基于隧道工程案例淺談隧道漏水成因及處理措施

馬云星

摘要：隨著我國交通行業的迅速發展，運營隧道也越來越多，隧道在使用過程中主要病害有漏水、襯砌腐蝕裂損等。隧道嚴重漏水直接危及行車安全，阻礙正常的交通運營，本文基于某隧道滲漏水現象原因分析，及相應的處理措施以供借鑒參考。

關鍵詞：隧道漏水；原因；處理措施

1、隧道漏水常見形式

隧道漏水病害主要體現在：二次襯砌表面滲漏水包括點狀漏水，線狀漏水，面狀漏水；隧道仰拱及路面冒水涌水；隧道拱頂空洞漏水。下面以貴州某兩座隧道工程實例為依托，簡要介紹隧道漏水成因，及相應的處理措施

2、隧道漏水案例

2.1楊家山隧道

楊家山隧道位于花溪二道起點段K1+080至K2+410，隧道全長1330m，為雙向六車道小凈距隧道，楊家山隧道于2011年7月通車運行，并于2014年6月完成竣工驗收。在隧道運營之后，出現雨季漏水現象，漏水情況如下所示：

左幅ZK1+600～ZK1+800之間漏水嚴重，中央排水溝檢查井處向外涌水，流量較大；右幅YK1+505處1#車行橫通道處漏水嚴重，主要為縫狀漏水。

2.2 分水嶺隧道

隧道起訖樁號：K15+880～K16+315，共長435m，為雙向兩車道單洞隧道，建筑限界凈寬：8.5m，凈高：5.0m，埋深10～70m。公路等級：二級公路。通車以后近幾年出現漏水現象，主要為二襯面滲漏如下所示：

3、隧道漏水原因分析

3.1自然因素：

楊家山隧道水文地質條件較為復雜。場地位于貴陽向斜北端西翼，擬建道路自北向南豎向穿過通過小關向斜西南翼。斷裂、褶皺發育，控制性構造為呈北東—南西向延伸的斷裂。地層Z（Y）K1+240以北總體傾向南東，傾角35～50°；Z（Y）K1+240以南總體傾向北西，傾角70～80°；隧道通過路段及附近共計發育有斷層2條。進出口300m段有巖溶裂隙水滲入，距出口段300m地下水豐富，中段在Z（Y）K1+800地表溝水在隧道開挖后可能向隧道滲漏，蔡家關斷層帶裂隙發育，是導水斷層。

分水嶺隧道通過區地表多為第四系覆蓋層，區內為一套砂泥頁巖夾煤系地層組成，為相對隔水層，地下水以潛水為主，主要以裂隙水及孔隙水的形式存儲，運動于覆蓋層及基巖裂隙中，接受大氣降雨補給，向低洼溝谷排泄，（樁號K16+280m處有小泉水滲出）。進出口段位于區內唯一匯水排泄溝槽，根據現場初步踏勘情況，隧道滲漏量隨降雨量而變化，雨季時期漏水情況嚴重，旱季滲漏不明顯，表明滲漏水來源大都為地表水。由于開挖隧道，周圍一定范圍內形成了圍巖松動區，圍巖應力發生調整，地下水流向改變，雨季豐富季節大量地表水未有及時引排，便有可能沿著圍巖裂縫滲漏匯集于隧道周圍。

3.2人為因素：

楊家山隧道左幅地表受某小區施工影響，隧道頂部地表形成局部積水坑，且沒有引排措施，小區開挖施工導致隧道原地形地貌被破壞，強降雨天氣下隧道頂部地表水無法排出匯集于此向隧道內滲漏。

3.3施工質量因素

混凝土質量：二襯保護層厚度不夠或不均勻產生裂縫，振搗不均勻二襯表面產生蜂窩麻面或離析，襯砌混凝土澆筑不密實存有空洞或厚度不足等現象，均會使得二襯防水效果破壞，抗滲能力降低。巖層中的水常常聚集在襯砌后面。當二襯某處結構破壞出現裂縫裂紋，裂隙水將會逐步滲透，隨之洞內出現漏水現象。

防排水質量：隧道防排水系統包括防水板、橫向縱向排水盲管、施工縫變形縫止水帶的安裝鋪設及隧道路側邊溝、中央排水溝，任何一個環節質量出現問題都會造成隧道內排水不暢，滲水漏水。

根據現場勘踏情況來看分水嶺隧道進出口洞頂排、截水溝均已失效，起不到很好的排水作用。楊家山隧道路面中央水溝封堵導致排水不暢，出現路面涌水現象。隧道共性漏水部位為，施工縫，變形縫漏水，部分二襯墻面有點狀滲漏及面狀滲漏現象。

4、隧道漏水處理措施

隧道漏水治理采取“以排為主，防、排、堵、截相結合”的原則。結合雷達檢測和現場調查成果，判斷隧道漏水具體部位和破壞形式，有的放矢采用不同的處理措施。

4.1滲漏水檢測

僅用肉眼觀察難判定內部滲漏點的具體位置，因此利用地質雷達或紅外探測等探測技術對隧道進行無損檢測，查明混凝土襯砌結構內的空洞、空洞積水及襯砌結構滲水的具體部位，為隧道滲漏水治理提供有力依據。

4.2具體處理措施

隧道防排水系統一般由以下構成：（1）防水措施：在初期支護與二次襯砌之間敷設一層復合式防水板作為第一道防水措施，拱部及邊墻二次襯砌采用抗滲防水混凝土作為第二道防水措施。二次襯砌變形縫用中埋式橡膠止水帶和背貼止水帶止水，施工縫采用遇水膨脹止水條和背貼式止水帶止水。（2）排水措施：在初期支護與防水層之間設置環向盲溝。沿隧道兩側設置縱向排水管。環向盲溝將二襯背后積水排入縱向盲溝，然后通過橫向盲溝將水導入隧道底部的中央排水溝，最終引水至洞外排水溝。（3） 路面水通過兩側邊溝進行引排。邊溝設置沉砂池，中心排水溝設置檢查井，使隧道排水設施具有了可維修性。（4）為了截排地表水，在洞口仰坡及邊坡以外5m的適當位置設置截水溝，將洞口范圍雨水經截水溝匯入路基邊溝或自然溝渠中。

治理隧道滲漏水病害，首先要充分利用已有的防排水設施，檢查防排水系統各環節的有效性，并根據不同的破壞程度逐一治理。

4.2.1洞外處理：

重點做好隧道淺埋段區域的防排水措施以控制地表水匯集于隧道周邊。一般可采取地表注漿的方式處理，沿隧道輪廓周邊搭設注漿小導管，梅花形布置，間距可適當控制，小導管長度必須打進隧道仰拱底部以下，采用水泥-水玻璃雙液漿注漿以形成隔水帷幕，有效的阻擋地表水及地下水流向隧道周邊。對于分水嶺隧道應重新施做洞頂排、截水溝以防止地表水流入隧道、沖刷仰坡。對于楊家山隧道重點與洞頂地表施工區相關單位協商，引排地表積水防止向隧道內部倒灌滲漏。

4.2.2洞內處理：

（1）隧道路面上有潮濕，涌水流水現象一般為隧道排水系統遭到破壞，應檢查中央排水溝及路側邊溝是否破裂或封堵，及時維修疏通，防止溝槽中大量積水涌出，破壞路面影響交通安全。

（2） 洞內二襯滲漏水主要表現為：襯砌表面滲水，滴水；施工縫及變形縫處流水、滲水。具體處理措施主要采用注漿封堵與鑿巖引排工藝。

a、注漿封堵：注漿漿液一般采用水泥-水玻璃雙液漿，高分子丙凝漿液或水溶性聚氨酯。

1）清理襯砌表面，先找到出水滲漏位置，沿漏水部位鑿出寬深適當的梯形槽，將槽內灰渣清理干凈；

2）在槽內鉆孔并打入注漿管，注漿管間距可根據滲漏程度適當調整；

3）固定注漿管，可采用防水砂漿或雙快水泥填充固定，達到一定強度后檢測封堵效果，若除注漿管漏水外，其它部位不漏水則進行下一步工作；

4）注漿，注漿順序采用自下而上順序，注漿壓力0.3～0.5MPa；

5）表面處理，切除注漿管外漏部分，采用水泥砂漿磨平并處理周圍涂料調色使之與原混凝土表面一致。見圖1。

b、鑿巖引排：

1）滲水縫隙表面清理，找出滲水縫的具體位置及走向；

2）畫線放樣，確定開挖溝槽的布設位置；

3）鑿槽，沿線鑿出一個倒梯形槽，深度在10cm左右，內大外小，內部寬度要保證不小于12cm，槽身開挖一直延伸到邊墻拱腳位置，用PVC排水管連接引至路側邊溝；

4）埋管，埋管前先清理掉周圍的砼渣，打孔設置φ50泄水孔，間距根據水流量大小確定，深度以不破壞二襯防水板為準，另外泄水孔中可根據需要預留注漿管，以備注漿封堵需要，然后沿槽神埋設半剖型φ100PVC管與原排水管連接，半剖管采用鋅鐵皮包裹射釘固定；

5）封堵，采用防水膩子及防水砂漿填平封堵；

6）表面處理，待防水砂漿達到一定強度后，采用水泥砂漿磨平并處理周圍涂料調色使之與原混凝土表面一致。見圖2。

（3）針對隧道具體漏水部位采取的措施

對于二襯表面點狀滲水，出水點單一且水量較小部位，還有二襯較小裂縫未出現明顯的滲漏現象，這種情況下可采用注漿封堵的方式進行處理；對于變形縫，施工縫或二襯結構環向單一裂縫，水量不是很大部位，可采用鑿巖引排的方式進行處理；對于二襯裂縫縱向環向錯綜交叉且水量較大部位，應結合兩種方式綜合處理，首先進行局部封堵注漿，將滲漏水引致某一部位，再采用鑿巖引排方式集中排放。這兩種處理方式一般用于二襯結構強度未破壞，二襯裂縫細微未貫通的情況。分水嶺隧道及楊家山隧道均為這種情況

當二襯表面出現脫落大面積龜裂，裂縫多出貫穿且水量特別豐富，說明二襯結構已破壞，采用簡單的處理方式已無法解決漏水病害，遇到這種情況首先應采取二襯質量修復，再結合全斷面注漿方式進行處理。二襯修復一般采用錨固加強或套襯砌補強技術，更嚴重需要拆除二襯從新施做。全斷面注漿一般沿洞身方向 ，環向梅花形布設注漿管，注漿漿液采用水泥-水玻璃雙液漿，將隧道周圍地下水統一匯集于隧道二襯背后，再通過二襯邊墻拱腳出預埋的泄水孔統一引排至路測邊溝。

在大面積滲漏處往往有局部滲漏較嚴重的點滲和縫滲、應結合多種方法綜合治理。

5、結論

經過治理效果明顯，分水嶺隧道目前滲漏水現象已基本解除，楊家山隧道洞內路側邊溝及中央排水溝部分漏水地段已修復疏通，路面積水已有所改善。治理隧道漏水的措施有很多種，本文簡要的介紹幾種常見的治理方法，總體遵循“以排為主，防、排、堵、截相結合”的原則進行。對于不同形態的隧道漏水病害，查找原因，因地制宜，選用針對性的治理措施，方能達到預期的效果，另外徹底解決隧道漏水必須加強施工質量的控制才是關鍵。

參考文獻：

[1]王定仁，談隧道結構施工病害的處理方案，科學與財富，2012

[2]馬珂，隧道襯砌滲漏水處理，公路交通科技：應用技術版，2012