隧道施工病害的成因分析及防治措施探讨
王锋++王艳明
[摘 要]为了避免在隧道施工过程中出现隧道渗漏水现象，一定要认真分析隧道渗漏水的具体原因，并有针对性的进行预防和治理，本文主要分析了隧道渗漏水的原因，并根据实际应用提出治理方案，进一步提升隧道渗漏水的治理效果，避免以后施工中出现类似问题。
[关键词]隧道渗漏水；原因分析；治理措施
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0177-02
1.隧道渗漏水造成的危害
隧道渗漏水是现阶段隧道工程中比较常见的病害之一，其造成的危害和损失也是难以估计的。隧道渗漏水会使游离的氯离子和二氧化碳吸附于钢筋表面，导致该处PH值快速降低，对钢筋表面钝化膜造成破坏，导致钢筋混凝土结构中的钢筋发生锈蚀，从而影响隧道的结构安全，缩短了隧道的使用年限；如果处于寒冷地区的隧道中发生渗漏水，会随着季节的变化产生反复冻融的现象，这种情况将导致隧道结构遭到破坏，严重者将失去使用功能，同时隧道渗漏水造成路面结冰，使路面摩擦力降低而发生交通事故；除此之外渗漏水还会使隧道内空气湿度增加，对隧道内各种设备和设施造成损坏，影响隧道的使用功能。
2.隧道渗漏水的成因分析
隧道渗漏水的主要原因可分为两类：自然因素和人为因素。自然因素主要包括设计勘探时工程地质较复杂、施工时改变隧道周边区域水文等方面。人为因素则包括设计选线不合理、设计考虑不全面、现场施工不规范、运营维护不当等方面。
2.1 地质方面的原因
①由于隧道工程的特殊性，一般情况下施工区域均位于山谷之间，地质构造较复杂，在埋深较浅、上层滞水较为发育、岩石破碎、节理较发育的地段比较容易发生渗漏水的现象。
②由于山体中的地下水比较发育，正常情况下高水位向低水位補充、渗透，形成了相对稳定的循环系统。但随着隧道的掘进，岩体结构被逐步破坏，形成了临时采空区，造成地下水的径流方向发生改变，使地下水向开挖后的隧道汇聚，为隧道渗漏水埋下了隐患。
2.2 设计方面的原因
通常隧道所处位置地下水系均较发育，长时间极易形成水碱，造成隧道二衬背后排水盲管中的小孔堵塞，导致二衬后地下水水位增高，水压力逐步增大，极易在防排水及二衬薄弱处形成渗水病害；如果是中心排水沟堵塞，在荷载的反复作用下，水会通过毛细作用向面层外渗，造成路面积水，过早损坏，而且影响行车安全；在运营期间，由于排水沟内的水中含有大量易沉积的杂质，随着时间的推移，排水沟内的堆积物会越来越厚，造成出水口被堵塞，无法正常排水，导致排水沟内水位持续上升，在二衬边墙薄弱处形成渗水病害。
一般情况下，隧道在防排水设计中通常不考虑在底板设置防水措施，仅仅依靠抗渗混凝土的特有性能或各结构层的错缝浇筑来达到防水的目的，所以隧道底板属于防水性能最差的部位。在隧道施工过程中，由于隧道拱部及边墙均设置有防水板，因此水会通过最薄弱的底板外渗。
2.3 施工方面的原因
使用质量不合格的防水板。隧道防水质量的好坏直接取决于防水材料的选择，常用的防水板包括EVA、ECB、PE、PVC等。检测的性能指标通常有断裂拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度、不透水性、加热伸缩率、耐碱性等。在施工过程中，由于施工单位的管理不到位或有意为了降低成本，使用了不合格的防水材料，造成断裂拉伸强度、延伸率不足，焊接性能差，耐碱性不满足要求，使防水板并未起到防水的作用，造成隧道二衬渗漏水。
防水板铺挂不规范。施工时随意采用射钉或钢筋刺穿防水板，导致防水板补丁过多；铺挂防水板前未切除喷射混凝土外漏的锚杆；防水板焊接质量不合格，搭接宽度不够，搭接不平顺，出现褶皱；防水板铺挂松弛度过小，造成浇筑二衬混凝土时防水板被撕裂；焊接二衬钢筋时未对防水板采取保护措施，烧坏防水板；铺挂时防水板未嵌入设备预留洞室。
排水管安装不规范。常见的通病有纵向排水盲管未采用防水板反卷包裹或包裹不严实，在浇筑二衬混凝土过程中堵塞排水盲管；纵向排水盲管未按设计标高固定或固定不牢固，在浇筑混凝土时盲管位置发生偏移，形成死弯，导致排水不畅或不能排水；纵向排水盲管与环向盲管、横向引水管未采用三通管连接或连接不紧密，造成排水效果不佳；未对初期支护表面分散的单个漏水点采取引排措施。
施工缝和变形缝施工不规范。在封闭二衬端头模板时，中埋式止水带未采取有效的定位措施，造成浇筑混凝土时位置发生偏移、扭曲、变形，未能起到隔水的作用；不清楚背贴式止水带的正确安装要点，将背贴式止水带反向安装；施工缝和变形缝处的二衬混凝土未振捣或振捣不到位，造成与止水带接触的混凝土松散；止水带本身存在质量问题，在较短的时间内发生老化，形成间隙而渗漏。
二次衬砌开裂。通常情况下，二衬易出现环向、纵向、斜向及交叉裂缝，产生裂缝的原因比较复杂，施工方面的原因主要有：二衬混凝土厚度、强度不足，在外力作用下产生裂缝；拱顶端头部位混凝土浇筑不饱满，形成拱顶月牙形裂缝；二衬基础底部虚渣未清理干净，造成不均匀沉降，产生纵向或斜向裂缝；浇筑混凝土过程中间歇时间过长，形成冷缝；拆模时间过早，养生不及时；混凝土和易性较差，浇筑时漏振或振捣不密实，造成内部疏松，形成贯穿的孔眼；沉降缝设置不合理，在外力作用下产生裂缝；由于超挖或塌方处理措施不到位，造成衬砌背后回填不密实，引起开裂。
⑥施工过程中未对盲沟和盲管进行有效的保护，在浇筑混凝土或注浆过程中使盲沟和盲管堵塞，地下水无法有效排除，造成衬砌背后的地下水越积越多，衬砌长时间在高水压的环境下极易产生渗漏水。
3.隧道渗漏水的治理措施
3.1 进洞前的防排水处理
在隧道施工前，需对隧道所在区域内的地表水进行排查，分析地表水的补给方式和来源情况；若地表存在泉眼，应埋设导管将泉水进行引排；隧道区域附近的低洼地应填平，不得积水；按设计要求在隧道洞顶做好截水沟，防止地表水对洞口仰坡的冲刷，并与路基边沟顺接成排水系统；将勘探用的探坑用粘土回填并分层压实；洞顶高位水池在选址时，宜考虑设在远离隧道轴线处的位置，并做好防渗防排措施。endprint
3.2 开挖过程中的防排水处理
若在隧道开挖过程中出现涌水，通常采取“以排为主，防、排、截、堵相结合”的综合治理原则。可先在涌水较集中的围岩处打孔排水，再进行喷锚施工；若涌水面积较大，可在围岩表面分散设置透水管进行引排，然后再进行喷锚施工；若涌水严重，需在围岩表面设置集水孔，一边排水一边进行喷锚施工，在喷射混凝土完成后，用引水管連接集水孔将水引入排水沟内。若隧道涌水导致周边区域内的地下水位降低，影响到附近居民的生活用水时，则不能仅采用引排水来解决隧道渗漏水问题，需采用超前小导管预注浆堵水或超前围岩预注浆堵水等辅助施工方法进行处理。
3.3 防排水材料的规范施工
防水板尽可能采用无钉铺挂，固定点间距应满足拱部不大于0.8m，边墙不大于1.2m；严格按规范要求铺挂防水板，确保搭接宽度不小于10cm，采用机械双缝焊接；焊接钢筋时应加设隔板，防止烧伤防水板；铺挂前，应确保初支面大面平顺，无裸露的锚杆头；严格控制纵向排水管的高程；铺挂防水板时预留足够的长度确保可以反卷包裹纵向排水管；中埋式止水带应采用钢筋卡固定在端头模板上，确保在浇筑混凝土过程中不发生位移。
3.4 二次衬砌混凝土浇筑与控制
严格控制砂、石、外加剂等原材料的进场质量，定期进行检验，施工时严格按照施工配合比进行拌制，不得随意调整；衬砌混凝土泵送时不宜过快，安排专人统一指挥，避免出现漏振、过振等现象；二衬浇筑过程中应加强对排水盲管的保护，安排专人进行检查，避免发生堵塞。
3.5 隧道二衬渗漏水的处理
大面积集中渗漏水。从低到高依次对二衬背后脱空处进行注浆，在渗漏处混凝土表面布置注浆孔，注浆孔呈梅花形，用注浆针注超细水泥浆或环氧树脂等化学浆液，充填混凝土内部空隙及细小裂缝。若渗漏水呈水滴状时，需在衬砌渗漏部位沿裂缝走向凿宽50mm×深50mm的沟槽，沟槽内埋设与沟槽宽度相当的半圆胶管将水引入边墙排水沟内，用无纺布覆盖半圆胶管或防水堵漏剂封堵，最后用防水混凝土进行封堵。
特殊部位渗漏水治理。特殊部位的渗漏水指预埋件、电缆灯具支架、螺栓孔及预留孔洞等部位的周边渗漏水。一般先采用注浆针注超细水泥浆或水溶性聚氨酯等可注性较好的材料，然后将渗漏水周边凿开，在螺栓或预埋件上套遇水膨胀橡胶圈，用防水砂浆抹平，表面再采用水泥基结晶材料进行处理。
4.结束语
随着隧道施工管理越来越规范化，人为因素导致的隧道渗漏水病害将越来越少，只有通过科学的设计，并在施工中不断总结经验，因地制宜，才能促进隧道工程质量水平稳步提升，为交通运输事业做出贡献。
参考文献
[1] 范忠勇.某隧道渗漏水原因分析及施工处理技术[J].土工基础，1004-3152（2013）02-0047-03.endprint
