公路隧道渗漏水及处理措施分析论文_田敏儒

公路隧道渗漏水及处理措施分析论文_田敏儒

贵州中交贵都高速工程建设有限公司 贵州省贵阳市 550000

摘要:近年来,国家公路快速发展,隧道工程建设也越来越多,隧道的渗漏水突出也越来越受到重视。本文主要对公路隧道渗漏水的分类及其原因进行了总结,公路隧道渗漏水的处理主要是采取以排为主,排、堵相结合的处理方式,对其排水和堵水方案进行了重点分析。

关键词:隧道;渗漏水;处理方法

引言

隧道渗漏水是现代隧道工程中比较常见的一种问题,隧道内的渗漏水问题主要表现在墙、拱的漏水、渗水、滴水以及公路路面冒水等多个方面。渗漏水不仅会导致衬砌内钢筋腐蚀,衬砌耐久性降低,水进入路面,导致路面湿滑,危及行车安全,冻区还会发展为冻害。由此可见,隧道渗漏水不仅会对隧道的结构安全带来不利影响,还会危及行车安全。因此,本文以隧道渗漏水治理为切入点,对公路隧道渗漏水病害的分类以及产生原因进行分析,在此基础上研究相应的防治、治理措施,并提出防排水的优化措施。

1渗漏水病害的分类

隧道在运营期间出现渗漏水的形式和程度是多样的,本文通过现场的调查,查阅文献、归纳分析,根据渗漏水的严重程度和渗漏水的水体来源对渗漏水病害进行分类。(1)根据渗漏水的表观形式,可以分为:①点渗漏,衬砌渗漏状态呈现滴水状,或者线状滴水,是点的漏水;②缝渗漏,又称线状渗漏,渗漏水顺着衬砌裂缝呈线状或者窄带状分布;③面渗湿,该种渗漏水的主要现象是衬砌出现大面积的潮湿,但是无滴落现象,当出现滴漏水时,称之为面渗漏。(2)根据渗漏水量,分为渗水、滴水、漏水成线和成股射流。(3)根据渗漏水的水源,可分为地下水和地表水。

2隧道渗漏水的原因

(1)地形地质原因。公路隧道多建于丛山峻岭之中,地质构造和水文环境较为复杂。穿越碎屑岩区和碳酸盐岩地质区,地表水系丰富,降雨量大,雨后常有山洪。而隧道围岩破碎、节理发育、裂隙水丰富地段正是隧道渗漏水多发地段。(2)设计的原因。隧道衬砌的横截面厚度、衬砌混凝土强度等多方面因素都会影响隧道的抗渗防漏能力,但隧道防排水结构设计才是隧道抗渗防漏能力的重中之重。忽视对隧道防排水结构的设计,衬砌渗漏水现象要远比有充分防排水措施的隧道严重。(3)施工方面的原因。隧道施工中的开挖、支护、养生等各阶段的施工质量不过关造成的混凝土裂缝、松散、孔眼等形成渗漏水通道。同时,止水带和防水板的不规范安装施工,纵向环向排水设施的堵塞失效也加剧了隧道渗漏水的发生。(4)材料因素。工程中的混凝土结构在养护期间,很容易导致裂缝,从而产生渗水问题。因此,在施工和养护过程中,应采取合理的措施减少混凝土的干燥情况,保持混凝土结构的湿润,以免引起结构开裂。

3隧道渗漏水处治方法和工艺

3.1堵水

(1)直接堵漏法。各类快速凝固的堵漏材料反应时均释放出大量的热量,待凝固后必然产生收缩,新老界面再次开裂,渗漏水现象依然存在。另外,堵漏材料无法充填至渗漏水裂隙内部,水体仍在被灌体内“游动”,达不到彻底治理的目的。

(2)直接涂抹法。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆不论哪一类抹面防水材料都只能用于无渗水的基面上,只是对基层含水率要求不同(0~15%之间)而已。但结构含水率与结构渗漏水是2个完全不同的概念。前者不受渗透压力作用,因而不产生除重力作用引起的位移以外的其他方向运动;后者受到渗透压力作用,经过孔隙和贯穿裂隙向某一方向流动,与渗透压力和裂隙率有关。凡属涂抹防水材料,在其反应的过程中难以抵御渗漏水的袭扰,无法与基面牢固粘结。(3)注浆工艺。目前,封堵隧道集中高压力漏水(或涌水)多采用注浆工艺,虽有成功的案例,但多数效果不理想。其问题在于:①在具有渗透压力的渗漏水作用情况下直接进行注浆,势必使得前期注入的浆液被渗漏水所稀释,大大降低了凝胶体的力学性能;②在注浆过程中,注浆压力是逐步升高的,浆液在被灌体内是以“脉冲”形式向前推进的,极易造成“超扩散”现象,在凝胶体内形成诸多的“弱面”,为再次渗漏水留下隐患;③若采用单液注浆,反应剂的配合比无法控制;若采用双液注浆,甲乙两液是通过各自的路径注入被灌体内,浆液的配合比例仍然难以控制,且浆液的混合也极不均匀,胶凝体抗渗强度和抗挤出强度均难以达到治理工程的要求;④注浆通道设置不合理,注浆嘴沿裂缝直接埋入,没有满足“六面受压”这一注浆的必要条件。

3.2排水

(1)开槽埋管引排水处治工艺如下。在隧道衬砌表面浸渗、滴漏处环向凿除衬砌混凝土开槽至电缆沟内;将槽内清理、冲洗干净后,设置带孔排水软管,其外用土工布包裹;用封水材料封闭槽口,其外恢复防火涂层与周边衬砌平齐。此方法具有排水处治效果明显,处理后衬砌表面平整美观等优点;但其也有施工工艺相对复杂,处理后不能养护清理,随时间推移容易被水中钙化物堵塞等缺点。(2)纵向排水管优化。纵向排水管一般顺路面结构敷设,排水管的坡度多在0.3%~3%,小坡度的排水管,容易出现泥沙淤积和排水速度慢的问题,所以建议在特殊地区,应增大纵向排水管的坡度,或设置多级、分级排水,提高纵向排水管的排水能力。(3)加强衬砌排水。隧道出现渗漏水的直接原因是初支和二衬之间的防排水层破损失效,地下水穿过初支,到达防排水层,防排水层由于施工的因素,出现破损,水进入二衬,进而渗漏流向路面,而这一问题基本上无法避免。如果全断面敷设盲管,会极大增加造价,而且由于二衬施工,也会挤压、堵塞排水管,排水效果也十分有限,布置毛细排水管,也存在造价过高的问题,而且排水能力也有限。因此,工程师提出在初支和二衬之间人工造孔,在较低的成本下,尽可能提高排水能力。人工造孔是利用电热进行融蜡造孔,在模筑混凝土施工前,将包裹石蜡的电热丝铺设在初支或者防水层的表面,固定后浇筑混凝土,待混凝土完全凝固后,通电加热,使石蜡受热融化,然后流出,从而形成排水的通道。这种通道不会受到二衬施工的影响,而且排水路径多,排水的可靠性高,石蜡流出后,电热丝可以在下一个循环中继续使用,降低造价。

结束语

综上所述,隧道病害具有多元化的特点,需要对常见病害进行科学的判断,尤其是衬砌裂缝及渗漏水病害,应从源头进行分析,通过优化设计、加强施工过程控制、明确最佳治理方案,使施工工艺更加合理。希望通过本文的概述,可以为隧道衬砌裂缝和渗漏水问题的解决提供可靠的借鉴。

参考文献

[1]高劲松.公路隧道渗漏水病害发生机理及对策研究[D].长沙:中南大学,2014.

[2]付威.公路隧道渗漏水机理分析及治理对策研究[D].成都:西南交通大学,2013.

[3]姬兵亮.公路隧道渗漏水病害的预防措施研究[J].山西交通科技,2015(1):17-19.

论文作者:田敏儒

论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期

论文发表时间:2019/9/20

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