摘要:随着经济的发展和社会的进步,高速公路隧道渗漏水将对行车安全、线路设备运营、衬砌等结构物构成严重危害。以某高速公路隧道工程为例,针对其隧道渗漏水成因进行了分析,围绕点渗漏治理、线渗漏治理、面渗漏治理以及渗漏水病害预防措施四个层面,探讨了关于高速公路隧道渗漏水病害的具体防治措施,以供参考。
关键词:高速公路;隧道渗漏水;成因与预防措施
引言
当公路隧道中出现渗漏水病害时,则会降低路面摩擦力、公路路面出现积水、路面结构潮湿等,对驾驶人的驾车安全性、舒适性造成严重影响,如果公路隧道长时间出现渗漏水现象,便会严重破坏侵蚀隧道的衬砌,对公路隧道结构的耐久性、安全性、稳定性造成严重影响。通过检测在发生特大暴雨以后的某一条高速公路隧道的渗漏水病害情况,深入分析、病害产生原因及病害产生的危害程度,并以此为依据,对各个时期的公路隧道病害现象与解决对策进行深入探索,具有重要意义。
1高速公路隧道渗漏水成因
1.1隧道设计理念
盾构隧道发生渗漏水首要因素是它的多缝特性,而这又与盾构隧道的结构与构造设计相关,拼接缝较其他部位更易产生渗漏水。盾构管片、拼接缝、相关预留孔、弹性密封垫及内部嵌缝条等组成了区间隧道防水体系。螺栓孔、注浆孔和手孔等也经常出现渗漏水,但前两者发生渗漏水的情况较多。螺栓孔和手孔一般不与管片背后的空腔水直接接触,而是通过拼接缝间接发生渗漏。纵缝和环缝是最容易发生渗漏水的部位,它们直接与管片背后的空腔水联通,水从拼接缝直接渗入或流入。原设计构想中,理想情况下弹性密封垫径向宽度的重叠量为22-25mm,适当承受环面间张开4-6mm。当环间错台量达到4-8mm或者更大一点,只要管片间密封垫不失效,理论上隧道不会产生渗漏水。但由于整个环面上的密封垫并不是完整的,分别粘贴在十多块尺寸并不一致的管片上,装配后仅环缝单侧整环密封垫长达十几米,通常情况下拼接缝长度是隧道本身的十几倍、几十倍,且存在许多凹凸组合,加上防水材料不达标、施工条件差,即便错台量<8mm甚至更小的情况下也会产生渗漏水。如果隧道椭圆度保持良好,各管片之间对接平整、紧密,不发生较大错位,管片上的弹性密封垫一般情况下都能正常发挥功效,隧道整体防水效果是可以满足设计要求的,但恰恰是因施工质量、地质条件等影响,导致弹性密封垫时常满足不了设计要求,产生渗漏水。
1.2施工质量较差
由于我国高速公路隧道工程建设的地质条件较为复杂,对施工工艺、技术水平提出了较高的要求。而部分施工单位缺乏标准化管理理念,对施工人员资质、工艺技术的掌握水平并未做到严格要求,导致衬砌施工质量低下,混凝土出现蜂窝、麻面、空洞等问题,其抗渗性能无法满足施工要求。同时,地基的不均匀沉降、因混凝土干缩或温度收缩产生的内应力等因素,均会导致衬砌出现裂缝与漏水问题;在开展施工缝、伸缩缝、沉降缝施工的过程中,止水带接头安装不牢靠、橡胶密封胶条施工不密实等,都会引发缝隙渗漏水问题;部分连拱隧道在施工过程中未做好中隔墙顶部的回填处理,顶部出现空洞等,也会造成裂隙水富集、隧道渗水等问题。
2高速公路隧道渗漏水成因的预防措施
2.1二衬背后注浆
矿山法隧道二衬为现浇混凝土,为避免现浇混凝土与柔性防水层不能密贴,施作二次模筑防水混凝土时,需预埋硬质塑料螺纹管,待二衬结构施工完成且强度达到设计要求后,实施补充注浆,保证二次衬砌背后密实度。二衬背后注浆管底座应与EVA防水板热熔满焊。注浆导管采用硬质塑料螺纹管,注浆管必须具有足够的强度,保证浇筑混凝土时注浆管不被压扁,从而确保注浆管路的通畅。背后注浆采用选用P.O42.5的普通硅酸盐水泥浆,水灰比1:1-0.8:1。
注浆压力不宜大于0.2?MPa,注浆速度不宜过快,宜控制在5-15?L/min范围内。当水量及水压力较大时,可先注射水泥-水玻璃双液浆,待水量可控时,再换用普通水泥浆。注浆顺序宜沿隧道线路自低向高方向进行,注浆施工过程中应时刻关注注浆速度及压力的变化,当压力达到0.2?MPa或者相邻注浆孔有浆液溢出时,方可结束该孔注浆。
2.2渗漏水病害的预防措施
为最大限度降低隧道渗漏水病害的影响,施工人员务必要牢固坚持预防为主、防治结合理念,首先从隧道施工建设的过程层面入手,加强对施工缝、变形缝等关键部位的施工质量管控,选取优质防水材料强化接缝的防水效果,以此提高接缝的密封性与延展性,防范因防水材料脱落引发结构缝隙问题。其次从衬砌建设层面入手,针对混凝土配比进行优化设计,优先选取低水化热水泥作为施工原材料,并在其中注入配比适合的优质防水剂,确保提高混凝土结构的抗裂性能与防渗效果,增强混凝土与衬砌结构的耐久性。再次需要完善对混凝土后期养护环节的管理,针对墙面出现凹陷或凸出的部位进行及时修复,确保盲管在隧道内实现科学排布,防范隧道内产生积水问题。最后还需创设阶段性防治方案,侧重于针对汛期、降雨集中期等阶段采取对应的防治举措,例如降低水压、减少对隧道结构施加的作用力等,结合各项渗漏水病害成因制定对应的解决预案,以此提高隧道渗漏防治水平。
2.3对公路隧道衬砌混凝土材料的密实性进行提高
针对公路隧道衬砌结构,不但要确保具有满足密封要求的防水垫板层,而且还需要确保自身具有一定的防水密实性。在拌和公路隧道衬砌混凝土时,一定要注意以下几个方面,即:第一,混凝土材料应尽量选用高标号。在拌和混凝土时,为对混凝土结构的抗渗性、密实性进行提高,应加入适量的矿粉材料与粉煤灰。目前在进行公路隧道工程施工过程中,常常会将减水剂、引气剂等加入混凝土材料中,在加入外加剂过程中,一定保证外加剂与水泥材料比例的平衡性,通过进行大量配合比试验,以确定合理的目标配合比。因为公路隧道衬砌混凝土选用喷射施工技术,大多数情况下会选用厂拌商混,以确保喷射施工的顺利进行与施工的和易性。因为在运输商混过程中,极易出现水分蒸发现象,所以在商混水灰比运输到施工现场时会变大,极易出现早期混凝土结硬化后的干缩开裂现象。为避免出现以上问题,宜选用现场拌法。
2.4面渗漏病害的治理技术
针对二次衬砌后存在积水、空洞的部位,需结合设计图纸、渗漏水情况进行钻孔深度与密度的确认,依照梅花形完成钻孔布设,先利用电钻进行探筋,随后利用电动凿宕机沿垂直于衬砌表面的方向进行钻孔,待完成注水试机后进行注浆止水,完成注浆作业。最后在管口约2cm处利用快硬纤维砂浆进行封堵,选取SWF混凝土密封胶进行均匀涂刷。
结语
在我国公路隧道建成后运营过程中,因受到多种因素的影响,如车辆行驶工况、外部恶劣环境等,公路隧道衬砌不同位置极易产生不同程度的渗漏问题,所以在进行公路隧道养护施工过程中,一定要对渗漏病害的处治给与高度重视。本文以作者在江西省多条高速公路隧道建设与养护为例,深入分析了公路隧道衬砌渗漏病害的多种影响因素,并以此为依据,提出相应的公路隧道衬砌渗漏病害处治技术,以期为我国公路隧道渗透病害的处治起到一定的借鉴作用。
参考文献
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