和順仰拱施工縫、裂隙溢出進(jìn)入調(diào)平層與路面層間，行駛車輛的碾壓導(dǎo)致出現(xiàn)一定的沉降，該沉降可直接導(dǎo)致調(diào)平層與路面基層的地下水水壓變化，壓力作用下的地下水可沖刷整平層，并攜帶出破碎物。長(zhǎng)期作用的結(jié)果，混凝土板角底等位置出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，一旦超重車輛的行駛，使板處于懸臂受力狀態(tài)，產(chǎn)生額外的豎向變形導(dǎo)致板角斷裂或路面裂縫;若未及時(shí)處理，則進(jìn)一步形成沉陷、唧泥和破碎板等路面病害。2)龍景隧道左幅是爬坡路段，重載車輛在上坡隧道中需要更大的推力。由于路面積水的影響，減少了車輛輪胎與路面間的摩擦力，重車需要用低速高扭矩來獲得更多的推力。車輛的推力取決于車輛輪胎與原路面抗滑表層的摩擦力，路面抗滑層的摩擦力取決于路面抗滑層與混凝土路面的粘結(jié)強(qiáng)度，地下水對(duì)路面抗滑層與混凝土路面層間的粘結(jié)強(qiáng)度存在一定的弱化作用，車輛的推力和地下水兩者共同作用超過了混凝土路面與路面抗滑層的粘結(jié)強(qiáng)度，最終導(dǎo)致路面抗滑層材料剝落。由于輪胎與混凝土路面的摩阻力小于輪胎與抗滑層間的摩阻力，抗滑層一旦剝落，則在剝落位置邊緣的抗滑層需要承擔(dān)更多的摩阻力，使得剝落范圍會(huì)加快增加。

3 隧洞二襯滲水及形成路面積水的成因分析

隧道的縱橫排水盲管出現(xiàn)了堵塞等排水不暢的情況，將使其不能及時(shí)有效的疏排地下水，該區(qū)段的地下水將會(huì)積聚在夾層防水層的背后，使得防水層背后的地下水壓力升高，在防水層的焊接縫等薄弱部位或防水層破損的部位容易發(fā)生地下水滲流，最終通過二次襯砌施工縫或二次襯砌裂縫等薄弱位置溢出;此外，由于圍巖體自身存在原生解理和裂縫，隧道開挖過程中的爆破擾動(dòng)又加劇了原生解理的擴(kuò)展、連通，并且爆破松動(dòng)范圍內(nèi)的巖體還會(huì)新增大量的次生裂隙，致使圍巖的滲透性極大的增強(qiáng)，在防水層背后的大量積聚而形成較高水壓的情況下，地下水沿裂隙運(yùn)動(dòng)，并在隧底沿仰拱或調(diào)平層中的施工縫向上滲出，在水泥混凝土路面的縱、橫接縫或裂縫部位溢出。

路面積水的另一成因在于電纜溝與縱向排水溝相連，導(dǎo)致電纜溝在受堵時(shí)溝內(nèi)的積水通過沉沙井，當(dāng)遇到縱向排水同時(shí)不暢的情況下，地下水就直接從沉沙井溢出至路面，地下水水位因高于路面整平層的高度，則同時(shí)存在于路面及整平層出現(xiàn)滲流。

4 滲漏水處治施工工藝

4.1 滲漏水處治施工依據(jù)隧道防排水設(shè)計(jì)總體方案

滲漏水處治施工依據(jù)隧道防排水設(shè)計(jì)總體方案見圖1。

4.2 路面積水治理

1)徹底清理隧道兩側(cè)鑄鐵蓖子空隙、沉淀池、電纜溝內(nèi)的淤積物，恢復(fù)設(shè)計(jì)排水功能。2)在ZK1186+300～ZK1186+400路段調(diào)平層頂面增設(shè)橫向塑料盲溝，兩側(cè)各增設(shè)縱向塑料盲溝，疏排路面下積水，橫向盲溝采用2%橫坡排水，出水口與沉沙井相連。3)開挖新增邊溝的同時(shí)應(yīng)及時(shí)疏通堵塞的二襯背后用于排水的打孔雙壁波紋管，并將出水口接入新增邊溝內(nèi)，保證二襯背后的滲水能及時(shí)排出。4)隧道左幅出口左側(cè)邊坡有滲流水至洞口路面，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形采取截排水措施處治。

4.3 二襯滲漏水處治

二襯滲漏水處治方案工藝流程見圖2。

加固前，需要對(duì)混凝土表面裂縫滲漏水位置進(jìn)行處理，針對(duì)不同部位采取不同的處理措施，但均采用堵漏、注漿、表面涂抹相結(jié)合的施工工藝。

圖1 隧道洞身防排水設(shè)計(jì)對(duì)照?qǐng)D

圖2 襯砌裂縫處理流程圖

4.3.1 裂縫滲漏水的注漿處治方案

1)查找滲漏部位。將表面擦干，立即均勻撒一層干水泥，若表面有濕水線，即為漏水縫，從而確定滲漏部位。2)開鑿溝槽。沿裂縫鑿出寬40 mm，深50 mm的溝槽，徹底清理并清洗溝槽。3)埋設(shè)注漿管。沿滲漏線間距2 m用沖擊鉆或用專用打孔設(shè)備，向混凝土內(nèi)打φ20 mm的孔，孔深200 mm～300 mm。采用φ20 mm水管(帶絲扣連接閥門)埋設(shè)，管口中心對(duì)正鉆眼位置。然后用凝結(jié)快、粘結(jié)好的材料進(jìn)行封管。封管時(shí)將二次襯砌表面沿裂縫鑿除部分全部封堵。4)注漿。采用強(qiáng)度高、水溶性和粘結(jié)好的注漿材料(如聚氨酯等)進(jìn)行注漿處理。注漿前，先用水代替漿液灌注，以檢查注漿管外其他部位是否有漏水現(xiàn)象，以免出現(xiàn)漏漿。試灌時(shí)記錄灌水量和灌水時(shí)間，為確定灌漿量和灌注壓力提供參考。注漿時(shí)，垂直縫應(yīng)按先下后上的順序進(jìn)行。將注漿設(shè)備與已埋好的注漿管連接，打開注漿管閥門，灌漿開始后，注漿升壓，待附近的注漿管出水后先不要封閉，見漿液后立即封閉其孔，仍繼續(xù)壓漿，使?jié){液沿著漏水通道推進(jìn)。并把注漿泵開到規(guī)定壓力值后停泵。讓漿液慢慢滲入，到表面壓力下降到0.1 MPa時(shí)，二次開泵到規(guī)定壓力值，如此反復(fù)進(jìn)行，直到壓力穩(wěn)定在規(guī)定壓力值不再下降為止。當(dāng)壓力解除后不再有滲漏現(xiàn)象時(shí)，該處注漿完畢，移到下一注漿孔灌注。

4.3.2 施工縫滲漏水排堵結(jié)合的處治方案

1)鑿溝槽。沿有滲漏水的施工縫鑿出寬60 mm，深100 mm的溝槽(若水量較大可酌情適當(dāng)加寬;拱部亦有滲水的施工縫，則在邊墻施工縫中部鉆一泄水孔，應(yīng)穿透防水層，將二襯后地下水水壓力降低，拱部區(qū)域優(yōu)先選用水泥基表面防水涂料)，徹底清理并清洗溝槽。

2)埋設(shè)半圓排水管。在溝槽底部及兩側(cè)壁涂刷水泥基滲透結(jié)晶型涂料，PVC外側(cè)用無紡布加鋼釘固定。

3)溝槽封堵。采用摻有微膨脹劑的環(huán)氧砂漿填充溝槽，表面涂刷防水砂漿或水泥基滲透結(jié)晶型涂料抹面處理。

4)預(yù)埋排水管應(yīng)引入隧道內(nèi)縱向排水溝中。

4.3.3 大面積滲水處治方案

采用水泥基滲透結(jié)晶型涂料抹面處理。

4.4 路面修復(fù)

4.4.1 混凝土路面破損修復(fù)

1)輕微裂縫及原水泥路面縱縫和橫縫均采用清縫灌瀝青膠處理;

2)嚴(yán)重?cái)喟濉褰瞧茐模扇【植炕蛲诔螅葯z查C10的調(diào)平層質(zhì)量，若破損先修復(fù)調(diào)平層，再用C35水泥混凝土回填，鋪灑粘層后加鋪與原設(shè)計(jì)相同的抗滑表層。

4.4.2 抗滑表層修復(fù)

對(duì)該路段的半幅進(jìn)行銑刨作業(yè)，清除銑刨后的表面污物，鋪灑粘層后加鋪與原設(shè)計(jì)相同的抗滑表層。

4.5 交通設(shè)施

1)已破損的溝蓋板，按照原設(shè)計(jì)預(yù)制后予以更換修復(fù);2)限制車速措施:因該路段進(jìn)出洞行駛的車輛車速都較快，如此極易對(duì)路面有很多不利影響導(dǎo)致?lián)p壞，從而造成行車安全隱患，必須在進(jìn)洞前方設(shè)置減速措施，確保行車安全。

5 施工注意事項(xiàng)

1)養(yǎng)護(hù)維修應(yīng)充分考慮運(yùn)營(yíng)隧道車流量的特點(diǎn)，加強(qiáng)與相關(guān)交警路政管理協(xié)調(diào)，優(yōu)化組織方案，合理安排工期工序，提高施工作業(yè)效率。2)養(yǎng)護(hù)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守《公路隧道養(yǎng)護(hù)規(guī)范》《公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)范》，設(shè)置規(guī)范的施工標(biāo)志標(biāo)牌和警示燈具，加強(qiáng)施工作業(yè)人員的安全管理，相關(guān)施工機(jī)具材料不得放置于施工作業(yè)區(qū)以外。3)對(duì)臺(tái)架上作業(yè)人員應(yīng)加強(qiáng)管理，避免意外發(fā)生。4)二襯滲漏水治理應(yīng)先對(duì)施工裂縫注漿處理，后進(jìn)行施工縫引排水處理。同一滲水?dāng)嗝嫣帲瑑?yōu)先處理拱部，后處理邊墻。

6 注漿施工過程中應(yīng)注意的問題

1)注漿前嚴(yán)格檢查機(jī)具、管路及接頭的牢固程度，以防施工過程中機(jī)械事故傷人。

2)操作人員在配制漿液和注漿時(shí)，要戴眼鏡、口罩、手套等勞保用品，以防止損傷眼睛和皮膚。

3)注漿時(shí)注漿管附近嚴(yán)禁站人，以防爆管、脫管傷人。

4)注漿過程中要始終注意觀察注漿壓力和輸漿管的變化，當(dāng)泵壓驟增、注漿量減少，多為管路堵塞或漿液輸送不暢;當(dāng)泵壓升不上去，進(jìn)漿量較大時(shí)，應(yīng)停止注漿，檢查漿液粘度和凝固時(shí)間。

5)注漿過程中出現(xiàn)跑漿、冒漿，多屬于封閉不嚴(yán)所導(dǎo)致，當(dāng)出現(xiàn)此種情況，應(yīng)立即停止注漿，重做封閉工作。

7 結(jié)語

通過蘭海高速(崇遵段)公路龍景隧道的施工實(shí)踐表明，隧道的防排水應(yīng)視當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件因地制宜地采取“以排為主，防、排、堵、截相結(jié)合，因地制宜，經(jīng)濟(jì)合理”的原則進(jìn)行綜合治理。利用多向疏導(dǎo)排放系統(tǒng)，首先將大部裂隙水導(dǎo)出，再利用整體防水系統(tǒng)，阻止?jié)B漏。其次將沉積在防水系統(tǒng)之外的盡快導(dǎo)引出去。另外隧道整體防水系統(tǒng)關(guān)鍵應(yīng)該充分利用襯砌混凝土自身的防水能力，在不破壞原結(jié)構(gòu)層前提下提高施工質(zhì)量。

[1]JTG D70-2004，公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范[S］.

[2]JTG H12-2003，公路隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S］.

[3]JTG H20-2007，公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[S］.

[4]JTJ 073-2001，公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S］.

[5]曹樹良，方恩權(quán).某富水區(qū)段礦山法隧道滲漏治理技術(shù)[J］.山西建筑，2011，37(5):158-159.