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隧道及地下工程渗漏水问题

2015-10-21王跃彬

装饰装修天地 2015年8期

王跃彬

摘要:造成隧道漏水问题的原因是很多因素共同作用的结果,既有设计上的,也有施工上的,隧道的管理同样对隧道漏水问题的产生负有不可推卸的责任。要想彻底的解决隧道的漏水问题,不仅要从根本上完善设计质量,特别是隧道工程防排水设计要符合工程所处的地质水文环境,更要加大施工期间的管理及保证施工的质量,防水材料选择也是很重要的,好的防水材料对防止隧道漏水有很大的作用。本文对国内隧道在漏水问题及其原因做了详细的分析,并从中总结大量的经验教训,促进各种隧道防排水技术的发展,减轻乃至避免渗漏水对隧道的种种危害。

关键词:隧道及地下工程;渗漏水;防排水

前  言

改革开放以来,我国的经济发生了翻天覆地的变化,经济的发展带动了交通的发展,交通的发展又反过来促进了经济的发展。在这个过程中,作为交通基础设施中重要组成部分的各种隧道工程也在迅速发展。隧道愈建愈多,隧道愈建愈长,隧道的建设条件和结构形式愈来愈复杂,我国各种隧道的数字记录不断被刷新。但是,在我国隧道建设取得巨大成就的同时,也应该看到,许多隧道也不同程度地出现了各种质量问题,其中尤以隧道渗漏水这一通病最为突出。

一、隧道渗漏水的危害

隧道渗漏水问题不仅影响了正常通行车辆的安全,而且还影响了隧道通风、照明系统的工作寿命,造成运营设施的锈蚀,影响隧道结构的耐久性。在高寒地区,隧道的渗漏水还与冰冻互为因果,危害更大,使防治更难。隧道渗漏水及由此带来的危害主要表现在:

1. 隧道在渗漏水的长期作用下,可能造成侵蚀破坏。地下水长期渗流,大量泥沙流失,导致围岩强度和稳定性降低,隧道衬砌背后出现空洞,威胁结构安全。

2. 在围岩有地下水并且有侵蚀的情况下,对衬砌与隧道内的设备的腐蚀更严重。渗漏水不仅腐蚀衬砌内的钢筋,更严重腐蚀隧道内的运营设施。为了提高隧道服务质量,现代隧道内增添了大量的运营设施,这些设施大部分都对水比较敏感,渗水、潮湿环境下电气设备运营效率降低、设备腐蚀与损耗增大,寿命明显降低,并可能引发安全事故。

3. 由于隧道渗漏造成的路面积水,恶化行车环境。在高速公路上,路面潮湿甚至积水,降低了轮胎和路面的附着力,是公路隧道内安全事故增加。

二、渗漏现象及其发生原因

隧道内出现渗漏水主要表现为以下一些现象:湿渍、渗水、水珠、滴漏及线漏等。一、从埋下渗漏隐患的过程看,渗漏可能由于设计、施工等方面的因素引起:

1. 属于防水设计的原因有:设计人员不能全面掌握构造物地区的地下水状况,对防排水设计认识不足,造成防水设计不合理;没有根据隧道洞室的性质与防水部位的结构特点而合理选择防水材料;对地下防水工程的防水标准等级未能做到合理确定,未能正确确定防水方法。

2. 属于防水施工的原因有:施工队伍不正规,施工人员不能按设计正确施工,卷材防水层数擅减,搭接不规范,粘结不密实,涂抹层厚度薄不均匀及节点未做密封处理;使用的防水混凝土强度过高,收缩性大而产生裂缝,或防水混凝土抗渗强度过低,无法抵抗压力的渗漏,施工材料中混入泥土等杂物等。

三、从防排水失效位置看,隧道渗漏原因有以下几种:

1. 隧道结构外防水失效,地下工程中采用外防水,其本意就是用防水材料形成一个隔水屏障,但是常有不尽人意的后果。除材料本身有问题外还有以下几个方面的原因:

⑴ 结构变形过大或裂缝过宽,已经超过了材料的延伸极限,导致防水膜断裂。⑵ 防水层的完整性存在缺损,在铺设防水层时,存在一个防水层的搭接问题,如若搭接不良,就会给地下水提供渗漏通道。另外,喷射混凝土基面不平整以及基面上外露的锚杆、钢管等尖锐物也是造成防水层破损的重要原因。⑶ 防水层与基面粘结不良,在浇注二次衬砌时,造成防水层的空鼓、脱落等问题,并由此导致了防水层的破损。

2. 结构接缝变形使防水失效,在隧道及地下工程中为便于施工而设置施工缝,以适应结构变形的需要,避免防水混凝土超过允许拉应力而设置变形缝。而地下工程最令人头痛的渗漏部位正式变形缝和施工缝。目前国内既有隧道的渗漏水有 70%以上表现在衬砌结构的“三缝”上,即伸缩缝、沉降缝、施工缝。出现渗漏后处理起来还比较容易,一般采用注浆就可以堵漏。可是变形缝的渗漏很难根治,用常用的化学注浆治理在短期内可以见效,但时间久了,又旧病复发,究其原因,关键在于结构仍在温度和沉降等因素的影响下产生相对运动,而浆体不能适应结构的变形,所以防渗漏水也不能长久。隧道的变形缝通常设有三道防线,即在迎水面处缝内嵌有弹性密封膏,中间是中埋式止水带,最内面又是弹性密封膏嵌缝。即使设了三道防线,在变形缝处的渗漏机会仍然很高,究其原因有以下两个方面:

⑴ 用于密封的弹性密封膏不易做好。原因之一是支承面平整度不能满足要求,弹性密封膏在承受外水压力下,由于缺乏可靠的支承而使其超出了弹性范围。原因之二是密封膏与结构粘结面没有处理好,密封膏没有与结构的基面很好粘结,浇注下一阶段的混凝土时很容易使其松动脱落。⑵ 中埋式止水带也存在搭接问题,形成一个封闭的防水圈相对不易。止水带破损、位置设置不正以及止水带周围混凝土未能振捣密实,尤其是在拱部止水带的下侧会疏松和积聚相当多的气泡以致形成水的通路,这些都是造成变形缝渗漏的重要因素。

3. 衬砌混凝土结构自防水失效,尽管采用了种种方法和措施配置了防水混凝土,但最终混凝土结构还是出现了渗漏,究其原因主要有以下几个方面:

⑴ 对混凝土结构自防水的认识有些片面。在工程实际中,往往只侧重于混凝土的抗渗等级,认为混凝土的抗渗等级越高,结构自防水能力越高,而忽视了施工与养护对结构防水的重要性。结构自防水并非单纯提高混凝土的抗渗等级就能做到。⑵ 混凝土结构本身存在缺陷,如由于配合比不合理或施工技术引起的混凝土表面蜂窝麻面,在混凝土搅拌中加泥夹杂,振捣不够,漏振、跑模、漏浆等因素都有可能导致自防水失效。⑶ 衬砌混凝土结构出现裂缝。隧道的裂缝一般表现为拱部、墙部的环向裂缝和纵向裂縫。如果衬砌结构一旦出现贯穿裂缝,那么抗渗等级再高的混凝土也做不到自防水。

四、 结束语

隧道及地下工程在运营后的渗漏水情况是一个一直以来困扰专家们的头痛问题,也是当前隧道及地下工程中突出的质量通病以及需要深入解决的课题,渗漏水给隧道结构的服役和隧道环境的恶化带来的后果是严重的。“十隧九漏”的现象通过努力还是能够解决的,只是这个过程可能有点漫长,现有的隧道通常都存在漏水现象,由于隧道的隐蔽性,要想彻底根除漏水的病害,不是一个简单的任务,所以,我们在研究何种防水材料的同时,也要关注既有隧道的治理工作,以保证隧道工作的正常运行。

参考文献:

[1]杨其新,蒋雅君,刘东民,盛草樱,叶大为.隧道及地下工程喷膜防水.西南交通大学出版社.

[2]吕康成等.温度对寒冷隧道渗漏的影响分析.东北公路.

[3]薛绍祖.地下建筑工程防水技术.中国建筑工业出版社.

[4]吕康成.公路隧道防治水若干新技术.国际隧道研讨会论文集。2002.