富水地區(qū)高速公路營運隧道滲漏水治理技術(shù)的研究

文/張強

1 前言

云霧山隧道渝遂高速（重慶段），為分離式特長隧道，全長3580m，隧道凈高5.0m。在車道兩側(cè)設(shè)電纜溝槽、檢修道。隧道重慶端洞門為削竹式，成都端的洞門為端墻式，隧道橫穿云霧山，因云霧山特殊的地質(zhì)地貌，圍巖破碎，裂隙發(fā)育，加之區(qū)域氣候濕熱，降水充沛，年平均降雨量1075mm，地表水豐富，穿越須家河流域。兩側(cè)因煤礦開采形成大量采空區(qū)，存在大量礦洞水。云霧山隧道區(qū)域形成“儲水袋”，水壓巨大，特別是連續(xù)降雨后，隧道排水系統(tǒng)難以應(yīng)對排水壓力。云霧山隧道病害治理重點為水害治理。

2 隧道襯砌滲漏水原因分析

根據(jù)隧道施工、調(diào)查相關(guān)信息，結(jié)合以前隧道病害處治的經(jīng)驗，隧道襯砌滲漏水的主要原因有以下幾個方面：

2.1 地質(zhì)原因

隧道所在圍巖位于高壓富水段、隧道洞身巖溶發(fā)育、地下水侵蝕，為滲水提供了水源。

2.1.1 隧道滲漏水地段地質(zhì)情況一般為節(jié)理裂隙發(fā)育，地下水發(fā)育，或地質(zhì)受構(gòu)造影響，局部分布裂隙節(jié)理發(fā)育帶，局部滲漏較嚴重。

2.1.2 灰?guī)r區(qū)隧道，隧道周圍裂隙水中鈣離子較多沉淀，易造成縱橫向排水盲管等隧道排水系統(tǒng)堵塞。由于襯砌背后的積水不能及時排出，導(dǎo)致水壓增大，擠破止水帶，從而出現(xiàn)施工縫、沉降縫滲漏。

2.2 施工質(zhì)量原因

隧道開挖爆破效果不良；鋪設(shè)防水板及澆筑混凝土不到位；環(huán)向施工縫，止水帶安裝不規(guī)范，未使用定位模具；防水板熱熔焊接不到位，未做氣密試驗或氣密試驗不合格；初期支護、錨桿鋼筋頭處理不到位。

3 隧道滲漏水治理方案

根據(jù)隧道維修處治的需求，對隧道襯砌滲漏水病害進行處治。針對隧道襯砌出現(xiàn)的多種典型滲漏水情況，分別采取不同的處治措施，將防堵和疏排結(jié)合實施，如圖1、圖2 所示。

圖1 ZK1+250～ZK1+300 病害展布圖

圖2 YK0+50～YK0+100 病害展布圖

隧道病害處治將選用高性能納米復(fù)合水泥注漿材料、防結(jié)晶排水管、改性聚氨酯堵水材料等新型材料進行施工。

4 襯砌滲漏水工藝

根據(jù)襯砌滲水量的大小及位置，襯砌滲水處治設(shè)計分為以下幾種：

4.1 輕度滲水、泛堿

對于輕度滲水區(qū)域（襯砌表面潮濕，無明顯的水滲出），采用先填充后補強的思路處治。先清理表面，用高壓風吹凈或用毛刷刷凈浮塵，然后每隔0.12m 交叉跨縫設(shè)置1 根注漿管，注漿管前端分叉劈開對準裂縫，通過注漿管壓注改性聚氨酯（GX-A），其次注入復(fù)合超細水泥漿液（CSCM），注漿壓力一般為0.2MPa，直到漿液填滿裂隙為止，停止注漿后封孔，注漿完成后，割掉注漿管外露部分，表面涂抹復(fù)合超細水泥砂漿，最后恢復(fù)原狀，如圖3 所示。

圖3 輕度滲水、泛堿處治

4.2 一般滲漏水非結(jié)構(gòu)性裂縫

采用完全封堵的方式進行處治。先清理表面，用高壓風吹凈或用毛刷刷凈浮塵，然后每隔0.2m 交叉跨縫設(shè)置1 根注漿管，注漿管前端分叉劈開對準裂縫，通過注漿管壓注改性聚氨酯（GX-A），其次注入復(fù)合超細水泥漿液（CSCM），注漿壓力一般為0.2MPa，直到漿液填滿裂隙為止，停止注漿后封孔，注漿完成后，割掉注漿管外露部分，表面涂抹復(fù)合超細水泥砂漿，最后恢復(fù)原狀[1]。

4.3 一般滲漏水結(jié)構(gòu)性裂縫

采用完全封堵補強的方式進行處治。先清理表面，用高壓風吹凈或用毛刷刷凈浮塵，然后每隔0.12m 交叉跨縫設(shè)置1 根注漿管，注漿管前端分叉劈開對準裂縫，通過注漿管壓注改性聚氨酯（GX-A），其次注入復(fù)合超細水泥漿液（CSCM），注漿壓力一般為0.2～0.5MPa，直到漿液填滿裂隙為止，停止注漿后封孔，注漿完成后，割掉注漿管外露部分，表面涂抹復(fù)合超細水泥砂漿，最后恢復(fù)原狀。

4.4 嚴重滲漏水非結(jié)構(gòu)性裂縫

主要采用堵排相結(jié)合的方式進行處治。先清理表面，用高壓風吹凈或用毛刷刷凈浮塵，然后每隔0.2m 交叉跨縫設(shè)置1 根注漿管，注漿管前端分叉劈開對準裂縫，通過注漿管壓注改性聚氨酯（GX-A），其次注入復(fù)合超細水泥漿液（CSCM），注漿壓力一般為0.2MPa，直到漿液填滿裂隙為止，停止注漿后封孔，注漿完成后，割掉注漿管外露部分，表面涂抹復(fù)合超細水泥砂漿，最后恢復(fù)原狀[2]。

滲漏水裂縫下部對應(yīng)邊墻腳部位，在二次襯砌表面沿電纜溝底部環(huán)向向上鑿槽，鑿槽深度24.5cm，寬度40cm，在槽內(nèi)沿環(huán)向每隔0.5m 向圍巖內(nèi)斜向打設(shè)φ60 泄水孔，泄水孔數(shù)量及鑿槽環(huán)向長度根據(jù)該段滲水量大小現(xiàn)場確定，鉆孔深度1m，孔內(nèi)初期支護以外部分埋φ50 軟式透水管，初期支護到二襯之間部分埋設(shè)φ50 PVC 管，再通過豎向及橫向埋設(shè)φ100 PVC管將泄水孔地下水引流至隧道排水邊溝（見圖4）。泄水孔處安裝排水管后，排水管與泄水孔之間的縫隙充填聚合物防水砂漿，最后恢復(fù)原狀[3]。

圖4 嚴重滲漏水非結(jié)構(gòu)性裂縫處治

4.5 嚴重滲漏水結(jié)構(gòu)性裂縫

主要采用堵排相結(jié)合的方式進行處治。先清理表面，用高壓風吹凈或用毛刷刷凈浮塵，然后每隔0.12m 交叉跨縫設(shè)置1 根注漿管，注漿管前端分叉劈開對準裂縫，通過注漿管壓注改性聚氨酯（GX-A），其次注入復(fù)合超細水泥漿液（CSCM），注漿壓力一般為0.2～0.5MPa，直到漿液填滿裂隙為止，停止注漿后封孔，注漿完成后，割掉注漿管外露部分，表面涂抹復(fù)合超細水泥砂漿，最后恢復(fù)原狀。

在滲漏水裂縫下部對應(yīng)邊墻腳部位，在二次襯砌表面沿電纜溝底部環(huán)向向上鑿槽，鑿槽深度24.5cm，寬度40cm，在槽內(nèi)沿環(huán)向每隔0.5m 向圍巖內(nèi)斜向打設(shè)φ89 泄水孔，泄水孔數(shù)量及鑿槽環(huán)向長度根據(jù)該段滲水量大小進行現(xiàn)場確定數(shù)值，鉆孔深度1m，孔內(nèi)初期支護以外部分埋φ80 軟式透水管，初期支護到二襯之間部分埋設(shè)φ80 PVC 管，再通過豎向及橫向埋的φ100 PVC 管將泄水孔地下水引流至隧道排水邊溝。泄水孔處安裝排水管后，排水管與泄水孔之間的縫隙充填聚合物防水砂漿，最后恢復(fù)原狀[4]。

4.6 施工縫滲漏水處理

主要采用堵排相結(jié)合的方式進行處治。從隧道電纜溝蓋板頂部向上2m 范圍內(nèi)進行鑿槽引排，2m 以上拱腰、拱頂部位施工縫采用全部封堵的方式進行處治，如圖5 所示。

圖5 施工縫滲漏水處治

先清理表面，用高壓風吹凈或用毛刷刷凈浮塵，然后每隔0.12m 交叉跨縫設(shè)置1 根注漿管，注漿管前端分叉劈開對準裂縫，通過注漿管壓注改性聚氨酯（GX-A），其次注入復(fù)合超細水泥漿液（CSCM），注漿壓力一般為0.2～0.5MPa，直到漿液填滿裂隙為止，停止注漿后封孔，注漿完成后，割掉注漿管外露部分，表面涂抹復(fù)合超細水泥砂漿，最后恢復(fù)原狀。

從施工縫處電纜溝底部環(huán)向向上鑿槽，鑿槽深度24.5cm，寬度40cm，在槽內(nèi)沿環(huán)向每隔0.5m 向圍巖內(nèi)斜向打設(shè)φ89 泄水孔，泄水孔數(shù)量及鑿槽環(huán)向長度根據(jù)該段滲水量大小現(xiàn)場確定，鉆孔深度1m，孔內(nèi)初期支護以外部分埋φ80 軟式透水管，初期支護到二襯之間部分埋設(shè)φ80 PVC 管，再通過豎向及橫向埋的φ100 PVC 管將泄水孔地下水引流至隧道排水邊溝。泄水孔處安裝排水管后，排水管與泄水孔之間的縫隙通過壓注改性聚氨酯（GX-A）進行封填，最后恢復(fù)原狀[5]。

5 結(jié)語

云霧山隧道處于富水區(qū)域、煤礦采空區(qū)，環(huán)境地下水異常豐富的情況給施工帶來了極大的困難。本文通過理論分析和現(xiàn)場調(diào)研，探究了運營隧道滲漏水成因，對隧道襯砌滲水裂縫成因及滲水程度進行區(qū)分，運用新材料、新工藝，有針對性地對輕度滲水泛堿、一般滲漏水結(jié)構(gòu)性裂縫、一般滲漏水非結(jié)構(gòu)性裂縫、嚴重滲漏水結(jié)構(gòu)性裂縫、嚴重滲漏水非結(jié)構(gòu)性裂縫等病害分別采取不同的處治措施，將防堵和疏排結(jié)合實施，進行隧道滲漏水治理，確定出了相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)?；谠旗F山隧道滲漏水治理的技術(shù)可對其他類似隧道施工提供有力參考。