路啸

摘 要：经济的飞速发展使交通运输领域的发展也突飞猛进，为了使交通出行更加便利，我国进行了铁路隧道的大规模建设。但是，由于设计、原料、施工、地质等多方面的影响，导致大部分的隧道都会有不同程度的渗漏水病害。运营期隧道渗水病害多个方面造成不可挽回的损失，例如因隧道内的湿度增加，引发电路故障，危害交通安全等等。虽然国内的技术都取得了不小的进展，但是我国在隧道防排水方面的工作和技术仍然不够成熟，还需要进一步的研究和改进。本文从无损害检测和治理两个方面对运营期隧道渗水病害进行了研究，希望能够为我国隧道防水技术的发展以及施工工作提供参考。

关键词：隧道;滲漏水病害;无损检测;治理

中图分类号：U457 文献标识码：A     文章编号：1001-5922（2021）10-0189-04

Research on Nondestructive Inspection and Treatment of Tunnel Leakage Diseases During Operation Period

Lu Xiao

（China Railway First Survey And Design Institute Group Co.， Ltd.， Xi an 710043，  China）

Abstract：With the rapid development of economy， the development of transportation field is also advancing by leaps and bounds. In order to make transportation more convenient， we has carried out large-scale construction of railway tunnels. However， due to the influence of design， raw materials， construction， geology and other aspects， most of the tunnels will have different degrees of water leakage diseases. During the operation period， the tunnel water seepage disease caused irreversible losses in many aspects， such as the increase of humidity in the tunnel， which caused circuit failure， and endangered traffic safety. Although domestic technology has made considerable progress， our work and technology in tunnel waterproofing and drainage are still not mature enough， and further research and improvement are needed. The paper studies the tunnel water seepage disease during the operation period from two aspects of non-destructive detection and treatment， hoping to provide reference for the development of tunnel waterproof technology and construction work in China.

Key words：tunnel; water seepage disease; non-destructive testing; treatment

0 引言

随着中国经济的发展，交通领域也得到了突飞猛进的发展，为了更加便利人们的生活，中国进行了大规模的隧道建设，中国的隧道施工技术、装备技术等都取得了长足的进步。隧道的大规模建设一方面可以在一定程度上使行车路线线形更加标准，从而缩短行车距离，节约行车能耗。另外，隧道的修建可以避开道路滑坡、坍塌等灾害区域，从而减少危险的发生，还可以减少对于地表植被的破坏，实现人与自然的和谐共处。另一方面，隧道的修建对于地区经济的发展也起到了积极的促进作用。但是由于施工工艺技术、施工材料、施工设计等方面经验欠缺，以及另外一些干扰因素的影响，大多数隧道在运营一定时间后会出现各种方面不同程度的病害，例如，渗水漏水病害、冻害、裂损等，其中，渗水漏水在隧道病害中是最为普遍的病害。隧道拱顶部位渗水、滴水，拱脚部位淌水，隧道的缝隙部位渗水、滴水，墙面渗水等等都属于隧道渗水漏水灾害。隧道在运营期间渗水漏水灾害会使隧道内的湿度增加，引发电路故障，危害交通安全，还会引发其他病害的发证，严重影响交通运输的正常进行。若不及时对渗水漏水灾害进行控制，其发展越来越严重，引发其他一系列的灾害，甚至会造成隧道衬砌结构的破坏，严重威胁道路的行车安全，制约交通运输行业的发展。因此，必要采取一定的措施对隧道渗水漏水灾害进行防治。在对隧道进行渗水漏水灾害防治过程中需要有系统、全面的方法和程序，否则容易引起不必要的损失甚至造成更严重的病害。文章对运营期隧道渗漏水病害无损检测及治理措施进行了研究，对于隧道的安全运行有重要意义。

1 无损检测

无损检测是利用声、光、电等各种方法，利用精密的仪器，在不破坏隧道结构、威胁隧道安全的情况下，迅速、准确地对混凝土的强度、密实度、缺陷等进行检测，从而了解隧道结构的材质状况、墙壁背后的地质情况等，从而判断隧道具体裂化情况、分析其原因，从而更进一步的对其进行修复。不同于有损检测，无损检测在检测过程中仪器设备简单、操作简便、施工费用较少，而且不会对隧道结构造成破坏，可以重复进行检测等优点，是目前在隧道病害检测中常用的检测方法。隧道渗水漏水无损检测的方法很多，例如红外热成像技术、脉冲回波探测技术、地质雷达探测技术等等，文章中主要针对地质雷达探测技术进行介绍。

1.1 地质雷达探测技术原理

地质雷达探测技术通常通过脉冲反射波的形式对雷达图进行反映，在进行雷达检测后对获取的资料数据进行分析、处理便可得知隧道介质的分布情况以及相关的参数。地质雷达探测技术的原理图如图1所示。水的相对介电常数为81，干燥的混凝土等地下介质的相对介电常数小于10，随含水量的增加岩土的相对介电常数会随之增大，地质雷达探测技术利用反射波进行隧道结构背后水分的探测具有较大的优势。

1.2 现场检测方法

根据隧道中的实际情况，避开障碍物，沿隧道纵向进行雷达测线的布置。在利用地质雷达对隧道衬砌背后地质和水分进行检测时，利用500MHz的屏蔽天线，探测的深度大约为2.5m。在探测过程中，发现疑似含水部位时，在原有雷达测线的位置进行雷达测线的加密布置，进一步对含水部位进行确定。

1.3 雷达标定及参数调试设置方法

在检测之前用常规方法对隧道的某一段可测量厚度的部位进行厚度测量，并测量该隧道段衬砌混凝土的介电常数。根据雷达图确定衬砌与围岩界面，确定衬砌混凝土的介电常数，通过介电常数进一步计算出隧道该段的厚度，进行检测参数的标定，使通过测量计算的厚度与该段的实际厚度保持一致，从而更进一步地对隧道进行探测。

在进行参数调试时，先对隧道中的渗水漏水严重部位进行探测，探测结束后专业人员对探测结果和数据进行分析，然后再对检测中发现的疑似含水部位进行验证，进一步对参数进行调试，保证检测结果的准确性。

1.4 检测结果的处理

在地质雷达探测完成后得到原始的雷达波，然后对其进行一系列二维滤波处理，并对干扰波进行压制和剔除，从而突出有效波，根据有效波图形对电磁波的特征进行分析，从而对雷达图像进行进一步解析。

2 治理措施研究

根据渗水漏水的部位和形式，隧道渗水漏水病害主要可以分为点状、面状漏水，接缝漏水、基底水害和集中涌水这几种类型，在对其进行防治过程中可以从隧道渗水漏水病害的类型出发，实现分类治理。

2.1 点状漏水的治理

点状漏水可根据漏水的压力大小或者空洞的大小以及混凝土的结构缺陷等具体情况，采用直接堵塞或者注浆堵漏两种方法进行治理。

（1）直接堵塞法。在漏水的压力、空洞较小，同时混凝土结构的密实性较好的情况下可以采用直接堵塞法进行点状漏水的治理。需要注意的是，该种方法需要选择凝结速度快、抗渗性能好、粘接性能好的材料进行施工。施工方法，利用钻井机以漏水点为中心，根据漏水范围钻设直径为30mm左右、深度为10～200mm的孔，然后用高压水枪对孔洞进行冲洗，然后再选用合适的材料和水泥砂浆等制成与空洞大小相近的锥形块，在锥形块初凝时置于孔内用于堵塞空洞，再用力挤压使其与孔洞紧密贴合，用注浆材料对表面进行修补，最后对该部位进行养护，时间为2～3d。

（2）注浆堵漏法。在漏水的压力、空洞较大，或者混凝土结构的密实性较差的情况下，可以采用注浆堵漏法进行点状漏水的治理。同样，在进行注浆材料选取时，需要采用灌装性能好、抗渗性能好、粘接性能强、固化后强度较高的注浆材料。如果遇到围岩破损严重而导致渗水漏水较严重的情况，则通常采用向隧道衬砌后的围岩或者回填层进行注浆的方式进行治理。利用压力泵增加压力将浆液压入渗水漏水的缝隙等部位。

2.2 面状漏水治理

一般采用刮、刷、喷等工艺对面状漏水部位铺设防水层的方法进行治理。防水层需要采用抗渗性能好、凝结时间短、有一定弹性、粘接性能好，同时又能在渗水漏水部位牢固粘接的材料。通常用于隧道墙面防水的防水层材料主要有防水砂浆、无极渗透结晶材料、沥青涂料以及其他的一些改性材料等等。需要注意的是，在有机防水涂层的使用过程中容易发生“鼓包”现象，因此在用有机防水浮层进行面状漏水治理时需要做好保护措施;而在无机防水涂层的使用过程中需要做好养护，因为其在使用过程中容易发生开裂和脫皮现象，导致漏水治理效果较差。

2.3 接缝漏水治理

接缝处的漏水一般为线状漏水，主要治理方法是利用剔槽在接缝处增加排水沟，再利用有弹性的密封材料进行密封。用于密封的材料需要具有高弹性、粘接性能好、抗渗性能好、耐老化等特点，在目前的治理过程中主要密封材料一般为高分子弹性材料，例如改性沥青、密封胶以及各种橡胶等材料。但是在隧道接缝漏水治理过程中发现，由于渗水漏水导致基面潮湿，密封材料粘接交困难，而且在使用过程中密封材料的压缩恢复率会逐渐降低，导致密封效果不理想，一定时间以后仍会出现渗水漏水的现象。因此，在接缝漏水治理过程中应不断探索新的密封材料，延长密封时间。

2.4 基底水害和集中涌水治理

隧道中发生基地水害和集中涌水的情况较少，在基底水害发生时主要依靠隧道建设时设置的排水系统进行排水，在排水系统堵塞或者不完善的情况下一般采用引流或者降低水位的方式进行排水。如果隧道的墙脚部位发生大范围的渗水，则造成这一现象的原因主要是衬砌背后的防水板遭到破坏，同时底板的排水管堵塞，因此可以在水沟内进行打孔同时引流从而减少渗水。如果渗水的范围较大，且渗水漏水量较大时，则一般采用降低水位的方法，采取一定的措施使隧道施工基面周围的地下水位降低，防止漏水使土沙流入。针对不同的漏水情况可采取设置排水孔、降低排水沟、钻孔排水、在围岩中打入集水管等方法来降低水位。隧道中如果发生集中涌水的情况，则需要采用注浆治理的方法进行治理。

3 应用实例分析

某山区的高速公路隧道自建成通车以来，在隧道进口3000m左右的范围内，发生隧道渗水漏水现象，对于行车安全造成严重威胁。针对这一情况，采用文章中提出的无损检测方法对隧道结构背后的含水区域进行检测。在隧道合适位置布置4条测线，具体的位置如图2所示。

无损检测过程中若发现疑似含水的区域，则继续在原有的测线周围加密布设测线，进一步确定含水区域。通过无损检测最终确定隧道左右幅结构背后的含水情况，得到如表1所示的结果。

上述结果均通过钻孔进行了验证。通过上述实例证明通过无损检测的方法得到的隧道含水部位结果较为可靠。在确定了隧道含水部位后，通过封补、注浆、充填、引排等治理措施进行治理，改善隧道的运营状态，进一步保障隧道的安全运营。

4 结语

运营期隧道渗水漏水的发生会对隧道的正常运营以及隧道的环境产生影响，甚至会对车辆的安全带来威胁。随着经济的发展，投入运营的隧道逐渐增多，为保障隧道的正常运行，需要制定合理的方案对隧道渗水漏水进行防止，及时发现隧道中可能会出现的渗水漏水部位，并针对实际情况采取合理的措施进行治理，以保证能够及时预防、及时治理，保证隧道的结构安全和运营安全。

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