淺析隧道水害的成因及防治措施

郭斐

摘要：隧道工程出現滲漏水進而形成水害，對隧道結構穩定、洞內設施運行、行車安全、環境污染等方面都會產生不良影響，甚至安全事故。根據當前大量的工程實踐，很多隧道施工都存在一定水害隱患。因此，不論是在隧道施工過程中，還是運營期間中，都應當重視隧道水害的發生，嚴格控制隧道滲漏水現象。本文結合寧連高速老山隧道日常運營養護中的實際情況，淺析隧道水害的成因及應對措施。

Abstract： Leakage water in the tunnel project will cause water disaster， which will have adverse effects on the stability of the tunnel structure， operation of the facilities in the cave， traffic safety， environmental pollution， and even safety accidents. According to the current large number of engineering practices， many tunnel constructions have certain water disaster. Therefore， both in the tunnel construction process and during the operation period， attention should be paid to the occurrence of tunnel water disaster and strict control of tunnel leakage. Based on the actual situation in the daily operation and maintenance of the Laoshan Tunnel in Nanjing-Lianyungang Expressway， this paper analyzes the causes and countermeasures of tunnel water disaster.

關鍵詞：隧道水害;防治措施

Key words： water disaster in tunnels;prevention measures

中圖分類號：U457+.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2018）34-0183-03

0? 引言

隧道滲漏水與隧道所處的環境結構以及施工質量有關，應在充分調查隧道所處的地質環境、內部構造、施工質量等資料的基礎上，認真分析隧道水害產生的原因，然后結合工程建設的實際情況，提出相應的治理措施。

1? 水害的影響和危害

老山隧道是寧淮高速公路的控制性工程，它不僅為目前江蘇省最長的高速公路隧道，而且是目前華東地區長度最長、跨徑最長、標準最高的高速公路隧道，也是中國首條原生態高速公路隧道。老山隧道位于寧淮高速公路起點，與南京長江三橋北接線相接，隧道全長3610米，雙向6車道，分為一號和二號隧道，它們均位于南京市浦口區老山林場，老山風景區境內，其中水系豐富，地形復雜。老山隧道工程建設深入老山山體內部，整個工程施工對安全管理水平要求很高，但是在隧道開挖過程中，可能出現地下水涌入隧道的問題，產生嚴重的地下水害，影響到工程建設的正常施工。

對隧道建設工程而言，水害會大大增加隧道工程的安全隱患，產生十分嚴重的安全事故。在隧道工程施工過程中，水害會嚴重降低周圍巖土的穩定性，并且會沖刷和腐蝕裂縫，降低巖土的強度，影響到工程正常施工，甚至出現返工的問題，對整個工程項目建設也會產生極為不利的影響。受到地下水的影響，原有的支護結構在失效以后，就會出現襯砌裂縫和坍塌事故，還會破壞原有的生態環境。

在隧道工程建設投入運營使用以后，滲漏水問題，會破壞隧道原有的襯砌、仰拱等結構，對整個隧道的安全使用產生極為不利的影響，縮短了隧道的使用壽命，進一步加速了隧道其他構件的損壞程度，導致隧道內部基礎設施出現不穩定的問題。繼而損壞原有供電和照明設施，增加了隧道運行的安全隱患，降低了隧道結構的穩定性和安全性。

2? 隧道水害出現的主要原因

在隧道工程施工過程和運營期間，導致滲漏水的原因很多，應結合實際情況，具體分析：

第一，從地質勘察方面來看，隧道周圍地質條件，受到外界溫度的影響，一旦出現較大的溫差，隧道水狀態不穩定，就會出現水害問題。在周圍氣候的影響下，隧道周圍巖土層水具有一定的穩定性，但是隧道一旦開挖，就會破壞原有地質結構，從而誘發滲水問題。從外力作用方面來講，受到風化、沉淀以及侵蝕作用的影響，導致隧道周圍地質條件出現的變化，破壞施工現場的排水與支護設施，增加了水害威脅。因此，應首先做好整個工程項目水文地質勘察工作，然后再編制相應的施工組織計劃。

第二，從設計方面來講，設計圖紙決定著整個工程項目施工規模和范圍，一旦出現設計失誤的問題，就會嚴重影響工程建設施工質量。對隧道工程而言，隧道處在山溝破碎帶或斷石上又未進行防排水處理，地表出現大量水情，最終會造成水害。沉降縫設計與施工，可能會導致防水板出現斷裂問題，從而發生滲漏水問題。沒有針對仰拱地段進行合理有效的設計，再加上沒有充分考慮到斷層面對防水鋪板的影響，也會增加了滲水和漏水的概率。

第三，從施工技術工藝方面來講，施工技術環節和程序復雜，稍有疏忽則會產生水害問題。首先，在防水板施工過程中，粘合不密實，很難達到施工現場的施工技術標準，無法從根本做好防水處理。在混凝土噴射過程中，無法保證表面的平整度，很容易破壞原有的防水板。其次，在二次襯砌澆筑過程中，盲管設置不合理，影響了實際排水，導致巖土內部出現積水問題，增加了水害的風險。最后，在進行止水帶施工過程中，建設單位只做好堵水工作，而沒有做好排水工作。在防水板與PVC管接合處存在漏洞，密封性較差，很容易引起滲水問題。

第四，從施工質量控制方面來講，在進行隧道開挖過程中，會改變原有地下水的水流方向，導致地下水不斷向隧道周圍匯集，增加了水害的危險系數。在進行隧道爆破過程中，超出了規定的爆破范圍，導致在防水材料鋪設過程中出現質量問題，不能充分發揮防水的重要作用。在排水管和盲管鋪設過程中，施工人員沒有嚴格按照設計圖紙進行鋪設，導致水管經常出現阻塞問題，不能把水分排出去，增加了水害的隱患。在混凝土澆筑過程中，由于施工質量達不到相應的施工技術標準，不能充分發揮混凝土的穩固作用，影響了實際的防水效果。

3? 隧道水害防治措施

為了防止隧道出現水害問題，在施工階段，施工單位要結合工程施工現場情況，遵循“以排為主，防、堵、截、引相結合”的原則，把潛在的安全隱患扼殺在萌芽中，提升工程施工的安全性。在運營期間，養護單位應充分發揮原有防排水設施的作用，因地制宜，進行綜合整治。

3.1 在設計施工階段做好預防工作

第一，精心開展前期調研完善設計。在老山隧道工程設計過程中，考慮到老山地區地質條件復雜多樣，同時隧道處于老山風景區，環保要求較高。從減少挖土量，減少水土流失、保證自然景觀的角度考慮，開創性地在隧道右線出口設置了376米上的棚洞，規模屬國內首創。從根源上減少了此路段隧道發生水害的可能性，同時保證了隧道良好的景觀、通風效果。第二，編制完善的施工組織計劃。根據原有的施工技術方案，提升施工人員技術意識和安全意識，嚴格控制施工進度，重點做好噴射混凝土表面滲漏部門的防水施工，合理控制排水管布置距離和密度，滿足實際設計需求。結合具體的施工進度，做好相應的觀測與實驗工作，尋找出現滲漏的根源，針對潛在的安全隱患，做好施工變更，發揮施工現場安全管理的重要作用。第三，進行施工全過程的管理。在施工開始前，明確施工過程中質量管理和安全管理的職責，對分項工程準備工作進行全面的檢查，編制完善的施工方案，為后續工程施工打下良好的基礎。在隧道工程施工現場，安排了專門的巡視檢查人員，嚴格要求施工人員按照設計圖紙的要求進行施工，重點分析周圍圍巖的變化，協調內部施工各個關系，針對存在的滲漏水問題進行及時有效的處理。

3.2 隧道工程具體防治措施

3.2.1 排水措施

排水，即設置相應的排水系統，將隧道圍巖的地下水和隧道內的水安全的排出去，降低水害出現的概率，保證工程施工安全。

第一，設置盲溝，可在襯砌與圍巖之間設置過水通道，讓巖層中的水能夠匯入泄水孔，集中局部的滲流水，可采用彈簧軟管盲溝和化學纖維滲濾布盲溝。如圖1所示。

在進行盲溝設置過程中，應嚴格按照施工操作流程，明確施工工序，整合不同的施工材料，提升盲溝設置的合理性和科學性。

第二，老山隧道在左側檢查道下設置電纜溝和消防管溝，右側設置通訊管溝，路面兩側設排水邊溝。在進行排水溝設計過程中，應嚴格按照襯砌邊墻位置設置出水孔道，保證盲溝內水能夠流入縱向排水溝。在立邊墻模板施工過程中，需要安置泄水管，然后穿過模板，可以滿足水量比較大的情況。中心排水溝與側式排水溝如圖2、圖3所示。

3.2.2 防水措施

防水，即將防水注漿液輸入到襯砌的回填空隙與圍巖的竭力縫隙內，發揮防水層的防水作用。整個襯砌結構需要采取防水混凝土施工技術，重點做好施工縫與伸縮縫的防水與堵漏。針對結構存在的缺陷，采取石質襯砌和混凝土襯砌的方式。在進行緩沖層鋪設過程中，采用暗釘圈進行固定，如圖4所示。

3.2.3 堵水措施

堵水，即防止和杜絕襯砌外圍的水自由地從有害路徑進入隧道內。在隧道工程施工過程中，襯砌混凝土屬于重要的防水層，能有效起到阻隔地下水的作用，防止水滲入到隧道的防水措施。為了提升防水效果，可利用注漿堵水的方式，保護隧道周圍水環境。針對施工中的施工縫、沉降縫等，設置相應的止水帶。在完成初次支護以后，應繼續鋪設塑料板進行堵水，進行二次支護。

3.2.4 截水措施

截水，即將流向隧道的水源截斷，防止水流滲入隧道。截水分為地表截水和地下截水。老山隧道在隧道洞口邊、仰坡上方均設置了天溝，以防止地表水流入隧道。地下截水采用泄水洞、鉆孔、攔截暗河等方法，將流向隧道的地下水截住。

3.2.5 引水措施

引水，即在漏水比較集中的地方，尋找其水源，用鑿巖機或鋼釬將漏水孔眼擴大并穿透襯砌，使其背后積水通過此孔流入事先在襯砌中鑿好的U型槽內，然后將水排除出去。

3.3 在隧道運營中的常見水害防治措施

在隧道運營期間，發生滲漏水情況時，應查明水源、漏水位置和漏水量大小，因地制宜，“防、排、截、堵”綜合治理，才能徹底消除水害。如果采取單一的辦法，則達不到理想的效果。

3.3.1 邊墻滲漏水

在圍巖及回填層壓注普通水泥或特種水泥漿液，襯砌內灌注速凝水化學漿液，并涂抹防水砂漿。

3.3.2 襯砌滲漏水

采取“拱堵邊排”的方法，整治的部位均應設置臨時堵漏柔性防水、剛性防水等防水層，以防止堵水材料收縮而滲漏。

3.3.3 仰拱冒水

采用壓注水泥砂漿;加深或增設排水溝;翻修隧底仰拱或鋪底。

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