關(guān)于隧道水害處治工程土建結(jié)構(gòu)加固處治的設(shè)計與施工

陳建軍

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550001)

1 工程概況

2017年6月24日至25日項目所在區(qū)遭遇特大暴雨(6月24日10時至12時的極端降雨量為313 mm)，受連續(xù)暴雨影響，貴州省杭瑞高速(銅仁境)楊柳塘隧道局部出現(xiàn)不同程度的襯砌滲漏水及突涌水、襯砌開裂、中心水溝蓋板擠出等病害。隧道上、下行線中心樁號為K1429+854、K1429+824，實測起訖樁號為K0+000～K2+400、ZK0+000～ZK2+475，長2 400 m、2 475 m；運營起訖樁號為K1428+653～K1434+056、ZK1428+587～ZK1431+062，長2 403 m、2 475 m；設(shè)計起訖樁號為K119+430～K121+805、ZK119+370～ZK121+810，長2 375 m、2 440 m。現(xiàn)圍繞該隧道實際情況，對其水害處治中襯砌滲漏水處治設(shè)計與施工作如下分析。

2 處治設(shè)計

2.1 疏通排水系統(tǒng)

先對排水系統(tǒng)做整體疏通，包括橫縱向排水管、中心排水溝、縱向管檢查井、沉沙井和路面排水邊溝。先清除淤泥，再用高壓水槍清理堵塞處，并對排水邊溝的破損部位進(jìn)行維修，將缺失的鐵篦子及時補全。

2.2 鑿槽埋管引排

針對襯砌上的縱向、環(huán)向和斜向裂縫，以及點狀和面狀的滲水，都通過鑿槽埋管的方法來處治，其具體方法為：

針對環(huán)向的滴漏狀與涌流狀滲漏，可在襯砌表面的滲漏處鑿出一個尺寸為14 cm×10 cm的環(huán)向倒梯形槽，埋管的長度需向沒有漏水的裂縫上部延伸至少10 cm，向下直到電纜槽；槽的中間設(shè)置引水孔；槽中心使用厚度為2 mm的弧形鋁合金管卡對聚氯乙烯半圓排水管進(jìn)行固定，同時將半圓管和圓管相連，使水能夠排放至路面的排水邊溝。

針對較為集中的點、面狀滲漏，也在襯砌表面的滲漏處鑿出一個尺寸為14 cm×10 cm的環(huán)向倒梯形槽，埋管的長度需向沒有漏水的裂縫上部延伸至少10 cm，向下直到電纜槽；槽的中間設(shè)置引水孔；槽中心使用厚度為2 mm的弧形鋁合金管卡對聚氯乙烯半圓排水管進(jìn)行固定，同時將半圓管和圓管相連，使水能夠排放至路面的排水邊溝。如果滲水的縱向長度超過7 m，則可設(shè)置多條排水管，其間隔距離按5 m控制。

針對縱斜向裂縫與沿墻腳產(chǎn)生的滲漏，均在墻腳的襯砌表面的滲漏處鑿出一個尺寸為14 cm×10 cm的環(huán)向倒梯形槽，埋管的長度需向沒有漏水的裂縫上部延伸至少10 cm，向下直到電纜槽；槽的中間設(shè)置引水孔；槽中心使用厚度為2 mm的弧形鋁合金管卡對聚氯乙烯半圓排水管進(jìn)行固定，同時將半圓管和圓管相連，使水能夠排放至路面的排水邊溝。如果滲水的縱向長度超過7 m，則可設(shè)置多條排水管，其間隔距離按5 m控制。

針對與環(huán)向裂縫相臨近的裂縫和點狀滲漏，可按照就近原則把水導(dǎo)進(jìn)施工管槽，但要注意兩者縱向間隔距離不超過2 m，當(dāng)間隔距離較大時，應(yīng)獨立成環(huán)。

在滲漏襯砌的表面均勻涂刷一層高效防水材料，其厚度為2 mm。針對環(huán)向滲漏處的涂刷寬度，應(yīng)達(dá)到40 cm以上，同時覆蓋整個滲水區(qū)域；在面狀滲漏部位，涂刷的范圍需要向滲漏邊緣以外延伸10 cm。

在同一側(cè)襯砌表面，鑿槽間隔距離應(yīng)達(dá)到5.0 m以上，以免鑿槽過多對襯砌結(jié)構(gòu)造成破壞。同時，需要對由于施工產(chǎn)生的破壞進(jìn)行修復(fù)，使裝飾層和既有裝飾完全一致。

考慮到施工過程中的滲漏效果實時檢查與之后進(jìn)行的局部疏通處理，在鑿槽埋管時需設(shè)置好檢查孔，檢查孔應(yīng)處在檢修道以上250 cm，如果鑿槽埋管高度在250 cm以內(nèi)，則檢查孔要設(shè)置在檢修道以上50 cm，并在它的兩側(cè)設(shè)好鋁合金管卡固定件。

2.3 增設(shè)橫向排水管

對隧道排水系統(tǒng)進(jìn)行疏通時，如果檢查發(fā)現(xiàn)縱向管檢查井中沒有設(shè)置橫向排水管，或設(shè)置的橫向排水管難以疏通，則要進(jìn)行橫向排水管的增設(shè)。在增設(shè)時需要達(dá)到以下要求：

在設(shè)置橫向排水管時，路面不同結(jié)構(gòu)層的開挖寬度按1.1 m控制，為施工創(chuàng)造便利；

橫向排水管以Φ300HDPE雙臂波紋管為宜，并在外部裹上400 g/m2無紡?fù)凉げ迹?/p>

在拆除時，要注意保護(hù)檢修道的蓋板，使其保持完整，確保恢復(fù)后可以立即使用；

橫向排水管的坡率應(yīng)朝向出水口其中一側(cè)，達(dá)到2%以上。

3 處治施工

3.1 鑿槽埋管施工

針對裂縫滲漏，先將其周圍表面清理干凈，清除涂層、塵土與薄膜，同時把結(jié)構(gòu)鏟松，確保表面被浸透，但要注意不能產(chǎn)生積水；

在環(huán)向裂縫周圍鑿除寬度為14 cm、深度為10 cm的環(huán)向倒梯形槽，并鉆設(shè)引水孔，使其進(jìn)入圍巖50 cm，孔在圍巖方向上的傾角應(yīng)達(dá)到10°以上。槽內(nèi)嵌入半圓管，按40 cm的間隔距離使用管卡將其固定，在管卡的兩端，使用鋼釘將其固定于槽內(nèi)，沿管兩側(cè)使用止水條對槽中縫隙進(jìn)行封堵，同時使圓管和半圓管相連，使水排放至邊溝中；在半圓管的周圍還應(yīng)使用堵漏劑進(jìn)行封堵，厚度應(yīng)達(dá)到60 mm；

槽內(nèi)其它空間都使用聚合物水泥砂漿進(jìn)行填充，兩側(cè)100 mm以內(nèi)環(huán)向涂刷兩層厚度為1～2 mm的高效防水劑。

3.2 中心排水溝改造

擴(kuò)大中心排水溝的目的在于增大其過水面積，提高隧道整體排水能力。K1+900～K2+400段內(nèi)，因施工等方面的原因，中心排水溝產(chǎn)生堵塞、扭曲和淤積，導(dǎo)致排水能力較低。對此，在路面下原位設(shè)置擴(kuò)大矩形中心溝。擴(kuò)大中心溝按整體式箱涵式進(jìn)行設(shè)計，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，當(dāng)水深不超過0.4 m時，修正系數(shù)取0.85；當(dāng)水深在0.4～1.0 m范圍內(nèi)時，修正系數(shù)取1.0；當(dāng)流速超過10 m/s時，為高速水流，會產(chǎn)生一定程度的沖擊波、摻氣與空蝕。基于此，該中心排水溝的最大流速可行，擴(kuò)大中心溝設(shè)計流速可以滿足水文專項報告預(yù)測的最大涌水量。

3.3 材料選用

防水劑與堵漏劑性能指標(biāo)需要達(dá)到以下要求：

防水劑：初凝時間≥10 min，終凝時間≤360 min；3 d抗壓強(qiáng)度≥13 MPa；3 d抗折強(qiáng)度≥3.0 MPa；7 d涂層抗?jié)B壓力≥0.4 MPa；7 d試件抗?jié)B壓力≥1.5 MPa；7 d粘結(jié)強(qiáng)度≥0.6 MPa。

堵漏劑：初凝時間≤5 min，終凝時間≤10 min；1 h抗壓強(qiáng)度≥4.5 MPa，3 d抗壓強(qiáng)度≥15 MPa；1 h抗折強(qiáng)度≥1.5 MPa，3 d抗折強(qiáng)度≥4.0 MPa；7 d試件抗?jié)B壓力≥1.5 MPa；7 d粘結(jié)強(qiáng)度≥0.6 MPa。

3.4 施工質(zhì)量控制

滲漏處治施工質(zhì)量控制如表1所示。

表1 滲漏處治施工質(zhì)量控制

外觀控制需要滿足以下要求：

完成處理后，襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)表面不能有滲水；

引水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)沒有淤積與堵塞；

防水層保持密實和平整，沒有麻面、脫落與裂縫等質(zhì)量缺陷。

4 結(jié)束語

綜上所述，水害是隧道常見病害類型，對隧道正常安全運營有很大影響，并且滲漏還會不斷加重，造成更嚴(yán)重的破壞。因此，在實際工作中，應(yīng)根據(jù)隧道滲漏實際情況，做好處治設(shè)計與施工，保證滲漏處治效果。