高寒地区隧道渗漏水病害成因及其处治对策研究

高寒地区隧道渗漏水病害成因及其处治对策研究

李国全

（青海交通投资有限公司青海西宁810008）

【摘要】伴随着经济建设的快速发展，高寒地区的隧道也是建设工程的组织部分，在春季即将融化的季节中，高寒地区的隧道工程很容易出现路面涌水以及衬砌出现渗漏等自然的病害，并且还会导致隧道衬砌顶端挂冰、路面结冰、边墙形成冰柱等冻病害，据相关人士对高寒地区的隧道病害的现场进行的调研发现，造成地区隧道出现病害的具体原因子在于施工缝隙间漏水与结冰产生的；还有施工缝隙漏水与路面出水。对隧道的地下水补给、地形风貌、围岩基础等方面的原因进行具体的考虑，进一步分析产生病害的具体原因，需要使用注水泥浆、布设引流槽、路面钻孔、引出排出地表积水、堵漏剂等方法将隧道渗漏水的情况予以有效的治理，希望通过本文的阐述为我国高寒度隧道治理漏水方面提供合理的借鉴。

【关键词】高寒地区；隧道渗漏；水病害；治理策略

【中图分类号】U457.2【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）16-0140-02

和普遍的地区相比较，高寒地域要想实施隧道工程的修建必定会面临诸多技术以及繁杂的问题，最关键的问题还属隧道工程的排水性能，解决运行阶段渗漏水问题。我国某一高速公路的扎敦河隧道与兴安岭隧道于2012年11月份就已经正式的通车，隧道在通车之后的第一个冬季就出现了渗漏水情况，出现此种情况严重的影响到隧道通车的安全方面。本文就某地区隧道的自然气候条件、地形风貌、地质水文条件、深入分析对到出现病害的具体原因，同时还提出了有效治理隧道防冻的对策。

1.隧道的防水排水系统的具体设计

关于隧道防排水系统的设计主要是依据隧道围岩地质条件，结合防、截、堵因地制宜，统一的治理准则，以确保防水稳定、排水顺畅、经济符合、斩草除根的目标。

1.1隧道防水系统的设计

（1）初期复合式衬砌的支护和第二次设置衬砌之间的经济添加值防水板，经济增加值应用厚度为1.5毫米的商品，内部衬土工布，使用无订架设，防水板衔接头的质量确保使用充气检查。

（2）隧道施工缝隙所应用的就是遇水就会膨胀的橡胶条，沉降缝隙所使用的就是橡胶止水带进行止水，衬砌外端的防水板需要设置背贴式的止水带，以此避免施工等与沉降缝隙位置出现的渗漏水现象。

（3）模注的混凝土衬砌需要使用的是C30的防水混凝土，混凝土的抗渗漏级别不可低过S8。

1.2隧道排水系统的设计

（1）隧道初期的衬砌支护和围岩应当设置幻想的渗水排水片材进行汇水，衬砌墙的底层利用纵向渗排水的管材进行集水，之后在利用横向排水管把水排送至核心的排水管道中。环向达到渗排水片材的纵向间距应按照地下水量的大小加以确定，丰富的地下水之间的距离为5米，地下水不丰富的地段之间的间距应是10米，在施工的过程中可以按照具体情况进行相应的调节。部分涌水在围岩表层应设置Ω型塑料的排水管，在实际施工时可以依据涌水的具体情况明确。

（2）隧道两边墙底层排水区域的盲沟应该每隔25米的距离设置相应的横向排水管和中心排水管衔接。

（3）隧道中心设置的排水管应处于隧道的中心线位置，使用的中心排水管内径为50厘米与80厘米，管壁的厚度应为八厘米的钢筋混凝土圆管。

（4）在中心排水管每125米左右的设有相应的中心检查井，用来检验中心排水管的疏通情况。

（5）在隧道行车道的右端设有38cm×31.5cm的排水沟，纵向需要每25米的间距设有相应地沉沙井，此井主要用来将路面上的积水与消防用水排除干净。

2.分析隧道渗漏水的具体成因

2.1分析隧道环向渗漏水的成因

高寒区域的隧道地层，一月份平均的温度都在零下25度以下，在2013年一月份中最低气温达到了零下44度，隧道属于单向坡，具有一定的烟囱效应，所以隧道内部的并不会存在较大的差异。依据对动机隧道洞中温度的观测洞内外温度只有3~5度的差距，高寒使得墙底层围岩的缝隙、纵向排水沟、横向排水管内部的积水逐渐结冰直至堵住，致使围岩的水无法进行下渗，也无法沿着纵向排水沟自动流向与沿着横向排水管流入中间的排水管当中，水之间的集中，水压力也会逐渐加大，首先应该在竖向隧道墙的底层施工所渗出的水结冰之后就会增加一定的重量，待墙底层彻底冻住，水就会从从竖向墙上部流出，以及从拱腰部、顶部渗漏出。

2.2分析纵向渗透的成因

兴安岭的隧道属于单向坡，小桩号标的高与低，在冬季中，先在洞中中间位置偏小号处漏水，随着负温天气的逐渐增加，渗漏的水被冻结，围岩的水向下游流动，渗漏部分就逐渐移动向小桩号，直到逐年的三月份，渗漏点应该移动到洞口的五百米之内，渗漏点延续隧道的坡度向下移动。

2.3分析横向渗漏的成因

隧道两个单洞的间距应是38米，高度应维持在2米。关于隧道左洞标单位高与低，围岩水应该向下端流动，因此左洞水量相对比较大，漏水的地方相对也比较多，大多都集中在左洞小桩号位置，这就是造成横向渗漏水的实际成因。

2.4分析施工缝渗漏水的成因

隧道所有渗漏水的部分大多都在施工裂缝或是沉降的裂缝部分，隧道衬砌应该使用相应的模筑抗渗的混凝土，抗渗的级别应维持在S8，隧道的施工缝中需要应用遇水膨胀式的橡胶条，沉降缝中应用的则是橡胶止水带进行止水，在冬季如果温度过低橡胶条就会变硬，就会失去该有的弹性，遇到谁的时候也就不会在膨胀，也无法发挥止水的作用，最终就会降低抗渗漏的能力，水的压力也就会随之逐渐变大，水从围岩中渗漏出。

3.治理隧道渗漏水病害的有效措施

隧道渗漏病害的相关治理方法必须根据防、排、截、堵之间的合理结合，依据因地制宜的基本准则，使用引截地表水、注水泥浆、集中引排等一系列的治理方式，定会取得显著的治理效果。

3.1注水泥浆的治理措施

为了防止衬砌之后隧道洞内集中的围岩水进而出现的冻胀，使衬砌遭受严重的压力，2013年我国对隧道实施了全长的扫描，明确的标注了空洞的位置，之后在实施注浆；2014年就开始强化对隧道的渗漏点进行注浆，采取封堵衬砌与围岩裂缝的形式，提高衬砌和围岩之间的粘接，以此来防止围岩水集中到衬砌的后背的位置，进而充分的发挥堵水的作用。

3.2注堵漏剂的治理措施

对隧道出现所有的渗漏水电实施全面的封闭封堵，并使用预埋针头，高压注入聚氨酯将来堵住隧道的渗漏水点。如果隧道出现多处漏水点，先要采取打桩号处，就是隧道的上披点，促进水向下流动，当治理到最后一处渗漏点时先不要进行封堵，在设置相应的引水流槽。

3.3设导流槽引排的治理措施

当进行了诸多次封堵之后将预留出的渗漏水点设置相应的半圆形引水流槽，使用电伴热线敷设在导水流槽的外侧，进行人工点加热，再将有水的部分进行导出。

3.4埋设导流管的治理措施

将导流槽周边的中间检验井打开，将路面实施横向断开，埋设直径为100毫米的钢管，在钢管的内部敷设电伴热线，将导流槽中的水合理的引入排水管中，在流入检验井，直至排数洞外，为避免检验井被冻住，在检验井内部与相应界限中央的排水管内侧敷设防水的电伴热线，之后在实施人工加热。

3.5路面钻孔的治理措施

要想治理隧道出现渗漏水现象，还可以在路面上涌水出钻孔，将水通过钻孔引入地下。在这项工程中，钻孔的深度应维持在9米时，就会产生较大的水压力，钻孔的深度在15米时压力就会有所降低，钻孔的深度为21米时，水的压力也会大幅度降低，过12小时后进行仔细的观察，路面上施工缝的出水量就会明显的减少，过24小时后就会发现路面上的施工缝基本上不怎么冒水了，采取此种方式对治理隧道渗漏水具有显著的效果。

4.结语

总之，高寒区域隧道所面临冰冻的病害，普遍存在的类型具有渗漏水、拱部结冰、边墙冰柱、路边结冰等。本文通过深入调研我国某一地区隧道出现的病害，出现病害的关键因素通常都是在春季融化的季节，由于隧道的围岩冻结并非同步，致使隧道的排水系统瘫痪。因此，本文也提出了治理隧道渗漏水的有效措施，以此为我国高寒地区隧道工程的持续发展夯实基础。

参考文献

[1]王海.高寒地区隧道渗漏水检测及原因分析[J].公路，2014,05:84-87.

[2]傅家鲲.高速公路隧道渗漏水成因及对衬砌结构的影响研究[D].西南交通大学,2012.

[3]龚成明,王永义.高原高寒地区隧道内渗漏水整治与环境保护[J].铁道工程学报,2009,03:33-37.