水利水電工程隧洞滲水成因與對(duì)策

熊志祥

摘? 要：隧洞作為水利水電工程的重要部分，如何防止出現(xiàn)滲水現(xiàn)象關(guān)系到整個(gè)工程的建設(shè)進(jìn)度和質(zhì)量。本文采用文獻(xiàn)研究法對(duì)滲水的形成原因進(jìn)行分析，包括施工階段涌水、襯砌混凝土設(shè)計(jì)和襯砌后混凝土滲水，并從回填和固結(jié)灌漿處理技術(shù)和涌水處理措施兩個(gè)方面找出解決隧洞滲水的應(yīng)對(duì)策略。

關(guān)鍵詞：水利水電;隧洞滲水;形成原因;應(yīng)對(duì)策略

一、研究背景

水利水電工程可為人類(lèi)發(fā)展帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，得到了世界上很多國(guó)家的重視，但是水利水電工程也是一項(xiàng)極為復(fù)雜的工程，為了滿(mǎn)足工程建設(shè)過(guò)水要求，很多設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)在水利水電工程設(shè)計(jì)時(shí)增加隧洞，隧洞滲水現(xiàn)象也逐漸增多，嚴(yán)重危害了水利水電工程的建設(shè)進(jìn)度和質(zhì)量（高月，2021）[1]。因此，研究水利水電工程隧洞滲水的形成原因，找出應(yīng)對(duì)辦法，有利水利水電工程建設(shè)。

二、水利水電工程隧洞滲水的成因

水利水電工程隧洞滲水的形成原因有很多，我們通過(guò)文獻(xiàn)研究法對(duì)現(xiàn)有的文獻(xiàn)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，將它概括為三個(gè)方面，主要體現(xiàn)在施工階段涌水、襯砌混凝土設(shè)計(jì)和襯砌后混凝土滲水。

1.施工階段涌水

施工階段涌水主要由兩個(gè)方面造成的，一方面是巖體結(jié)構(gòu)改變，形成新的地下水。巖體結(jié)構(gòu)在靜止?fàn)顟B(tài)下具有一定的穩(wěn)定性，但現(xiàn)實(shí)中巖體結(jié)構(gòu)很容易受到地質(zhì)作用的影響，例如裂縫、破碎等均是巖體結(jié)構(gòu)在地質(zhì)作用出現(xiàn)的變化，這些改變會(huì)產(chǎn)生新的水源。隧洞施工離不開(kāi)爆破工作，爆破工作帶來(lái)的強(qiáng)烈沖擊必然改變巖體結(jié)構(gòu)，從而形成更多的地下水，最終使得隧洞出現(xiàn)涌水問(wèn)題。另一方面是地下水分布和含量的不確定性。不同區(qū)域內(nèi)的地下水在分布和含量上存在明顯的差異，施工階段因?yàn)榈叵滤植己秃坎町愐矔?huì)出現(xiàn)隧洞洞壁滲水。情況輕者，洞壁會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)狀的滲水，這是滲水量比較少;情況重者，洞壁會(huì)出現(xiàn)淋水狀的滲水。此外，地下水還會(huì)受到季節(jié)影響，在不同的季節(jié)造成隧洞滲水量不同。施工階段涌水問(wèn)題增加了施工的困難度，同時(shí)也危害了水利水電工程的建設(shè)進(jìn)度和質(zhì)量（岳竹和肖鈺，2020）[2]。

2.襯砌混凝土設(shè)計(jì)

混凝土，如鋼筋混凝土、素混凝土等，是隧洞襯砌的主要材料，但是不同的隧洞工程需要合適的混凝土，例如C20強(qiáng)度的混凝土一般應(yīng)用于水工隧洞。此外，在隧洞施工時(shí)，還需要注意變形縫和施工縫的合理性，及時(shí)在變形縫和施工縫中使用止水帶（橡膠或塑料）。

一般隧洞施工中，施工單位普遍采用獨(dú)立的排水結(jié)構(gòu)減少隧洞洞壁滲水，但是在水利水電工程中，施工單位處于施工成本考慮，對(duì)于隧洞洞壁滲水情況不夠重視，因此在襯砌混凝土設(shè)計(jì)中可能缺少滲水處理措施。

3.襯砌后混凝土滲水

襯砌后混凝土滲水的形成原因主要有三個(gè)。首先，埋管引排不合理。在襯砌混凝土施工時(shí)，由于澆筑及鋼筋安裝的影響，造成了埋管引排的定位有偏差，加上施工單位和施工人員對(duì)于滲水問(wèn)題的不重視，在監(jiān)管人員監(jiān)管不足的情況下，造成了埋管引排的不合理。其次，新澆筑的混凝土的防水性能偏差。前文中我們強(qiáng)調(diào)了不同的隧洞工程需要不同強(qiáng)度的混凝土。一旦混凝土的強(qiáng)度不符合工程需要，便無(wú)法保證隧洞洞壁防滲水。此外由于埋管引排不合理，新澆筑的混凝土不僅不能起到防滲水的作用，可能還會(huì)阻塞原先正常排泄渠道。在這種情況下，如果不能及時(shí)處理，既會(huì)導(dǎo)致混凝土流失，造成資源的極大浪費(fèi)，又會(huì)形成新的排水通道，增強(qiáng)隧洞洞壁滲水，長(zhǎng)此以往將破壞混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。最后，實(shí)際施工條件使得施工縫和變形縫滲漏低于預(yù)期。在施工時(shí)，為阻止隧洞滲水，施工單位常常采用施工縫來(lái)進(jìn)行止水，主要是利用止水條實(shí)現(xiàn)的。但是這種方法在實(shí)際的隧洞防滲水施工中的預(yù)期作用很難實(shí)現(xiàn)，原因在于在實(shí)際施工過(guò)程中，混凝土的凝固期往往低于所需凝固期。在混凝土未完全凝固的狀態(tài)下安裝止水條，不利于它的防水效果。同時(shí)，混凝土未完全凝固使得止水條的位置并不固定，在澆筑混凝土?xí)r，可能會(huì)造成止水條發(fā)生位移（郭毅等，2019）[3]。

三、解決水利水電工程隧洞滲水的應(yīng)對(duì)策略

針對(duì)上述水利水電工程存在的突出問(wèn)題，我們進(jìn)一步提出了預(yù)期的解決辦法，希望有助于解決隧洞滲水問(wèn)題。

1.回填和固結(jié)灌漿處理技術(shù)

回填和固結(jié)灌漿處理技術(shù)有利于解決隧洞洞壁滲水問(wèn)題。這種技術(shù)要想實(shí)現(xiàn)防滲水效果，必須嚴(yán)格按照程序進(jìn)行規(guī)范操作。首先是灌江孔的分布需符合要求，分布環(huán)距需合理，它們之間的間排距至少大于3m。其次，孔位偏差需嚴(yán)格控制，它的形狀為梅花狀。最后，壓力需要被嚴(yán)格控制，在施工時(shí)需要灌漿，壓力需嚴(yán)格控制在0.3～0.5Mpa。這種方法雖然可以很好的應(yīng)對(duì)隧洞洞壁滲水問(wèn)題，但是它需要耗費(fèi)大量的資金，實(shí)施成本比較高。同時(shí)，由于它的操作要求較為苛刻，這對(duì)于灌漿施工技術(shù)提出了很高的技術(shù)要求。因此，施工單位需要對(duì)灌漿施工過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，努力掌握灌漿施工技術(shù)要求，從而解決隧洞洞壁滲水難題（孫長(zhǎng)利等，2010）[4]。

2.涌水處理措施

前文中我們分析了巖體結(jié)構(gòu)變化和地下水分布等是造成施工階段涌水問(wèn)題的主要原因。在隧洞施工過(guò)程，巖體結(jié)構(gòu)變化無(wú)法避免。如果因?yàn)閹r體結(jié)構(gòu)變化造成滲水呈淋水狀，施工單位可以通過(guò)灌注純水泥的漿液灌注法進(jìn)行操作，從而實(shí)現(xiàn)隧洞防滲水的目標(biāo)。如果因?yàn)閹r體結(jié)構(gòu)造成滲水呈點(diǎn)狀，施工單位可以采用化學(xué)灌漿方法，這種方法對(duì)于點(diǎn)狀滲水可以起到很好的防護(hù)作用，但是對(duì)于片狀或者線(xiàn)狀滲水來(lái)說(shuō)，化學(xué)灌漿方法不僅不能解決滲水問(wèn)題，同時(shí)需要大量的資金支撐，會(huì)出現(xiàn)成本高、效果差的局面。因此對(duì)于涌水處理措施的選擇需要結(jié)合具體隧洞滲水情況。此外，在隧洞施工時(shí)，還需要注意地下水的分布和含量，可通過(guò)各種先進(jìn)的儀器或者設(shè)備進(jìn)行探測(cè)、識(shí)別和定位，如果可能精準(zhǔn)定位或者精準(zhǔn)測(cè)量，這大大減少了施工階段涌水問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 高月.水利工程中的引水隧洞施工技術(shù)研究——以太子河干流某水庫(kù)工程為例[J].地下水，2021，43（06）：316-318.

[2] 岳竹，肖鈺.有壓隧洞內(nèi)沉沙池泥沙沉降特性研究——以尼泊爾尼亞迪水電站為例[J].人民長(zhǎng)江，2020，51（S1）：200-203.

[3] 郭毅，袁宗洪，張斌，嚴(yán)哲輝.水利水電工程水工隧洞滲水問(wèn)題淺析[J].水利水電快報(bào)，2019，40（06）：65-67.

[4] 孫長(zhǎng)利，馬明輝，張偉.引灤隧洞補(bǔ)強(qiáng)加固過(guò)程中防止出現(xiàn)滲水的處理問(wèn)題論述[J].中國(guó)城市經(jīng)濟(jì)，2010（06）：40+39.