山區(qū)高速公路隧道滲水病害機理及處治對策

1、Word文檔 山區(qū)高速公路隧道滲水病害機理及處治對策 隨著我國大路網(wǎng)不斷完善，投入運營使用的隧道越來越多。隧道作為地下構(gòu)筑物，受地質(zhì)條件影響施工較為困難，隧道建成后，某些隧道區(qū)段存在拱墻背后空洞、襯砌厚度不足等施工缺陷，在地下水影響下，極易引發(fā)各類病害，如襯砌滲漏水開裂、掉塊，隧底裂損、下沉與翻漿冒泥、上拱，排水系統(tǒng)凍害等。隧道病害的存在降低隧道的使用功能，威逼隧道運營平安。隧道病害的緣由涉及到環(huán)境、設(shè)計、施工、運營維護等多個方面，如何探明隧道病害發(fā)生氣理，提出有效的防治及處治措施仍舊是當前隧道工程的重難點問題。 本文依托鶴大高速丹東段全線隧道工程，統(tǒng)計分析隧道病害分布特征，結(jié)合丹東管段隧道滲

2、漏水實例，以滲水病害為主，探析滲水病害發(fā)生氣理，針對發(fā)生的各類病害問題制定隧道滲水病害處治對策，以期為同類隧道病害分析及處治供應(yīng)借鑒。 工程概況 （一）隧道概況 鶴大高速丹東至通化段于2021年9月26日通車運行，全長197公里，起點位于遼寧與吉林交界處，止于丹東古城子村。沿途穿越遼寧東部山區(qū)，該地區(qū)為山嶺重丘地貌，高速大路橋隧比高達30%，尤以丹東至桓仁段居多。鶴大線丹通段內(nèi)共有48座隧道，總長度為45241米，隧道分布較密集，其中特長隧道2座，中長隧道38座，短隧道8座。遼東地區(qū)受海洋季風(fēng)影響，年降雨量較大，地下水資源豐富，同時地處北方，冬季溫度低，屬季節(jié)性冰凍區(qū)。冬季寒冷漫長，凍霜時間長

3、。自2021年9月開通運行以來，經(jīng)過近七年的時間對48座隧道的日常及定期檢查發(fā)覺，其中30余座隧道在冬季發(fā)生了不同程度的滲漏水，冬季隧道滲漏水病害已成為隧道主要病害。 （二）滲水病害概況 1 滲水病害統(tǒng)計 每年至11月末左右，部分隧道相繼消失不同程度的滲漏水現(xiàn)象，直至次年4月初結(jié)束。給高速大路行車平安帶來極大隱患，隧道的修建破壞了山體原始的水系統(tǒng)平衡, 隧道成為所穿越山體四周地下水聚集的通道，在隧道防排水施工中，工藝質(zhì)量不達標，極易照成隧道滲漏水現(xiàn)象發(fā)生。通過對管段內(nèi)隧道滲漏水觀看發(fā)覺，滲漏點主要集中在四個部位（見圖1）：（1）施工縫處滲漏水；（2）邊墻拱腳處涌水；（3）車行橫洞或人行橫洞內(nèi)涌

4、水；（4）中央花管堵塞引起的路面返水。 2 滲水危害 大路隧道滲水病害降低了隧道的服役性能，嚴峻威逼正常運營平安，主要危害表現(xiàn)為以下幾方面。 （1）受低溫影響，漏水點位于拱部的隧道會于滲水點處形成冰柱，懸掛在拱頂或拱腰處，若不準時處理，掛冰脫落簡單對過往車輛照成威逼，滲水量較大時，掛冰越積越大形成巨型冰柱，侵入隧道建筑限界內(nèi)，嚴峻危及行車平安。 （2）隧道排水溝因結(jié)冰堵塞，致使隧道排水困難，水溝凍裂破損，破壞隧道排水系統(tǒng)； （3）隧道滲漏水水量較大，滲漏點較多時，會在隧道路面形成大面積結(jié)冰，極易引發(fā)交通事故。 （4）隧道滲漏水會侵入防火噴涂、邊墻瓷磚空隙中，在低溫凍脹的影響下，致使噴涂、瓷磚起

5、鼓脫落，對隧道內(nèi)的附屬設(shè)施產(chǎn)生不良影響，并影響行車舒適性以及隧道內(nèi)的美觀。 （5）滲漏水會對隧道內(nèi)電力設(shè)施造成不同程度的破壞。隧道內(nèi)的通風(fēng)及照明設(shè)施大部分為鋼鐵制品，水加快了鋼鐵的銹蝕速度，影響其使用壽命，增加了隧道的維護費用，嚴峻時會造成隧道機電的短路、漏電進而引發(fā)火災(zāi)等嚴峻危害。 （6）隧道滲漏水會導(dǎo)致襯砌材料混凝土材料劣化和砂土流出，使圍巖松弛而成為外荷載，引起病害。 滲水病害發(fā)生氣理及處治對策 （一）滲水病害發(fā)生氣理 通過資料調(diào)研、查閱和現(xiàn)場的實地勘查，認為造成隧道滲漏水病害的緣由主要有以下幾個方面。 1、遼東地區(qū)年降雨量較大，山體內(nèi)地下水資源豐富，隧道建成以后，破壞了圍巖內(nèi)原有的水系

6、平衡和應(yīng)力平衡，隧道為了達到新的平衡，需承受地層內(nèi)部水壓力和圍巖壓力，隧道大部分位于地下水位線以下，使得襯砌背后水壓較高，長期聚積后易沿隧道防水薄弱處（防水板焊接縫和防水板破損部位）滲透，一般通過沉降縫或施工縫滲漏至隧道內(nèi)部。 2、隧道四周裂隙水中的含鈣化學(xué)物質(zhì)和混凝土析出物易造成隧道排水系統(tǒng)堵塞，使襯砌背后水流不暢，水流無法排出，進而形成滲漏。 3、在隧道施工中，由于施工材料的選擇和施工質(zhì)量問題，簡單造成隧道防排水系統(tǒng)存在肯定的缺陷，為地下水供應(yīng)了遷移的途徑。隧道防排水系統(tǒng)保溫措施不完善。遼東地區(qū)冬季寒冷，據(jù)統(tǒng)計發(fā)覺，隧道滲漏水主要發(fā)生在11月末至次年4月初之間，此時間段隧道內(nèi)氣溫大部分時間

7、內(nèi)處于0 以下，極限氣溫達到-29，因此低溫是影響隧道滲漏水主要因素。隧道防排水系統(tǒng)的保溫措施無法滿意實際要求，水結(jié)冰導(dǎo)致隧道防排水系統(tǒng)水流不暢。由于沒有準時疏通，造成隧道部分縱向排水管、縱向排水管檢查井及橫向排水管堵塞嚴峻，導(dǎo)致襯砌背后水無法排出，水壓不斷上升，迫使水流沿襯砌防水薄弱處流出，形成滲漏。此外隧道中央花管洞外出水口段結(jié)冰堵塞，導(dǎo)致隧道內(nèi)排水困難，也會引發(fā)滲漏水現(xiàn)象發(fā)生。 4、隧道防水系統(tǒng)存在缺陷。在施工過程中，存在防水板被刺破造成破損、防水板焊接不夠密實存在縫隙、防水板與混凝土之間空隙過大、止水帶缺失或安裝反向等施工問題。防水層由于受施工質(zhì)量、材料質(zhì)量等因素的影響，在隧道運營期間

8、簡單產(chǎn)生破壞，襯砌背后的水簡單在施工縫處聚集，此種狀況較多引起施工縫消失滲漏水，特殊是墻角部位的滲漏水尤為嚴峻。 5、隧道排水系統(tǒng)施工不完善。由于施工問題，造成隧道內(nèi)環(huán)向盲溝、縱向排水管和橫向排水管之間連接不實，無法形成閉合環(huán)路，水從排水缺口處流出，形成滲漏。部分隧道由于排水需求大，橫洞內(nèi)橫向排水管無法滿意排水要求，水量聚集過大造成車行橫洞和人行橫洞涌水。 6、二襯質(zhì)量缺陷。二次襯砌在施工中質(zhì)量、厚度、防滲性不達標也會引起滲漏水的發(fā)生。二次襯砌混凝土雖然具有肯定的防水性，但施工中可能由于振搗不到位，混凝土與橡膠止水帶等防水結(jié)構(gòu)粘結(jié)力量較差，在外力作用下易分別，此種狀況會引起施工縫處消失滲漏水現(xiàn)

9、象。 （二）滲漏水病害處治對策 1、應(yīng)急防治對策 冬季是隧道滲漏水多發(fā)時期，由于滲漏水發(fā)生的突發(fā)性、不確定性及其危害的嚴峻性，對隧道滲漏水的應(yīng)急處治顯得尤為重要，結(jié)合寬甸段隧道管養(yǎng)閱歷，針對不憐憫況的隧道滲漏水，提出兩種應(yīng)急處治措施。 （1）加強日常巡查 大路隧道養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范規(guī)定高速大路隧道檢查不小于 1 次/周, 特殊是在雨季或冰凍季節(jié)更應(yīng)增加日常檢查的頻度。寬甸地區(qū)每年11月末左右進入冬季，隧道滲漏水進入了多發(fā)時期，這段時間應(yīng)支配應(yīng)急車輛及隧道養(yǎng)護人員對隧道進行每日兩到三次的巡查，重點觀看隧道內(nèi)施工縫，施工縫墻角、車行橫洞及人行橫洞等易發(fā)生滲漏水病害位置。加強對隧道排水系統(tǒng)的定期檢查，觀看

10、隧道外排水口水量大小，保證隧道排水系統(tǒng)的暢通。檢查宜實行徒步的目視檢查為主, 配備必要的檢查工具或設(shè)備，準時記錄檢查結(jié)果并整理備案，做到第一時間內(nèi)發(fā)覺險情，將隧道滲漏水危害程度降到最低。 （2）人工除冰防滑 對管段內(nèi)全部發(fā)生滲漏水隧道觀看發(fā)覺，大部分滲漏點滲水量較小，滲水點往往由于冰凍而停止?jié)B漏，滲水時間維持在一天到兩天之內(nèi)。對于已經(jīng)發(fā)生滲漏的隧道，在滲漏點處或有結(jié)冰地方賜予過往車輛警示標志。拱頂有冰柱懸掛的隧道準時支配升降車輛和工人對冰柱進行清除，路面有結(jié)冰的隧道要支配人員進行人工除冰，除冰完成后撒布適量防滑劑，防止二次冰凍。針對漏水量較大，漏水持續(xù)幾十天不止，路面大面積結(jié)冰的狀況，實行在漏

11、水點處架設(shè)導(dǎo)流設(shè)施（排水槽、排水管）或支配車輛接水運輸至隧道外的方法處理，同時組織人員進行除冰防滑工作，在人工作業(yè)中要做好施工平安，必要時對道路封閉并配備人員疏通交通。 2、隧道滲漏點處治方法 針對隧道病害類型及特點，提出4種針對滲漏點處治的方法，經(jīng)過多座隧道的運營實踐表明處治效果良好，可為同類隧道滲水病害處治供應(yīng)借鑒。 （1）注漿封堵法 對于滲水量較小的施工縫處，采納注漿封堵的方法進行處理，以期達到充填裂隙，凝聚土體，隔斷水源之目的，。詳細施工工藝如下：布孔。依據(jù)滲水面積和位置，用電鉆在滲水縫處布設(shè)注漿孔，孔深為混凝土厚度的一半，用清洗機清洗注漿孔。埋入注漿管，由快硬防水砂漿固定注漿管，并抹

12、壓縫的表面（圖2）。注漿。用智能高壓注漿泵通過注漿嘴向孔內(nèi)注入水溶性聚氨酯堵漏劑，該材料遇水馬上生成一種不溶于水的膠狀物以510倍體積膨脹于縫中（圖3）。清理及外觀處理。注漿完成幾天后，割除注漿管外露部分，并用防水砂漿抹平表面，留意調(diào)整砂漿顏色，保證襯砌的整體外觀質(zhì)量。在鶴大高速多條隧道施工縫滲水治理中，采納了新型環(huán)保PTN接縫膠進行治理，PTN接縫膠相比傳統(tǒng)接縫膠有密度小、粘結(jié)強度高、耐久性好、基材廣泛、環(huán)保等優(yōu)勢，在鶴大高速隧道滲漏水治理工作上取得了良好的效果。 （2）剔槽疏導(dǎo)法 對于隧道內(nèi)滲漏水量較大的漏水點，采納剔槽疏導(dǎo)方法，將水引走排出，不使其集中侵蝕。詳細施工方法是在漏水點處(施工

13、縫位置) 打孔放水，打孔完畢后從打孔處豎直鑿一條倒梯形槽，槽底應(yīng)落在滲水的裂縫上，用鋼絲刷清除槽中混凝土殘渣并用清水沖洗槽及四周，然后在槽中固定PVC排水管（外用透水布包裹），將水直接引到隧道中央花管中排出，排水管四周配備電伴熱帶，最終用防水砂漿抹平并涂抹防水護面劑（約1.5mm厚）。 （3）增設(shè)橫向排水管 對于橫洞內(nèi)橫向排水管無法滿意排水要求，導(dǎo)致的橫洞涌水，采納增設(shè)橫向排水管的方法。在原橫向排水管下方位置鑿槽，放入適當口徑排水管并與原隧道內(nèi)縱向排水管、環(huán)向盲溝連接，與隧道內(nèi)排水系統(tǒng)形成閉合回路，保障橫洞襯砌中的水順當排出，最終用防水膠嵌縫，填充水泥漿并抹平，與襯砌外觀保持全都。 （4）中央花管疏通法 對于隧道中央花管排水不暢引起的隧道路面返水，邊墻根部涌水的現(xiàn)象，采納疏通中央花管的方法進行治理。通過對隧道外排水口水流大小分析隧道中央花管的堵塞狀況，有條件可以使用管道機器人設(shè)備進入中央花管查找堵塞位置，挖開堵塞位置對應(yīng)路面對隧道內(nèi)中央花管進行徹底清淤疏通，加強中央花管出口段的保溫措施，提高中央花管的抗凍力量使水溝排