高速公路运营隧道渗漏水类型及成因分析

2016-12-18卫轶科

四川水泥 2016年3期

关键词：止水条成因病害

卫轶科周雄

（招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆 400067)

高速公路运营隧道渗漏水类型及成因分析

卫轶科周雄

（招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆 400067)

由于种种原因，在已运营的高速公路中，大量隧道出现渗漏水现象，不但影响隧道结构的安全性和耐久性，而且对于形成“水帘洞”和路面出水的情况，更是对行车造成很大的安全威胁；本文通过对几条高速公路隧道的调查，对隧道渗漏水类型进行了总结，并在此基础上深入分析其原因，希望能为以后隧道的设计、施工、养护和病害处治等工作提供一些帮助。

隧道；渗漏水；渗漏分类；成因机理

0 引言

截至2015年，我国高速公路通车里程已达125373公里，为我国经济发展做出了巨大贡献；但事物总是有两面性的，一个高速发展的事物，总会掩盖发展中的很多问题；高速公路要快速建设，但相关一些建设理念、设计方法、施工工艺等的发展却步伐缓慢，使得在运营过程中，逐步暴露出很多问题，隧道渗漏水病害就是一个典型例子。

隧道渗漏水是隧道病害中最常见的一种类型，并且占有很大比例，它不但影响隧道结构的稳定性和耐久性，而且对隧道内机电设备的正常工作产生诸多的不稳定性，而最突出的问题就是威胁行车安全，造成交通事故。基于贵州省境内几条高速公路的隧道渗漏水病害调查结果，本文主要研究了隧道的渗漏水类型以及成因机理，希望能为以后隧道的设计、施工、养护等工作提供一些力所能及的帮助。

1 隧道渗漏水分类

1.1 从渗水量的严重程度分类

根据现场目测渗漏水部位的渗水量情况，可分为浸渗水、滴水、流水、涌水这四种类型，渗水以表面湿润为主，手摸有水份，滴水是水以不连续滴状为主，流水是以股状水柱连续流出，涌水是在出水点带压喷出的状态，具体可见下图：

图 1.1.1 渗水

图1.1.2 流水

图 1.1.3 涌水

1.2 从渗漏形状分类

按渗漏形式可分为点渗漏、线渗漏、面渗漏。点渗漏是以局部某个点为渗水中心形成的；线渗漏主要是呈带状出现的渗漏，分为两种情况，一种也是最常见的三缝，即施工缝、沉降缝、变形缝，另一种是衬砌裂缝；面渗漏是衬砌表面出现大面积连续浸湿面。具体可见下图：

图 1.2.1 点渗

图 1.2.2 线渗

图 1.2.3 面渗

1.3 从渗漏位置分类

从这次调查的情况来看，隧道内任何位置都有渗漏的可能，具体有路面、边墙、施工缝、衬砌裂缝、设备箱、横洞等，具体可见下图：

图 1.3.1 路面

图 1.3.2 边墙

图 1.3.3 施工缝

图 1.3.4 衬砌裂缝

图 1.3.5 设备箱

图 1.3.6 横洞

2 成因分析

隧道渗漏水形式的多样化，究其原因，主要有设计、施工、材料等方面的原因。隧道渗漏水说明防水系统已经失效［1］，第一道是防水板，然后是“三缝”的防水，最后是衬砌混凝土的自防水；隧道结构的形式也会成为渗漏水的原因，典型的就是连拱隧道[2]。

2.1 防水板

防水板是隧道防水的关键，也是最容易出问题的地方，经过分析，主要有以下几个原因：

（1）铺设面的问题：初期支护喷射混凝土面不平整，尤其是三级围岩，光面爆破控制不好的时候，造成洞身凹凸不平，有尖锐凸起；同时锚杆、超前导管外露过长，没有完全割除；

（2）防水板铺设时，过紧或过松，浇筑时或被泵送砼的压力挤破，或被卷入砼中；

（3）防水板自身的完整性以及老化：防水板的搭接长度不够，焊接质量不合格，焊缝宽度不足等；绑扎钢筋时，被钢筋刺破，电焊烧穿，又没有补焊；防水板材料老化失效。

2.2 施工缝、变形缝、沉降缝

在隧道渗漏水中，“三缝”渗漏水所占比例最大，在此次调查中，达到70%，由此反应出接缝的处理在隧道结构中的重要性。通过分析此次调查的结果，我们分析“三缝”渗漏水的主要原因有以下几点：

（1）接缝防水设计理念陈旧，设计方法老套；

（2）止水条质量不合格；

（3）施工的质量问题：止水条设置预留不合理；在预留缝里安装止水条后，被水污染，影响后期止水条的性能；止水条固定不牢固，浇筑时脱落或无法保证止水条与衬砌截面垂直。

2.3 衬砌混凝土的自防水

衬砌混凝土的防水有两方面的含义，一个是自身的防渗性能，一个是混凝土开裂后形成的裂缝所造成的渗漏水。

局部的点渗漏就是混凝土自身的抗渗性能差，混凝土内部出现渗漏水的通道；混凝土自身抗渗性能出现问题，主要与配合比的设计、材料的选取、施工和养护有关系。

衬砌裂缝的渗漏水比例占到了25%[3]，并且还严重影响到结构的安全性。衬砌裂缝主要分为两种[4]：第一为结构性裂缝，由外部荷载和次应力引起的裂缝，此类裂缝所占比例较小，从目前国内外资料看，占 20%；究其原因，一方面由于隧道地质情况突变、外力撞击、地震等因素引起；另一方面，隧道施工造成的衬砌欠厚部分处容易形成应力集中，这些地方混凝土抗力不足引起开裂。第二种为非结构性裂缝，由混凝土自身收缩变形、不均匀沉降、有害物质侵蚀等原因造成。

2.4 排水系统破坏

隧道衬砌的排水系统有环向、纵向、横向和中心排水管组成，任一管道出现问题，都会造成排水系统不畅，主要有以下几种情况：

2、各种管路之间连接不够牢固，在二衬浇筑时容易彼此脱落；

3、纵向排水盲管上半部分不打孔，使衬砌背后的水容易在边墙角汇集，在一定水压下容易从施工缝、边墙角渗出；

4、隧道周围裂隙水中含大量杂质、钙化结晶物等，造成了衬砌后排水系统的堵塞；

5、中心排水管堵塞，水会在堵塞位置或中央检查井处的路面直接冒出。