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高速公路隧道渗水原因及处理技术探究

2014-11-14申林

珠江水运 2014年17期
关键词:处理技术高速公路探究

申林

摘 要:本文主要根据实际案例对高速公路渗水的原因进行了详细的分析,并提出了防治渗水的具体措施,值得同类工程借鉴引用。

关键词:高速公路 隧道渗水 处理技术 探究

1.工程简介

某高速公路全长2.2km,自建成通车以来,一直存在严重的隧道渗水问题,对公路的可持续发展和安全运营造成了比较大的影响。隧道渗水问题作为一个普遍存在的问题,是降低衬砌承载力、腐蚀隧道、致使混凝土开裂冻胀的主要原因,严重威胁了隧道的安全。所以,本文从隧道渗水的原因出发,对处理隧道渗水的措施进行探讨。

2.目前隧道的渗水情况

基于该高速公路的设计与施工等因素,该路通车不久,A、B、C三个隧道就分别出现了渗水,进入冬季后,流入路面的水就会结冰,严重影响行车,衬砌上也常常挂冰。

(1)A隧道××段的渗水问题。自投入使用以来,A隧道××段的洞壁时常出现漏水的情况。渗水主要是发生在离地面3.5m处的边墙上(洞壁两侧)、隧道的拱顶与拱腰处(一般是二次衬砌模板的接缝处)。雨水多的时候,该段隧道的渗水量就会增多,渗水量最多的时候,渗水会流到路面上,一旦气温降低,路面就会结冰,对车辆安全的行驶造成了比较大的影响,衬砌也出现了严重的挂冰情况,此段隧道总长度为169m,均出现了渗水的情况,由于衬砌场强受到渗水的影响,在隧道两边的墙上已有30%的表面出现剥落。依据《公路隧道养护技术规范》(JTG H12-2003),A隧道××段被定为2A级渗水。

(2)B隧道的渗水问题。B隧道共有5个部位出现渗水,渗水的总长度大致是25m,主要在二次衬砌的模板接缝处的拱腰与拱顶处出现渗水,渗水基本不受季节影响,只是雨水多的时候渗水量会增多,气温低的时候衬砌上会挂冰,该隧道的渗水是非连续段渗水。依据《公路隧道养护技术规范》(JTG H12-2003),该隧道被定为1A级渗水。

(3)C隧道的渗水问题。C隧道的渗水部位主要在隧道拱腰处,且渗水量要比B隧道的渗水量大,最大的时候会流到路面上,气温低下的时候,衬砌上的挂冰现象也比较严重。该隧道共有30处渗水,总长度大致是240m。尽管其不是连续渗水,但是隧道整体基本上都有渗水的情况出现,经鉴定C隧道被定为2A级渗水。

3.隧道渗水的原因分析

3 . 1地质环境因素

在该隧道工程中,渗水的水源主要是来自地表水和地下水,(降雨与排水不通畅造成的)。A隧道穿越的地层有灰泥岩、泥岩、石灰岩、石炭纪砂岩、页岩煤层,该地层的围岩类别分别是Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级,A隧道××段顶部覆盖有底层、中层、上层等覆盖物,其中地层覆盖的是泥岩碎石,中层覆盖的是碎石土,上层覆盖的是煤矸石、粉土、碎石、黄土、角砾等,目前其顶部还堆放着很多煤炭。B隧道和C隧道穿越的地层有灰岩、泥岩、泥岩层、二叠系砂岩、石炭系砂岩,围岩裂隙发育,为单斜结构的地质结构。因为在这种地质结构下,可以使地下水很发育,因此,该隧道地质环境中有比较充足的渗水水源。从A隧道的施工材料上可以看出,该隧道只有XX段没有配置防水材料,同时由于XX段是下坡路,通过地表水的冲刷,该段隧道顶部与周围形成了空洞,进而构成地下水的低压力区,逐步成了地下水的行径路线,导致隧道的渗水量在干旱季节时也很大。

3 . 2隧道工程的设计与施工因素

(1)设计因素:基于该高速公路隧道是在早年前构建的,所以防水等级比较低,达不到现阶段的防渗水标准。

(2)施工因素:实施隧道工程时,一是因为没有严格遵照防水设计要求使用防水混凝土,在地下水压较高处,容易因抗渗混凝土的标号比水压低,而导致隧道渗水;二是因为第一次支护平整度比较低,所以进行二次衬砌时,防水板容易被第一次支护的突出处顶坏,进而导致衬砌渗水;三是由于防水板的接缝焊接不紧密,致使防水设施失效,隧道出现渗水。

4.公路隧道渗漏的防治方法

4 . 1隧道渗漏的预防方法

4.1.1提升勘测的精度

在导致隧道渗水的因素中,地质条件是一项重要因素,所以地质勘测工作是非常重要的。在早期的隧道工程中,基于勘测技术与勘测设备的影响,导致勘测工作只是在设计前进行,进而造成勘测结果和实际状况间存在一些不符,制约着工程的施工。为了提升勘测精度,应做好以下几方面工作。一是把勘测工作列入到工程施工的全过程中。随时对施工中的岩爆区、溶洞、暗河、破碎带、裂隙等地质现象进行勘测,以便可以及时修正设计方案或执行二次设计;二是在隧道工程中利用地质雷达来进行预报,经过实践证明该方式效果不错,值得推广;三是基于隧道工程的特殊性,虽然其的勘测点的选择范围比较广泛,但是其勘测面却比较有限,只限于挖掘隧道的断面上,因此勘测工作达不到全面、准确、详细的要求,一般还是运用经验法与工程类比法较多,由此为了保障隧道的安全,在二次设计中应该对隧道的安全系数进行适度的设计。

4.1.2完善防排水设计

当前,在实施山岭公路隧道的工程中,大多数的工程采取的是新奥地利的施工方式,并依据JTGD70-2004《公路隧道设计规范》中的要求,采取复合式衬砌(一堵、两排、两防)来设计隧道的防排水。隧道防水通常是由围岩注浆堵水来做第一道防线,其不仅可以填充围岩裂缝,封闭堵塞渗水通道,还能够发挥锚杆作用,加固围岩。第二道防线就是防水层,其是铺设在紧挨围岩的内壁上的。在防水层的阻隔下,围岩中的渗水就不会渗入隧道,而是在重力的影响下顺着喷射混凝土和防水层之间的间隙流入底部的边沟内。一般防水层是由防水板和其垫层构成的,其中防水板是起到把地层渗水阻隔在二次衬砌外的作用,垫层是起到保护防水板作用,同时还担任二次衬砌和喷射混凝土间的渗水排道。如果防水层出现问题,防水层外面的有压水就会透过防水层渗入二次衬砌混凝土上,由此可见最后一道防线就是混凝土二次衬砌。若严格遵照施工设计要求去配比、振捣、灌注混凝土,交工后的衬砌就不会有裂缝,这时如果有压力不是很大的渗水渗入时,该防线就可以顺利将其阻隔在衬砌外。另外在地表水的上游设置截水导流沟,在地下水的上游设置泄水洞、井点降水,对地表水、地下水进行疏导与截流,使它们不能渗入隧道附近,也是防排水的主要方法。在设计防排水工程时,还需要注意的一点就是要保护生态环境。4 . 2治理隧道渗漏的方法

依据该公路隧道的具体状况,渗水治理应依据防、截、排、堵相配合的综合治理原则来开展渗水的治理计划,治理时应分成三个步骤:

一是在隧道的拱腰衬砌结构处、拱顶结构处、围岩处进行注浆,进而降低深入到隧道中的地下水,使衬砌和围岩可以紧密的贴在一起,进而降低衬砌结构的受力。

二是封闭堵塞衬砌上的裂缝,以保证衬砌表面不发生渗水。通过对比,因速效堵漏剂具有速凝、速硬、瞬间止水、抗渗抗裂、没有毒害、运输存储简便、早强高强等性质,所以应选用其进行封堵裂缝。

三是配置排水管,利用开槽埋设暗管的方式将衬砌后的水疏导排出,并把渗水和衬砌后的水导入到排水管内,利用排水管将其排到隧道外。

5.结语

隧道防水工程作为一个隧道防排水是一个复杂系统的工程,是整个隧道施工的主要构成部分。因此,在施工的过程中要将充分认识到隧道防水工作对隧道质量造成的影响。使用合理的预防措施。本高速公路隧道由于防渗工作没有做好,导致出现了严重的渗水情况,对隧道的运营造成了比较大的影响,通过对渗水的原因进行具体的分析,使用截、防、堵、排相结合的措施对隧道渗漏问题进行了治理,取得了良好的治理效果,值得同类工程借鉴引用。

参考文献:

[1]邵强.隧道内渗水产生的原因及防治措施[J].民营科技,2008,(12):23-25.

[2]韩石,赵海.公路隧道防排水措施[J].青海交通科技,2005,(04):33-35.

[3]吴晓蓉.隧道渗水原因分析及处理方法[J].城市道桥及防洪,2004,(05):101-103.[4]桂铬.云阳山隧道渗水地段防排水综合处治措施[J].湖南交通科技,2009,(04):58-59.

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