西南山區隧道水毀災害評估及應急處置措施

譚 義

(1.西南交通大學土木工程學院，四川成都 610031；2.高速鐵路線路工程教育部重點實驗室，四川成都 610031)

我國西南山區地質情況復雜，交通建設難度大，隧道一直是道路交通的控制性工程。由山區氣候水文多變導致的隧道水毀一直嚴重影響到西南山區交通運輸的安全與發展[1]。一直以來，國內外的學者都對路基水毀災害進行了大量研究，忽視了隧道水毀給交通帶來的危害。隧道水毀的原因眾多，各因素之間相互聯系，以至于隧道水毀的分類混亂，從而影響防治措施的科學實施，造成應急措施制定不合理，重復毀壞的惡性循環[2]。為此，本文系統地對隧道水毀類型進行分類，提出隧道水毀的安全性評估方法和對應的應急處置措施，以期達到對西南山區隧道水毀災害進行及時評估和及時防治的目的。

1 公路隧道水毀類型

隧道水毀主要有以下類型和典型表現形式。

1.1 掩埋、沖毀洞口引起的破壞

當洞口上方或附近存在滑坡、泥石流、崩塌堆積體時，受強降雨或連續降雨的影響，雨水充分滲入巖土體內，使堆積體處于飽和狀態引發泥石流或碎石流，導致洞口被掩埋，嚴重時沖毀洞口段襯砌結構，部分泥石流直接侵入洞內，破壞洞口段的洞內裝飾、路面、機電等設施,如圖1所示。

圖1 泥石流或碎石流掩埋洞口

1.2 洞口基礎引起的破壞

隧道洞口位于軟弱地基或臨河頂沖岸時，在持續降雨或河水反復沖刷下，造成洞口段基礎被完全或局部掏空，喪失承載力，致使明洞或洞門墻結構整體失穩、傾斜或坍落,如圖2所示。

圖2 基礎淘蝕致使洞門墻及明洞整體傾覆

1.3 洞內涌水、突泥

當隧道地表有天然沖溝淺埋段時，或隧道穿越巖溶地層、巖溶發育地段時，隧道內易發生涌水、突泥現象。主要是由于在強降雨或持續降雨作用下，地表沖溝被掏蝕下切或巖溶管道與地表貫通，造成隧道結構不能承受相應的水壓，防水層被擊破，巖溶水或地表水從結構薄弱部位滲入隧道[3]，如圖3所示。

圖3 隧道內涌水、突泥

2 隧道水毀調查與評估

2.1 隧道水毀調查

隧道水毀災情調查與評估以目測和使用簡單工具設備為主，根據隧道的破壞類型及破壞程度，對發生嚴重破壞、影響行車和行人安全的路段應及時擬定臨時加固措施，必要時建議開展專項檢測[4]。隧道土建結構調查、檢測項目及內容見表1。

2.2 隧道水毀評估

根據調查及檢測結果，初步分析判斷對隧道總體的影響程度，對非結構性破壞(如檢修道、內裝、機電設施損壞等)可按其完好率進行評估，對結構性安全評估應分類或分段進行，水災后隧道結構安全性評估可根據水害的破壞程度劃分為完好、輕微破損、中度破損、嚴重破損、危險狀態五級，采用A、B、C、D、E表示[5],如表2所示。

3 受損隧道應急處置

隧道水毀災害處置應根據檢測評價結果，按照安全、經濟、合理的原則確定處置方案，處置方案可由一種或多種方法組成。

3.1 清方

當隧道洞口被泥石流掩埋或洞身涌泥堵塞隧道時，首先應在確認安全的情況下進行清方處置，即清除洞口區域已垮塌的土石及侵入洞內的泥石流等，以確保隧道能夠及時通行，如圖4所示。

表1 水毀條件下隧道結構檢查內容

表2 隧道水毀災害結構安全性判定

3.2 排(堵)水

3.2.1 疏排洞內積水

隧道洞內積水時，對于排水系統以清理淤積為主。應結合清方導通、疏通洞內排水系統，使洞內積水及時排出洞外[6]。

圖4 隧道洞口清方后應急通行

3.2.2 埋管引排拱墻滲水

當隧道拱墻部位存在線狀滲漏水或股狀滲漏水，尤其在施工縫位置時，可在襯砌表面或鑿槽埋管引排[6]，引排方式參考圖5、圖6。

圖5 設置半剖PVC管引排示意

圖6 設置接水盒引排示意

3.2.3 局部封堵

當隧道襯砌表面有局部點滲漏時可采取局部封堵措施，如圖7、圖8所示。

圖7 鑿槽封堵示意

圖8 注漿封堵示意

對于襯砌表面滲漏處置方案有兩種，即表面涂刷和淺孔注漿。表面涂刷用于處理拱頂和墻面的輕度慢滲或濕漬。淺孔注漿用于因混凝土內部不夠密實而引起的滲漏，襯砌表面多為蜂窩麻面狀，必要時可采用注漿止水[7]。

4 結束語

隧道水毀是公路工程中常見的病害，嚴重危害道路行車的安全以及道路使用壽命。造成水毀的原因來自于多方面，本文結合西南山區典型的隧道水毀類型對常見的隧道水毀災害進行了分類，得出隧道水毀的主要類型有：掩埋、沖毀洞口引起的破壞，洞口基礎引起的破壞，洞內涌水、突泥等，結合調查報告并根據水害的破壞程度劃進行安全評估應分類采用完好、輕微破損、中度破損、嚴重破損、危險狀態五級表示，最后根據評估結果制定了相應的應急處置措施。