辽宁新发展公路科技养护有限公司 沈阳市 110103
摘要：随着公路网的不断完善和发展，一大批隧道工程相继投入建设和运营，通过对已投入运营隧道的调研分析，发现已建隧道渗漏水正严重影响着隧道的正常运营和使用寿命。隧道渗漏水问题不仅产生在施工阶段，设计不周密、运营管理不完善，也会直接影响隧道的防水性能。因此，对于隧道防水性能的管理，应贯穿于隧道的全寿命周期。
关键词：隧道；衬砌空洞；数值模拟；渗漏水；病害治理
1研究公路隧道渗水原因及处治技术应用的现实意义
公路隧道工程中渗漏水是最为常见的病害，会导致隧道路面出现湿滑与积水问题。当工程处于严寒季节，还会形成溜冰与挂冰现象，进而对车辆驾驶人员的行车安全造成威胁。具体而言，隧道结构中的衬砌材料会发生劣化，继而降低材料施工使用的耐久性。为此，公路隧道工程建设人员应从渗漏水病害原因出发，提高病害处治措施的应用控制效果。此工程状况下，公路隧道工程的施工建设就能以高耐久性与可持续状态作用于涉及地区的道路网络系统环境。故，研究人员应将其作为改善当前道路交通网络系统运行现状的关键，以缓解现代化经济建设背景下的交通运输压力。
2高速公路隧道渗水原因及处治原则
公路隧道工程构造复杂，它涉及工程地质、结构力学、空气动力学、光学、自动控制和工程机械等多种学科，技术较为复杂。而且，公路隧道一般都处于崇山峻岭之中，无绕行可能，如果隧道内出现严重渗漏水、衬砌开裂或设施故障等情况，就会妨碍交通，进而使整个交通线完全处于中断状态，给公路交通造成恶劣影响。隧道养护人员通过实地考察，发现地表雨水是造成隧道渗水的主要原因。根据相关数据统计，隧道渗水通常发生在地表降水期与降水后短期内。地表降水量越大，渗水量也就越大，而在冬天，隧道洞内通常会悬挂大量冰块。隧道进出口浅埋段是渗水现象聚集的地方，这是由于该处岩体的构成部分以角砾状泥灰岩为主，很容易产生地表水下渗现象，加上隧道修建时间比较早，其防水等级并不高，长时间受渗水影响，功能被削减。
因为隧道渗水病害对高速公路的有序运营可造成严重的威胁，经过专家们的多次论证，可以知道高速公路隧道渗水病害的处治原则主要为：以不形成塌方及冒顶为基础的背景下，主要实施加固措施，同时还开展封堵、整修裂缝、防漏以及防渗四种辅助处治措施，进而取得对渗水病害进行综合处理的效果。
3隧道渗水危害
经过分析，可以将隧道渗水分为5个部分，分别为：（1）长时间受渗水影响，侵蚀隧道衬砌，使其逐渐被破坏。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆围岩强度及其稳定性由于受渗流与泥沙流失影响，呈现减少的趋势，甚至能够再次对衬砌产生破坏影响，使其背后形成空洞，埋下隐患；（2）冬季隧道渗水不断受冰融影响，使衬砌混凝土产生冻胀开裂现象，可形成拱墙受到变形破坏，进一步破坏隧道衬砌结构；（3）隧道产生渗水可以加快钢筋腐蚀速度，从而削弱衬砌承载力，不利于隧道的安全运行；（4）渗水可加重隧道机电设备的腐蚀情况，减少设备的效率及寿命；（5）非常容易致使隧道路面出现积水的现象，尤其在冬季更加容易结冰，使隧道的行车环境不断恶化，进一步导致隧道安全事故不断出现。
4隧道渗水处理技术
4.1排水处理
隧道施工需穿越复杂地质环境，受周边地下水影响较大，若未及时做好排堵措施，地下水极易透过缝隙渗透到隧道内，特别是地下水丰富地带，极易引起涌水、涌泥灾害发生。因此，做好施工期间防排水工作十分必要，主要包括以下方面：①隧道施工前，做好周边环境调查，修建排水沟，及时排除地表积水；②依据水文地质勘探资料和现场实际调查资料，预测可能出现地下水的地段及水量，制订切实可行的排水方案和措施；③施工过程中，及时、准确记录各部位出水量及水质，与预测结果进行比对，及时调整和改善排水方案及措施。
4.2选材处理
复合防水系统是由初期支护、防水层、二次衬砌共同作用形成的综合防水系统，其施工质量的好坏直接影响着隧道防水的效果。在选购材料时一定要做到“三证齐全”，对每一批次材料均要进行相关性能的检验、试验，对质量不合格的材料坚决予以退回，并做好材料进出场台账。衬砌混凝土作为复合防水系统的重要组成部分，其质量的优劣直接影响着防水效果的好坏。混凝土拌和站与施工场地距离应适宜，减少混凝土运输时间。在进行混凝土配制前，一定要严把材料质量关，粗骨料宜选用级配良好的碎石材料，细骨料宜选用中粗砂，并对其含泥量进行检测；水泥宜选用干缩性小的普通硅酸盐水泥，添加外加剂以减少用水量降低泌水率。混凝土运抵施工现场后，应对其坍落度、含气量、泌水率进行检测，混凝土泵送过程应连续不间断。
4.3基底处理
围岩渗漏水是导致隧道渗漏水的主要原因。因此，在初期喷射混凝土支护前必须对围岩渗漏水处做好防范处理。隧道设计规范中规定，隧道渗漏水措施应以排为主，防、排、截堵相结合。排水是将围岩面渗漏水处通过排水盲沟及排水管道设施汇集入隧道排水系统，以达到引流渗漏水的目的。除做好排水措施外，在地质软弱破碎地带及围岩渗漏水处采用注射水泥浆液的方法进行地层加固处理，稳定地层结构、阻断渗流通道，达到围岩堵漏的目的。复合防水层是由初期支护、防水层、二次衬砌共同作用形成的复合防水系统，以抵御隧道渗漏水。其施工流程如下：围岩面开挖与处理→初期喷射混凝土支护→铺设防水层→二次衬砌模筑混凝土。虽然在防水层的上下两面均为混凝土结构，但因其施工工艺不同，致使混凝土性能截然不同，初期支护混凝土表面粗糙、密实度差，二次衬砌混凝土表面平整、密实度高、性能良好。隧道在使用过程中，受外界荷载作用，围岩易变形从而引起内力及位移的重分布。但由于初期支护与二次衬砌混凝土性能不同，因而在内力、位移重分布过程中其变形不协调，易对介于两者之间的防水层造成不良影响。特别是在初期支护混凝土面粗糙处，易引起防水层发生剪力破坏，形成过水通道，影响防水效果，因此，在进行防水层施工前必须加强对基底粗糙处的处理。其处理措施如下：（1）检查喷射混凝土表面是否有裸露钢筋、锚杆及其他突出附件，若存在，应对其周边混凝土进行凿毛处理，处理深度应使钢筋及其他附件切断位置嵌入混凝土不小于5mm为宜，其后对切断部位采用砂浆抹平。（2）初期喷射混凝土初凝前应及时进行抹面处理，降低混凝土表面粗糙度。
4.3地表处治措施
因为地表降水是造成隧道渗水的主要原因，因此在隧道顶面处应该合理地设计一些排水沟，一般主要在洞边仰坡开挖线3～5cm以外处设计截水沟，在急流槽提供的帮助下，顺利连接路基边坡碎落台排水沟，由此可以有效将洞顶与隧道边仰坡两者地表水的排泄能力提升，进而预防渗漏现象的形成。
本文全面研究并阐述了隧道全寿命周期内的渗漏水预防和控制措施：在设计阶段对于隧道防水设计应重点做到专人设计、地质详勘与结构设计相结合；在施工阶段应重点做好隧道内、外排水系统、以排为主，截、堵结合，严格把控防水卷材及混凝土质量，控制好初期支护混凝土面平整度，加强细部结构施工管理，采取更为合理的施工工艺；在运营管理阶段应重点加强特殊地段的监测和巡视，及早发现问题，预防事故发生。
参考文献
[1]晁洋洋.大岩隧道渗漏水原因分析及治理[D].重庆交通大学，2017.
[2]潘海泽.隧道工程地下水水害防治与评价体系研究[D].西南交通大学，2009.
[3]刘会迎.公路隧道病害成因机理及防治措施研究[D].西南交通大学，2007.
论文作者:张超
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第14期
论文发表时间:2018/9/27
标签：隧道论文; 渗漏水论文; 混凝土论文; 围岩论文; 防水层论文; 病害论文; 措施论文; 《建筑学研究前沿》2018年第14期论文;