云臺山隧道滲漏水調查分析與處治

游 保 平

(山西路橋第六工程有限公司，山西 晉中 030600)

運營隧道在使用一段時間后，由于設計、施工或管理不當等原因造成襯砌結構開裂、施工破損、排水溝堵塞等問題，造成隧道襯砌后地下水壓力升高，產生滲漏水。隧道滲漏水會影響行車安全，縮短隧道襯砌結構使用壽命，應及時采取有效措施進行處治。在隧道日常養護過程中，應加強巡查，及時上報隧道滲漏水情況，以便制定方案進行維修。云臺山隧道與2007年開工建設，2010年運營通車，十余年的運營使用中發現隧道多處出現襯砌滲漏水、電纜槽積水、排水溝堵塞等問題，結合多年來對隧道滲漏水情況的調查，制定方案進行處治，有效處治滲漏水問題。

1 工程概況

云臺山隧道為陽翼高速公路上的一座分離式特長公路隧道，于2010年10月通車運營。隧道右洞運營長度為3 259 m，左洞運營長度為3 374 m，設計標高超過1 100 m。隧道凈寬為9.75 m，凈高為5.0 m，設計車速80 km/h。隧址區地表水不發育，附近沖溝大部分為季節性河流，地表的主要來源為大氣降水。云臺山隧道范圍內不良地質主要為關門煤礦采空區，煤礦內部含有大量地下水。隧道襯砌采用復合式襯砌，防水層采用EVA土工布，并設置有完善的排水工程，施工縫、伸縮縫及沉降縫處均設置橡膠止水帶。

2 隧道滲漏水調查分析

2.1 滲漏水基本情況

云臺山隧道經過多年運營使用，發現拱部、邊墻出現大量滲漏水、滴水現象，電纜溝內積水、兩側排水溝內淤積堵塞以及路面積水漫流、冬季路面結冰等多種病害，嚴重影響高速公路的正常運營，存在較大的安全隱患。經過現場踏勘，發現右洞K159+410～K159+510段約100 m范圍內左側拱肩及邊墻部位存在較嚴重的滲漏水，如圖1所示。右洞2號緊急停車帶至4號緊急停車帶間因邊溝和邊溝沉砂池堵塞，造成路面積水漫流，如圖2所示。右洞電纜溝內積水嚴重甚至浸泡消防管道和電纜，如圖3所示。

2.2 隧道襯砌滲漏水量情況調查

為了調查隧道滲漏水情況，分別對滲水比較嚴重的邊墻、拱部的滲漏水情況進行統計。對比分析2015年、2018年和2019年滲漏水情況，繪制月平均滲漏量變化曲線見圖4。

分析圖4可以得出，隧道襯砌滲漏水在7月和8月最嚴重，滲漏量最大，其中滲水量最大月份為2019年8月，最大滲漏量達到1.9 L/m2/d。這是由于這兩個月份為雨季，降雨量較大，滲漏量就大，說明隧道滲漏水主要為裂隙水。其他月份尤其是冬季滲漏量較小，這是由于冬季降水量小，且溫度較低造成的。觀測曲線的變化趨勢可知，隨著使用年限的增加，隧道滲漏水量不斷增加，這可能是由于隧道破損情況加劇導致的，也有可能受到隧道排水設施堵塞的影響。

2.3 滲漏水原因分析

1)襯砌滲水。通過對隧道內的滲漏水情況進行調查，結合管養人員的反映，該隧道滲漏水主要為季節性滲漏水，襯砌滲水原因主要包括以下幾個方面：a.云臺山隧道修建于2007年，當時排水設計理念和施工技術落后，隧道內部排水與路面排水沒有分開設計，導致排水系統壓力較大。b.由于設計或施工原因，造成隧道排水系統堵塞，導致襯砌背后水壓增大，襯砌內部的地下水從施工縫或襯砌裂縫產生滲漏。c.局部處治區域出現滲漏水，這是由于開槽埋管型式不夠合理，封閉不嚴密造成的。2)排水溝堵塞。通過對襯砌內部地下水的水質進行檢測，說明地下水內部的水質鐵、總硬度、懸浮物含量都較高。這主要是由于地下水流經礦石層時，在缺氧的環境下礦石中的三價鐵被還原為二價鐵溶于水中。滲出后由于與空氣接觸，被氧化成三價鐵，水解生成不溶于水的氧化鐵和氫氧化鐵，這些沉淀物懸浮在水中。另外，地下水流經巖石層會產生溶出型侵蝕，部分碳酸鹽礦物溶于水中形成碳酸鹽硬度。含有碳酸氫鹽的地下水滲出后流出排水溝，產生大量沉淀物，造成排水溝堵塞。

3 隧道滲漏水處治方案

3.1 隧道襯砌滲漏水處治

1)襯砌滲漏水量較大區域處治。通過前期踏勘和滲漏水調查，對不同情況的滲漏水情況進行處治。襯砌滲漏水量較大時，隧道右洞左側K159+410～K159+510約100 m段落范圍內在邊墻進行打孔集中引流，將水引至排水溝內(因橫向排水位于電纜溝底部，此處須鑿除電纜溝并進行修復)，調查發現的右洞右側邊墻存在多處滲漏水，在邊墻進行打孔集中引流，引流高度為電纜槽以上5 m范圍，將水引至排水溝內；經調查，右洞右側約有40處二襯滲漏水，采用開槽引排的方式進行處治，具體處治方案如圖5所示。對滲漏水量較大的單點線流、股流等襯砌采用鑿槽引排，并結合地質雷達檢測結果確定引排位置。

2)襯砌少量滲水區域處治。襯砌少量滲水區域，采用注漿堵漏法進行處治。邊墻處可采用內注漿，注漿孔使用電沖擊錘成孔，按照滲漏水情況布置，孔深為1/3～2/3襯砌厚度。注漿材料通常采用水泥—水玻璃雙液注漿，注漿壓力控制在0.5 MPa左右。注漿順序先下后上，先無水段后有水段，先水少地段后水多地段，以便于引排。

3.2 電纜溝排水清淤

認真檢查電纜槽內部，進行排水清淤，徹底清除污水、垃圾及淤泥，保持溝內干燥清潔。清理過程中如發現有局部滲漏點或破損處，對破損處進行局部鑿除修補，局部滲漏點采取措施進行防滲堵漏。

3.3 排水溝滲漏水處治

隧道右洞K159+121～K161+736右側1號停車帶至隧道出口段的排水溝進行加深處治。排水溝設計加深尺寸為20 cm，并在底部設置HDPE半管，以減小水流阻力，防止淤積，具體設計如圖6所示。對隧道內部調查發現的53處沉砂池進行加深設置，其余排水溝清理，并同時清理邊溝沉砂池。邊溝加深時需要在路面混凝土上切除50 cm，邊溝完成后進行修復，并在混凝土面板與電纜槽壁之間設置橡膠止水條，以防水沿接縫處產生滲漏。

4 結語

通過調查分析，云臺山隧道襯砌、電纜槽和排水溝存在多處滲漏水，制定方案進行滲漏水情況調查，分析后制定方案進行滲漏水處治，得出以下結論：1)通過對隧道滲漏水嚴重區域進行分析，得出在雨季滲漏水量最大，說明滲漏水主要為裂隙水；2)根據隧道襯砌滲漏水情況，分別對襯砌滲漏水量較大區域采取打孔集中引流，對少量滲水區域采取注漿堵漏法進行處治；3)對電纜溝、排水溝堵塞進行處治，清除電纜溝內部的污水、淤泥等雜物，對排水溝進行加深設置，有效保證了排水效果，防止堵塞。