陈帅
重庆交通大学 土木工程学院 重庆400041
摘要：本文总结了几种隧道涌水量预测的办法，并对水的损害程度做出了分级。针对不同的损害等级提出了几种治理措施，希望对隧道防水设计和施工安全起到提示作用。
关键词：隧道工程；防排水；隧道水害
在水资源丰富的地区，隧道水害一直难以解决，严重影响了隧道施工运营，降低了隧道结构使用寿命。特别是在我国西部地区，山岭隧道居多且大多都建设在雨水丰沛的高山峡谷中，工程地质条件和水文地质条件复杂，给隧道的防水问题带来了巨大的挑战。隧道建成之后达不到预期的设计效果，过早的出现渗水、漏水等现象，提前了养护时间和养护成本，给国家带来了不小的财政负担，据统计我国高速公路系统一年的亏损额在5000亿元以上。因此想办法降低水对隧道的损害，降低运营养护成本是目前刻不容缓的挑战。
1 隧道涌水量预测方法
隧道涌水量预测是降低水对隧道损害的前提，预测隧道涌水量辅以监测手段判断隧道可能发生的灾害如渗漏水、突水突泥等，在设计上指导工程师选取防排水参数可以有效降低隧道渗漏水的概率，在施工现场指导防排水施工以及做好灾害应对策略。
1.1 降水入渗法
降水入渗法用于预测正常情况下的隧道涌水量，适用范围为埋深较浅的山岭隧道，同时也适用于岩溶隧道，根据隧道所处地区的水文地质条件并考虑地貌和植被影响根据经验选取合适的降水入渗参数，可以在宏观角度粗略的估算隧道正常情况下的涌水量。计算公式如下：
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QS——隧道通过含水地段的正常涌水量（m3/d）；T——降水入渗系数；W——年降水量（mm）；A——隧道集水面积km2。
注：（1）2.74为换算系数；（2）T的选取参照《铁路工程水文地质勘测规范》。
1.2 地下径流模数法
地下径流模数法适用于地表有一个或多个水系存在时同样也适用于岩溶地区的涌水量预测。此方法的原理是根据大气降水给予地表水流量补给和地下河流量补给求出隧道通过区域的地下径流模数只需要再确定隧道的集水面积即可在宏观上粗略的求出隧道正常情况的涌水量，计算公式如下：
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其中M——地下径流模数（m3/（d·m））；Q——地下水补给的河流流量或降雨引起的地表径流流量（m3/d），宜选用枯水期；F——与地表水流量相当地表流域面积（Km2）；其余符号同上。
1.3 地下径流深度法
本方法适用地表水和地下河补给的山岭隧道以及岩溶隧道。此方法的原理是在一定区域范围内水的流入量等同于水的流出量，遵循流入流出的平衡即水均衡法。同样的各个参数的选取依靠人经验占比大因此难以得到精确数据，只能宏观预测涌水量。
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其中E0=300+25t+0.05t3，t——流域内年平均气温（℃）；其余符号同上。本文仅列举一种E的计算方法，其余E的计算公式请查阅相关资料。
2 隧道发生水害的机理分析
2.1 工程地质和水文地质条件的复杂性
工程地质条件差水文地质条件复杂是隧道结构发生渗漏水的前提。工程地质的好坏主要体现在围岩的节理裂隙发育程度，水文地质则体现在地下水发育程度和地表水发育程度。若岩层节理裂隙较发育裂隙之间相互贯通切割岩体形成水的天然流动通道，此时地下水和地表水沿着裂隙作用在隧道衬砌上，当排水能力不能满足时水压力作用在衬砌背后导致衬砌结构的破坏，这就导致了隧道结构的渗漏水。
2.2 隧道设计的缺陷
设计缺陷主要指对隧道防水等级做出错误判断采用了不满足防水要求的防水技术指标或者设计的防排水系统不能满足隧道排水要求涌入排水沟的水量大于排水沟的排量特别是暴雨期。其次是没有考虑时间影响下防排水结构淤泥沉积导致的排水能力下降。以上原因造成衬砌背后地下水积压，在高水压下隧道出现渗漏水。
2.3 隧道施工的缺陷
施工经常是造成隧道渗漏水的最主要原因，市场上施工队伍施工质量参差不齐，防水施工材料种类繁多，不能正确的挑选合适的材料或者为了节省成本选用劣质材料的情况时有发生。再有施工时质量不达标不安设排水盲管，衬砌混凝土防水等级不达标，施工缝或变形缝处橡胶止水带埋设不合理，防水卷材搭接不严密等都可能导致隧道的渗漏水。
3 工程地质导水能力分析
导水能力分析基于优势面理论其依靠时间优势指标、断裂性质优势指标、导水规模优势指标、岩体级别优势指标、补给优势指标、第四系覆盖层厚度指标量化断裂带的富水程度。不同的富水程度对应不同的施工方法、风险评估综合分析以及应急预案。其公式如下：
其中α1~α6分别为
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4 结论
如今隧道防排水研究已经去得了不错的进展，但是依然未从根本上解决隧道运营期间的渗漏和施工过程中的突水突泥问题，想要从设计上解决基本不可能，只能要求在施工过程中实事求是先进行超前勘探再掘进同时对薄弱环节实行严格的监测。隧道防水技术基本成熟，施工技术水平有待完善，大部份隧道过早出现渗漏水都是施工质量不足造成的。要解决隧道防排水问题应当重视新材料的研发，规范化施工和提出施工新技术，在施工过程中严格执行监控量测标准，新研究表明改善围岩和衬砌渗透系数能更好的防止隧道发生渗漏水，因此注浆材料和技术的优化也是一条隧道水害防止的光明大道。
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作者简介：陈帅（1997-），男，汉族，重庆大足人，重庆交通大学硕士研究生，研究方向：桥梁与隧道工程