公路隧道渗水问题及防治论文_张智

公路隧道渗水问题及防治论文_张智

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摘要:随着社会经济的飞速发展,我国交通业也在快速稳步的发展,同时,公路的发展规模也在不断的扩大,隧道工程在城市建设中的应用越来越多。但是由于设计、施工、以及地质等各方面的原因,使得一些隧道产生严重的结构变形、开裂、渗水等危害,其中较为严重的就是隧道渗水问题,对隧道的运营造成了比较大的影响,对高速公路的有序运营可造成严重的威胁,影响了隧道作为快速安全交通通道的功能。本文浅析了公路隧道施工渗水的问题,并提出了一些防止措施。

关键词:公路隧道;渗水;问题;防治

一、公路隧道渗水的主要原因

(1)一些公路隧道由于防水设计等级设计标准过低,再加上年久失修,使得防渗性能达不到标准要求,从而出现渗水现象;

(2)在混凝土施工的过程中,因为没有遵循设计标注要求,特别是在地下水压比较大的地方,由于抗渗混凝土标号不能够抵抗水压而出现了渗水现象。另外,混凝土在浇筑的过程中,常会因为施工振捣不密实,不均匀等现象,使得渗漏水的毛细管通路,引发渗水现象;

(3)支护施工质量出现问题。在公路隧道施工中,一般会采用先拱后墙工艺,但这种工艺常会因循环进尺短衬砌紧跟以衬代支的问题,从而造成衬砌接缝过多,增加接缝处理难度,提高了渗漏的可能性,一些接缝达不到防水的要求,就会出现渗水现象;

(4)由于拱顶二次衬砌混泥土的密实度不够,使得在后期施工中围岩受压力增大,造成隧道内拱腰部位置的衬砌出现纵向拉伸裂缝,从而发生拱顶衬砌被压碎或者掉块问题,导致隧道出现渗水现象;

(5)由于自热水在空气中会对二次衬砌混凝土产生一定的碳化作用,使得形成漏水孔隙或者电缆槽拥堵漏水等问题。

二、公路隧道渗水的主要危害

(1)长时间受渗水影响,侵蚀隧道衬砌,使其逐渐被破坏。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。

三、公路隧道渗水的治理原则

公路隧道的渗水问题一般发生在地表降水期和降水后短期内。当地表降水量越大时,渗水量也越大,在冬季,隧道内还会悬挂大量的冰块。在隧道的进出口浅埋段是发生渗水现象最多的地方,这是因为这里的岩体结构部分是以角砾状泥灰岩为主,很容易会产生地表水下渗的现象,在加上隧道修建的时间较长,防水等级偏低,使得长时间受渗水影响,功能被削减。由于隧道渗水病害对高速公路的有序运营能造成非常严重的威胁,所以经专家们的多次论证,得出公路隧道渗水问题的治理原则主要是:在不形成塌方和冒顶的基础背景下,实施加固措施,同时,开展封堵、整修裂缝、以及防漏和防渗四种辅助治理措施,从而取得对渗水病害进行综合处理的效果。

四、公路隧道渗漏的防治方法分析

4.1提升地质勘测的精度

地质条件是导致隧道渗水的一个非常重要的因素,因此进行地质勘探工作是非常重要的。在过往的隧道工程中,由于勘测技术和勘测设备的影响,使得勘测工作只是在设计前进行,从而造成勘测结果和实际状况间存在着不符,使得工程施工受到严重的制约。因此,为了能提升勘测精度,应做好以下三个方面的工作。

(1)将勘测工作灌入在工程施工的全过程中。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆并要随时对隧道施工中的溶洞、暗河、岩爆区、以及裂缝等地质现象进行勘测,以便能及时的修改设计方案,或者是能及时的进行二次设计;

(2)在隧道工程中,采用地质雷达来进行预报能得到不错的效果,值得推广;

(3)根据隧道工程的特殊性,其勘测点的选择范围相对比较广泛,但是其勘测面却比较有限,只限于挖掘隧道的断面上,所以,勘测工作不能达到一定的标准要求,通常还是采用经验法和工程类比法较多,所以,为了确保隧道的安全,在进行二次设计时,应对隧道的安全系数进行适度的设计。

4.2选择铺贴柔性防水材料

在衬砌砼施工前,应在喷射混凝土内侧铺设一层柔性防水材料,这一层柔性材料的作用非常大,一是多做了一道防水,保证防水工程质量;二是避免在灌注混凝土时,漏水不断侵入混凝土中,增大水灰化,从而使质量下降,降低抗渗压力,失去防水作用;三是把衬砌混凝土与喷射混凝土拱部隔开,当衬砌混凝土收缩时,不受约束而造成拉裂缝隙。鉴于结构特殊性,选择防水材料有以下几个方面要求:

(1)柔性材料具有较高的强度和断裂伸长率,当结构混凝土发生沉降或热胀冷缩产生裂缝时防水材料不致损坏;

(2)材料能适应一衬喷射混凝土不平表面,且对表面无干燥度要求;

(3)成本低,适合大面积防水层选用;

(4)无毒,材料及施工过程中不产生有害气体,适用于隧道内通风不良的施工条件。

4.3预注浆和暴露注浆堵水

隧道开挖前,根据地质勘探资料及涌水量大小确定预注浆方法。压流具有抗渗功能的灌浆材料在衬砌外壁形成环形的固结体,构成“隧道防水屏障”。虽然它主要用来控制地面沉降,但实际是隧道防水的第一道防线。注浆在加固软弱破碎围岩,保护了岩层的同时,堵住了隧道内的股水及较大零星散水。

4.4采用化学灌浆法进行封堵

对于一些渗水点或者不适合用引水措施处理的裂缝,可以采用化学灌浆的处理方法。

(1)沿着裂缝凿槽,并将槽内的杂质清楚干净;

(2)设置灌浆空腔以及埋设注浆管,然后采用速性材料对外面进行封缝处理,并根据裂缝的粗细以及深浅选择注浆管埋设的间距,且要注意埋设注浆管头时,必须要做一定的技术处理,防止漏浆;

(3)对封缝的效果进行严格的检查,如果有漏气现象必须要及时的进行重新封闭处理;

(4)要根据隧道施工现场的实际环境条件,配置合理可行的灌浆液;

(5)根据自上而下,从深到浅的工序进行灌浆。如果灌浆时相邻的注浆头出现浆液,就必须要停止压浆,并要把灌浆管移至相邻注浆针头继续灌浆,直到灌浆能符合标准;

(6)等到浆液凝固后,凿去注浆管,将表面用水泥浆压实抹平。

五、结束语

总之,渗水问题是公路隧道工程中非常常见的质量问题之一,且隧道渗水的因素也非常多。公路隧道渗水现象不但破坏了隧道的安全运行,还会在一定程度上阻碍我国交通的发展。所以,相关施工人员应对公路隧道渗水现象发生的原因进行详细分析,并不断的研究出科学、合理、系统的防止渗水问题发生的防治措施,同时,还要遵循预防为主,防治结合的原则,尽可能的降低渗水问题的发生率,从而使公路能正常有序的运转。

参考文献:

[1]张志勇,傅钱俊,方文俊,等.桃树垭隧道塌方原因分析及处治方案[J].中外公路,2010,16(3).

[2]赵华.晋阳高速公路隧道渗水原因分析及处治方案[J].山西建筑,2011,28:170-171.

[3]王睿.隧道工程渗水原因分析及防治措施研究[J].廊坊师范学院学报(自然科学版),2010,02:100-102.

[4]刘靖.高速公路隧道施工全过程风险动态分析与反馈设计方法研究[D].长安大学,2013.

论文作者:张智

论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第1期

论文发表时间:2018/5/8

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