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摘 要： 摘要：隧道工程出現(xiàn)滲漏水進(jìn)而形成水害，對隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、洞內(nèi)設(shè)施運行、行車安全、環(huán)境污染等方面都會產(chǎn)生不良影響，甚至安全事故。根據(jù)當(dāng)前大量的工程實踐，很多隧道施工都存在一定水害隱患。因此，不論是在隧道施工過程中，還是運營期間中，都應(yīng)當(dāng)重視隧
摘要：隧道工程出現(xiàn)滲漏水進(jìn)而形成水害，對隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、洞內(nèi)設(shè)施運行、行車安全、環(huán)境污染等方面都會產(chǎn)生不良影響，甚至安全事故。根據(jù)當(dāng)前大量的工程實踐，很多隧道施工都存在一定水害隱患。因此，不論是在隧道施工過程中，還是運營期間中，都應(yīng)當(dāng)重視隧道水害的發(fā)生，嚴(yán)格控制隧道滲漏水現(xiàn)象。本文結(jié)合寧連高速老山隧道日常運營養(yǎng)護(hù)中的實際情況，淺析隧道水害的成因及應(yīng)對措施。
關(guān)鍵詞：隧道水害,防治措施
0引言
隧道滲漏水與隧道所處的環(huán)境結(jié)構(gòu)以及施工質(zhì)量有關(guān)，應(yīng)在充分調(diào)查隧道所處的地質(zhì)環(huán)境、內(nèi)部構(gòu)造、施工質(zhì)量等資料的基礎(chǔ)上，認(rèn)真分析隧道水害產(chǎn)生的原因，然后結(jié)合工程建設(shè)的實際情況，提出相應(yīng)的治理措施。
1水害的影響和危害
老山隧道是寧淮高速公路的控制性工程，它不僅為目前江蘇省最長的高速公路隧道，而且是目前華東地區(qū)長度最長、跨徑最長、標(biāo)準(zhǔn)最高的高速公路隧道，也是中國首條原生態(tài)高速公路隧道。老山隧道位于寧淮高速公路起點，與南京長江三橋北接線相接，隧道全長3610米，雙向6車道，分為一號和二號隧道，它們均位于南京市浦口區(qū)老山林場，老山風(fēng)景區(qū)境內(nèi)，其中水系豐富，地形復(fù)雜。
老山隧道工程建設(shè)深入老山山體內(nèi)部，整個工程施工對安全管理水平要求很高，但是在隧道開挖過程中，可能出現(xiàn)地下水涌入隧道的問題，產(chǎn)生嚴(yán)重的地下水害，影響到工程建設(shè)的正常施工。對隧道建設(shè)工程而言，水害會大大增加隧道工程的安全隱患，產(chǎn)生十分嚴(yán)重的安全事故。在隧道工程施工過程中，水害會嚴(yán)重降低周圍巖土的穩(wěn)定性，并且會沖刷和腐蝕裂縫，降低巖土的強(qiáng)度，影響到工程正常施工，甚至出現(xiàn)返工的問題，對整個工程項目建設(shè)也會產(chǎn)生極為不利的影響。
受到地下水的影響，原有的支護(hù)結(jié)構(gòu)在失效以后，就會出現(xiàn)襯砌裂縫和坍塌事故，還會破壞原有的生態(tài)環(huán)境。在隧道工程建設(shè)投入運營使用以后，滲漏水問題，會破壞隧道原有的襯砌、仰拱等結(jié)構(gòu)，對整個隧道的安全使用產(chǎn)生極為不利的影響，縮短了隧道的使用壽命，進(jìn)一步加速了隧道其他構(gòu)件的損壞程度，導(dǎo)致隧道內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施出現(xiàn)不穩(wěn)定的問題。繼而損壞原有供電和照明設(shè)施，增加了隧道運行的安全隱患，降低了隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。
2隧道水害出現(xiàn)的主要原因
在隧道工程施工過程和運營期間，導(dǎo)致滲漏水的原因很多，應(yīng)結(jié)合實際情況，具體分析：
第一，從地質(zhì)勘察方面來看，隧道周圍地質(zhì)條件，受到外界溫度的影響，一旦出現(xiàn)較大的溫差，隧道水狀態(tài)不穩(wěn)定，就會出現(xiàn)水害問題。在周圍氣候的影響下，隧道周圍巖土層水具有一定的穩(wěn)定性，但是隧道一旦開挖，就會破壞原有地質(zhì)結(jié)構(gòu)，從而誘發(fā)滲水問題。從外力作用方面來講，受到風(fēng)化、沉淀以及侵蝕作用的影響，導(dǎo)致隧道周圍地質(zhì)條件出現(xiàn)的變化，破壞施工現(xiàn)場的排水與支護(hù)設(shè)施，增加了水害威脅。因此，應(yīng)首先做好整個工程項目水文地質(zhì)勘察工作，然后再編制相應(yīng)的施工組織計劃。
第二，從設(shè)計方面來講，設(shè)計圖紙決定著整個工程項目施工規(guī)模和范圍，一旦出現(xiàn)設(shè)計失誤的問題，就會嚴(yán)重影響工程建設(shè)施工質(zhì)量。對隧道工程而言，隧道處在山溝破碎帶或斷石上又未進(jìn)行防排水處理，地表出現(xiàn)大量水情，最終會造成水害。沉降縫設(shè)計與施工，可能會導(dǎo)致防水板出現(xiàn)斷裂問題，從而發(fā)生滲漏水問題。沒有針對仰拱地段進(jìn)行合理有效的設(shè)計，再加上沒有充分考慮到斷層面對防水鋪板的影響，也會增加了滲水和漏水的概率。
第三，從施工技術(shù)工藝方面來講，施工技術(shù)環(huán)節(jié)和程序復(fù)雜，稍有疏忽則會產(chǎn)生水害問題。首先，在防水板施工過程中，粘合不密實，很難達(dá)到施工現(xiàn)場的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，無法從根本做好防水處理。在混凝土噴射過程中，無法保證表面的平整度，很容易破壞原有的防水板。其次，在二次襯砌澆筑過程中，盲管設(shè)置不合理，影響了實際排水，導(dǎo)致巖土內(nèi)部出現(xiàn)積水問題，增加了水害的風(fēng)險，最后，在進(jìn)行止水帶施工過程中，建設(shè)單位只做好堵水工作，而沒有做好排水工作。在防水板與PVC管接合處存在漏洞，密封性較差，很容易引起滲水問題。
第四，從施工質(zhì)量控制方面來講，在進(jìn)行隧道開挖過程中，會改變原有地下水的水流方向，導(dǎo)致地下水不斷向隧道周圍匯集，增加了水害的危險系數(shù)。在進(jìn)行隧道爆破過程中，超出了規(guī)定的爆破范圍，導(dǎo)致在防水材料鋪設(shè)過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題，不能充分發(fā)揮防水的重要作用。在排水管和盲管鋪設(shè)過程中，施工人員沒有嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙進(jìn)行鋪設(shè)，導(dǎo)致水管經(jīng)常出現(xiàn)阻塞問題，不能把水分排出去，增加了水害的隱患。在混凝土澆筑過程中，由于施工質(zhì)量達(dá)不到相應(yīng)的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不能充分發(fā)揮混凝土的穩(wěn)固作用，影響了實際的防水效果。
3隧道水害防治措施
為了防止隧道出現(xiàn)水害問題，在施工階段，施工單位要結(jié)合工程施工現(xiàn)場情況，遵循“以排為主，防、堵、截、引相結(jié)合”的原則，把潛在的安全隱患扼殺在萌芽中，提升工程施工的安全性。在運營期間，養(yǎng)護(hù)單位應(yīng)充分發(fā)揮原有防排水設(shè)施的作用，因地制宜，進(jìn)行綜合整治。
3.1在設(shè)計施工階段做好預(yù)防工作
第一，精心開展前期調(diào)研完善設(shè)計。在老山隧道工程設(shè)計過程中，考慮到老山地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜多樣，同時隧道處于老山風(fēng)景區(qū)，環(huán)保要求較高。從減少挖土量，減少水土流失、保證自然景觀的角度考慮，開創(chuàng)性地在隧道右線出口設(shè)置了376米上的棚洞，規(guī)模屬國內(nèi)首創(chuàng)。從根源上減少了此路段隧道發(fā)生水害的可能性，同時保證了隧道良好的景觀、通風(fēng)效果。
第二，編制完善的施工組織計劃。根據(jù)原有的施工技術(shù)方案，提升施工人員技術(shù)意識和安全意識，嚴(yán)格控制施工進(jìn)度，重點做好噴射混凝土表面滲漏部門的防水施工，合理控制排水管布置距離和密度，滿足實際設(shè)計需求。結(jié)合具體的施工進(jìn)度，做好相應(yīng)的觀測與實驗工作，尋找出現(xiàn)滲漏的根源，針對潛在的安全隱患，做好施工變更，發(fā)揮施工現(xiàn)場安全管理的重要作用。
第三，進(jìn)行施工全過程的管理。在施工開始前，明確施工過程中質(zhì)量管理和安全管理的職責(zé)，對分項工程準(zhǔn)備工作進(jìn)行全面的檢查，編制完善的施工方案，為后續(xù)工程施工打下良好的基礎(chǔ)。在隧道工程施工現(xiàn)場，安排了專門的巡視檢查人員，嚴(yán)格要求施工人員按照設(shè)計圖紙的要求進(jìn)行施工，重點分析周圍圍巖的變化，協(xié)調(diào)內(nèi)部施工各個關(guān)系，針對存在的滲漏水問題進(jìn)行及時有效的處理。
3.2隧道工程具體防治措施
3.2.1排水措施
排水，即設(shè)置相應(yīng)的排水系統(tǒng)，將隧道圍巖的地下水和隧道內(nèi)的水安全的排出去，降低水害出現(xiàn)的概率，保證工程施工安全。
第一，設(shè)置盲溝，可在襯砌與圍巖之間設(shè)置過水通道，讓巖層中的水能夠匯入泄水孔，集中局部的滲流水，可采用彈簧軟管盲溝和化學(xué)纖維滲濾布盲溝。如圖1所示。在進(jìn)行盲溝設(shè)置過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照施工操作流程，明確施工工序，整合不同的施工材料，提升盲溝設(shè)置的合理性和科學(xué)性。
第二，老山隧道在左側(cè)檢查道下設(shè)置電纜溝和消防管溝，右側(cè)設(shè)置通訊管溝，路面兩側(cè)設(shè)排水邊溝。在進(jìn)行排水溝設(shè)計過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照襯砌邊墻位置設(shè)置出水孔道，保證盲溝內(nèi)水能夠流入縱向排水溝。在立邊墻模板施工過程中，需要安置泄水管，然后穿過模板，可以滿足水量比較大的情況。中心排水溝與側(cè)式排水溝如圖2、圖3所示。
3.2.2防水措施
防水，即將防水注漿液輸入到襯砌的回填空隙與圍巖的竭力縫隙內(nèi)，發(fā)揮防水層的防水作用。整個襯砌結(jié)構(gòu)需要采取防水混凝土施工技術(shù)，重點做好施工縫與伸縮縫的防水與堵漏。針對結(jié)構(gòu)存在的缺陷，采取石質(zhì)襯砌和混凝土襯砌的方式。在進(jìn)行緩沖層鋪設(shè)過程中，采用暗釘圈進(jìn)行固定，如圖4所示。
3.2.3堵水措施
堵水，即防止和杜絕襯砌外圍的水自由地從有害路徑進(jìn)入隧道內(nèi)。在隧道工程施工過程中，襯砌混凝土屬于重要的防水層，能有效起到阻隔地下水的作用，防止水滲入到隧道的防水措施。為了提升防水效果，可利用注漿堵水的方式，保護(hù)隧道周圍水環(huán)境。針對施工中的施工縫、沉降縫等，設(shè)置相應(yīng)的止水帶。在完成初次支護(hù)以后，應(yīng)繼續(xù)鋪設(shè)塑料板進(jìn)行堵水，進(jìn)行二次支護(hù)。
3.2.4截水措施截水，即將流向隧道的水源截斷，防止水流滲入隧道。截水分為地表截水和地下截水。老山隧道在隧道洞口邊、仰坡上方均設(shè)置了天溝，以防止地表水流入隧道。地下截水采用泄水洞、鉆孔、攔截暗河等方法，將流向隧道的地下水截住。
3.2.5引水措施
引水，即在漏水比較集中的地方，尋找其水源，用鑿巖機(jī)或鋼釬將漏水孔眼擴(kuò)大并穿透襯砌，使其背后積水通過此孔流入事先在襯砌中鑿好的U型槽內(nèi)，然后將水排除出去。
3.3在隧道運營中的常見水害防治措施
在隧道運營期間，發(fā)生滲漏水情況時，應(yīng)查明水源、漏水位置和漏水量大小，因地制宜，“防、排、截、堵”綜合治理，才能徹底消除水害。如果采取單一的辦法，則達(dá)不到理想的效果。
3.3.1邊墻滲漏水
在圍巖及回填層壓注普通水泥或特種水泥漿液，襯砌內(nèi)灌注速凝水化學(xué)漿液，并涂抹防水砂漿。
3.3.2襯砌滲漏水
采取“拱堵邊排”的方法，整治的部位均應(yīng)設(shè)置臨時堵漏柔性防水、剛性防水等防水層，以防止堵水材料收縮而滲漏。
3.3.3仰拱冒水
采用壓注水泥砂漿;加深或增設(shè)排水溝;翻修隧底仰拱或鋪底。
參考文獻(xiàn)：
[1]宋林錦.隧道水害成因及防治措施探討[J].山西建筑，2017，43(27)：138-139.
[2]代鴻明.運營鐵路隧道水害引發(fā)的仰拱起鼓及襯砌開裂防治技術(shù)研究[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2016，53(03)：202-206.
[3]馬棟.宜萬鐵路復(fù)雜巖溶隧道水害綜合防治技術(shù)[J].中國工程科學(xué)，2010，12(08)：94-98.
[4]張素卿.公路隧道水害成因和防治措施[J].山西交通科技，2009(02)：61-62.
[5]李顯偉.隧道水害與地質(zhì)災(zāi)害相互作用及綜合防治研究[D].西南交通大學(xué)，2007.
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