公路隧道水害整治之我见

  夏吉安 

一、隧道水害是隧道病害的第一顽症

    隧道病害的类型多种多样，*常见的病害有：实际衬砌厚度不足、拱背普遍存在空洞、衬砌体强度不够、衬砌体出现斜裂缝、隧道内渗漏水、隧道内环境污染等等。这些隧道病害都不同程度地影响了隧道安全使用年限和行车安全，已经引起有关方面的高度重视。从有关资料分析来看，上述影响隧道安全及运营的病害中，*普遍、*先需要治理，而且也是*难以治理的病害就是“水害”问题。就目前的治理技术而言，对伴有水害问题的其他“病害缺陷”，在没有经过水害治理以前，均无法进行结构补强和装饰亮化处理。换句话说，只有解决了水害问题，才能谈得上其他病害的治理问题。

隧道水害产生的主要原因有：

    A、隧道范围内的岩溶洼地、岩溶漏斗都较发育，大量的漏斗、落水洞、岩溶泉、溶蚀注地罗布四周。地表排水系统多为天然形成或局部人工修筑，因山体汇水面积大，排水系统无法满足泄水要求，这些浅层岩溶水、岩溶裂隙水、岩溶管道水等潜水类型的地下水就为隧道周围提供了充足的外部水源；

    B、隧道施工因受空间限制，使得在浇筑拱部混凝土和回填超挖空间时难以振捣密实，一旦出现纵向刚度不够，加上地基沉陷和围岩扰动，就会产生环向裂缝，这使外部水源有了主要的渗漏水通道；

    C、对隧道衬砌的伸缩缝、施工缝及墙拱接缝，没有采取有效的防水措施，人为地造成许多渗漏水通道；

    D、大体积浇注混凝土时，水灰比往往大于控制值，再加隧道内的的积水，水灰比大大超值。当混凝土内多余水份游离蒸发后，水份所占据的空间就成为毛细孔隙，降低了混凝土自身的抗渗强度，*终形成渗漏水的通道；

    E、受温度应力、收缩应力、机械振动和爆破振动的影响，衬砌荷载发生变化，局部应力集中，形成拉裂或压裂性裂缝，随着时间的推移，相互贯通，形成不规则的贯穿性渗漏水通道；

    F、因温度或养护等原因，衬砌体产生较大的收缩变形，同时又因强度不能充分发挥，承载及抵抗变形能力差，很容易造成混凝土衬砌垂直轴向的收缩性裂缝；

    G、虽然有的隧道前期在临时支护与*支护之间设置了防水层（聚乙烯薄膜或防水板），但在实际施工过程中，防水层难以形成一个连续的整体；暗埋于衬砌体内的疏水管移位、破损和变形相当普遍，防水效果甚微。

    不论是那一类建筑物或构筑物，出现渗漏水现象必须同时具备两个条件：一是有外部水源供给；二是建筑物或构筑物内部有贯穿的渗漏水通道。水是无孔不入的，水分子的直径约为3nm，它可以渗入任何肉眼看不见的细微裂隙。也就是说，建筑物和构筑物内部的裂缝一旦与外部水体相连，就会伴随着渗漏水现象的出现。这已经成为业内专家的普遍共识。

二、目前隧道渗漏水治理的主要方法及不足

    1、目前普遍采用的治理方法

    从大量的技术文献资料分析来看，目前国内在隧道水害整治方面采用的方案大多是：“截、堵、排、填相结合，以堵为主”。就治理方案而言，“综合治理”是得到一致*的，只是侧重点不同，侧重程度不同而已。关键是与综合治理方案相配套的治理手段是否有效、可行。没有技术手段支持的“方案”只能是纸上谈兵，没有多少的实际意义。

    A、对衬砌表面裂缝和环向裂缝，采取先将裂缝凿成“V”形槽，再在槽内填充“快速堵漏剂”加以封堵（亦称为直接堵漏法）；

    B、对隧道衬砌表面渗水（也称之为面渗）采取涂抹*防水材料来处理；

    C、在隧道边墙施工缝上设置排水槽，将隧道衬砌背后积水通过排水槽引至隧道侧沟；

    D、衬砌表面裂缝处滴水或漏水较严重时，采用凿槽埋设Φ50半圆胶管方式将水引至边沟；

    E、对于“集束流动”的漏水点，采用压注水泥－水玻璃，或水泥浆的方法加以封堵。

    2、传统治理手段的不足之处

    A、直接堵漏法解决不了水害问题

    “直接堵漏法”是在渗漏水点和裂缝处凿出孔径为10～30mm，深为20～40mm的孔洞，或宽深各为20mm、40mm的凹型槽，然后取适量的堵漏材料加水拌制成泥状，搓成条形或锥形，快速地填入洞(槽)中，并用力挤压密实，保持45～60秒。这种快速凝固的堵漏材料系水玻璃类材料，反应时放出大量的热量，凝固后会出现明显的收缩。少则几个小时，多则几天，在新老接缝处会再次出现渗漏水现象。另外，采取这种堵漏方法，无法将材料充填至渗漏水的通道内，也就会出现“顾此失彼”的被动局面，达不到治理的目的。大量的室内试验和工程实践都充分地说明了这一点。

    B、直接涂抹形成不了防水层

不论哪一类抹面防水材料（现在多用JS渗透结晶防水粉、弹性水泥、丙烯酸涂料等）都只能用于无渗水的基面上，只是对基面含水率要求不同（0－15％之间）而已。结构含水率与结构渗漏水是两个*不同的概念，两者的区别在于：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它方向运动，它的大小只取决于温度差；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，它的大小取决于渗透压力和裂隙率。凡属涂抹材料，在其与基面结合的不长时间内（固化前），几乎没有粘结强度，而渗水是具有一定渗透压力的，显然它抵挡不住渗水的扰动，无法形成粘结牢固的防水层。质量高的涂抹材料在其适用条件范围内可以2h固化，当固化期内有渗水连续作用时，材料将脱离基面，即使部分固化成膜，则在薄膜与基面之间形成一层水膜，稍有扰动，便开裂破损，失去防渗作用。我们从大量的工程实践中很容易找到“涂抹治渗”*失败的案例。

    C、注浆材料和注浆工艺有待改进

    对于隧道内集束流动水，现在多使用水泥－水玻璃注浆材料。这类材料是以慢慢消耗碱而使水玻璃凝固的，整个材料*是在碱性范围内凝结，由于Na₂O的溶脱，使得固结体稀疏，易产生开裂，安定性差。至于采用纯水玻璃注浆材料封堵衬砌体渗漏水又存在强度低，稳定性差，碱溶脱等问题，目前国内还没有解决这个问题。而水泥浆属于“悬浮液”，它受到被灌体裂缝宽度的限制，难以达到治理水害的目的（这类注浆材料多用于建筑物或构筑物的充填注浆）。

    传统的注浆工艺多属于手掀式“单液单系统”和“双液单系统”（水泥注浆除外），用这种人工压浆方法封堵渗漏水在城市地下建筑物水害治理工程中是常见的，虽有成功的案例，但多数效果不理想。问题在于：

    ⑴、这种注浆方法体力消耗大，连续*的注浆量十分有限，扩散半径很小，难以满足封堵被灌体裂缝的要求；

    ⑵、这种注浆工艺属于“间接式注浆”，浆液输入不连贯，易出现“脉冲现象”；