晉陽高速公路隧道滲水原因分析及處治方案

趙 華

1 概述

晉陽高速公路是我省高速公路網規劃“三縱十一橫十一環”第十橫中的重要組成部分，連接晉城澤州、陽城兩縣，起點與晉長高速公路相接，終點與陽濟公路相接，于K3，K25處分別與晉城環城高速公路、陽翼高速公路相通，全長36.119 km，是我省南部承東啟西的一條重要黃金通道。

然而，自建成通車以來，隧道病害成為長期困擾晉陽高速安全運營和可持續發展的一個關鍵問題，尤其是隧道滲水問題尤為嚴重。長期的隧道滲水會造成隧道侵蝕、襯砌混凝土凍脹開裂、襯砌承載力降低等一系列隧道病害。如果滲水在路面積水、結冰，會惡化形成環境，使隧道的安全運營受到嚴重影響。因此，從隧道滲水原因出發，探討其病害處治措施就成為必需。

2 隧道滲水現狀

由于設計以及施工等原因，晉陽高速公路通車不久，天壇山隧道、小嶺頭隧道及官道嶺隧道就出現了不同程度的隧道滲水，滲水能流到路面，導致冬季路面結冰，襯砌上經常出現掛冰。

1)天壇山隧道明洞段滲水問題。

天壇山隧道明洞K30+288～K30+458段自隧道投入運營以來，隧道洞壁就不斷出現滲水情況，而且滲水越來越嚴重。滲水部位主要在隧道洞壁兩側邊墻距地面3.5 m的位置;其他滲水部位主要在二次襯砌模板接縫處的拱頂和拱腰位置(見圖1)。每到雨季，滲水量有所增大，最大時滲水可滴到路面，導致每到冬季，路面結冰，影響行車安全，同時襯砌上也經常出現掛冰(見圖2)。該隧道明洞段170 m為連續滲水。隧道襯砌上經過滲水的侵蝕，隧道兩側邊墻30%表面被剝蝕。根據JTG H12-2003公路隧道養護技術規范對滲水的判定，天壇山隧道的滲水級別處于2A。

圖1 天壇山隧道夏季明洞的滲水狀況

圖2 天壇山隧道明洞段襯砌掛冰狀況

2)小嶺頭隧道滲水問題。

小嶺頭隧道滲水部位主要有5處，滲水總長度大約為25 m，滲水位置主要在二次襯砌模板接縫處的拱頂和拱腰位置，且受季節影響較小，每到雨季，滲水量稍有增大，在冬季，襯砌上也經常出現掛冰。該隧道為非連續段滲水(見圖3)。

根據JTG H12-2003公路隧道養護技術規范對滲水的判定，小嶺頭隧道的滲水級別處于1A。

3)官道嶺隧道滲水問題。

官道嶺隧道滲水主要在拱腰位置，該隧道的滲水量比小嶺頭大，最大時可順著襯砌流入路面，在冬季，襯砌上掛冰情況也較為嚴重，滲水部位主要有30處，滲水總長度大約為240 m，雖然不是連續滲水，但滲水部位也幾乎貫穿了整個隧道(見圖4)。根據JTG H12-2003公路隧道養護技術規范對滲水的判定，官道嶺隧道的滲水級別處于2A。

圖3 小嶺頭隧道滲水部位

圖4 官道嶺隧道滲水部位

3 滲水原因分析

3.1 工程地質因素

晉陽高速隧道病害主要是隧道滲水，其水源來自:隧道地下水及由于降雨和排水不暢形成的地表水。

天壇山隧道穿越的地層主要為:石炭紀砂巖、泥巖、頁巖煤層和中奧陶及石灰巖、泥灰巖，圍巖類別主要為Ⅲ級、Ⅳ級、Ⅴ級。隧道明洞上覆地層底層為砂巖、泥巖碎石，中層為碎石土，上層為含碎石、角礫、粉土、黃土、煤矸石等覆蓋，現頂部堆放著大量的煤炭。小嶺頭和官道嶺隧道穿越二疊系砂巖、泥巖層和石炭系砂巖、泥巖、灰巖。地質構造為單斜構造，圍巖裂隙發育。這樣的地質條件使地下水較為發育，為隧道滲水提供較為充足的水源。查看天壇山隧道施工資料，只有明洞段在施工時，沒有安裝防水材料，且該段處于下坡，經過地表水的下沉沖刷，明洞上部及周邊形成了較大的空洞，故形成了地下水的低壓力區，該段逐漸成為地下水的徑流路徑，向明洞段匯集，造成了干旱季節隧道滲水量仍然較大。

3.2 工程設計及施工因素

1)工程設計因素:

由于晉陽高速公路隧道的修建較早，防水等級設計較低，不能滿足現有防滲水要求。

2)施工因素:

a.混凝土沒有按防水的設計要求進行施工，在地下水壓力較大的地方，由于抗滲混凝土標號低于相應水壓，從而出現滲水現象;

b.初期支護平整度較低，在二次襯砌施工時，防水板被初期支護凸出部分頂破，造成后期的襯砌滲水;

c.防水板接縫處焊接不密實及防水設施失效，造成隧道滲水。

4 隧道病害處治方案

根據晉陽隧道滲水整治采用“防、截、排、堵相結合，因地制宜，綜合治理”的總體原則進行處治方案設計。在進行處理時分三步進行:

第一步，對隧道拱頂、拱腰、襯砌結構及圍巖體進行注漿，減小襯砌后貯水空間與進入隧道內的地下水，使襯砌與圍巖密貼，改善襯砌結構的受力條件。

第二步，對襯砌上的裂縫進行封堵，確保襯砌表面不滲水。經過對封堵材料進行比選，建議采用901速效堵漏劑，該堵漏劑具有快凝快硬瞬間止水，早強高強，抗滲抗裂，無毒無害，貯存運輸方便等特點。

第三步，設置排水管，將襯砌背后的水引出洞外。采用開槽埋設暗管引排的方法，將滲水及襯砌體后的水引入縱向排水管，通過排水管引出隧道。

5 結語

晉陽高速隧道滲水一直是困擾安全運營的難題，采用合理有效的措施進行處治，以保障隧道運營的安全成為養護工作中的重點。在滲水處治中，以“防、截、排、堵相結合，因地制宜，綜合治理”這樣的指導思想，在實踐中取得良好的效果。

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[2]魯晉華，王成軍，張國勝.淺談高速公路養護管理的體會[J］.山西交通科技，2005(2):39-40.

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