羊头角隧道漏水整治处理的探讨-水利论文发表

羊头角隧道漏水整治处理的探讨
王妙锦
摘要：羊头角隧道在通车十余年后出现渗漏水现象，严重影响隧道的使用性和耐久性；通过对不同渗漏特点进行分析，选择合理的整治措施，取得了良好的工程效果。
关键词：隧道漏水整治
中图文分类号：U457+.2

1 工程概况
羊头角隧道全长412米，1995年8月建成通车，隧道衬砌采用曲墙式单心圆拱断面；隧道岩体主要为花岗岩，两端洞口为强风化～全风化Ⅳ～V类围岩，主体为弱风化～微风化Ⅱ～Ⅲ类围岩，局部穿越破碎带、裂隙带，隧道中地下水较丰富，大多为裂隙水，局部地段有潜水。经过十多年的运营，隧道拱顶曲面及墙体出现渗漏水，主要以线漏和面漏为主的病害，隧道长年处于潮湿状态，降低了路面抗滑性能，影响行车安全，而且加速衬砌的老化，危及其结构安全，缩短附属设施的使用寿命，为确保隧道的正常运营和过往车辆的行车安全。
2 原因分析
由于水的可流动性和水压的传递性，隧道的衬砌结构往往都要承受较高的水头压力，在这样的条件下，衬砌中的任何缺陷和病害都可能成为渗漏水的通道。①
2.1 线形渗漏
这种渗漏表现为沿隧道横截面环向发生，呈“竖直方向”，拱顶至拱腰部渗漏水直接滴落路面，拱腰至拱脚处渗漏则延伸至侧墙，并蔓延，潮湿成片，拱腰处渗漏滴水现象最为明显。导致此类渗漏的原因是该隧道衬砌采用小模板浇筑，混凝土横向接缝不密贴，局部振捣不实，或由于施工缝处理不当、破损，或因为橡胶止水带老化等。该类线形渗漏占据了隧道渗漏点总数的绝大部分，隧道的全线均存在，尤其隧道两端出、入口集中分布，是隧道渗漏整治的主要对象。
与路线方向平行的小模板横缝之间见部分线形渗漏，呈“水平方向”，或局部呈“点状”渗漏水量较大的渗漏点，由于衬砌混凝土配比不佳或局部振捣不密实造成，主要集中在两侧拱腰位置。此外，有部分由衬砌裂缝引起的不规则线形渗漏，但渗漏量较小，数量与规模也较小。个别孔洞未堵出现渗漏也归入线形渗漏，采用排水方式进行封堵。
2.2 面形渗漏
面形渗漏主要分布在拱顶或拱腰处，它表现为无明显水流，仅表面湿润或水珠悬挂，渗漏水量不大且在外来水源压力较低时而干燥，但当外来水源压力较大时，渗水区域明显扩大，造成此类渗漏的原因是衬砌混凝土振捣不够密实，但孔隙又不大，或孔隙未直接抵达衬砌外侧所致。有些看似大面积湿润区域(如侧墙呈大片潮湿状的渗水)其实非面形渗漏，而是上部线渗漏蔓延导致。
2.3 酸碱度
采用PH试纸检测了多处渗漏水的酸碱度，试纸未变色，水质为中性，对混凝土无腐蚀作用。

3 整治方案
3.1 整治原则
根据上述隧道渗漏特点和病害成因分析，渗漏水整治方案采取以下原则进行：
① 以疏导为主，防、排、截、堵相结合，刚柔并举，综合治理。
② 线形渗漏作为整治重点。
③ 渗漏整治施工操作简单、实效、经济。
④ 采用成熟、可靠的技术和工艺。
3.2 防水材料
防水材料选择的正确与否是隧道渗漏水整治成败的关键。目前，“堵”、“注”、“涂”、“抹”材料品种繁多，层出不穷，但总的来说，可分为两大类，一类为有机材料(柔性防水材料)，另一类为无机材料(刚性防水材料)。有机材料防水性能好，适应变形能力强，在过去隧道或地下工程堵漏中经常使用，但大多数有毒性、易老化，且施工配比复杂，难掌握，实践证明效果不佳。随着时间的推移，有机材料易老化，特别在刚性与柔性结合部(如施工缝)若干年后又重新开裂，最初的病害没有被根治。目前，新型无机材料抗渗能力强，不易老化，使用寿命长，正逐渐取代传统有机材料的主导地位。所以，本文选择无毒无味、无污染，使用寿命长、高质量的无机材料作为主要的防水材料，它应具有良好的抗渗能力，凝固后不开裂、无缝隙，与混凝土整体结构结合紧密，同时，它还应耐温、耐腐蚀、耐氧化、耐辐射。
3.3 整治方法
根据渗漏水的不同类型、特点及工程实际，采用不同的处治方法。
3.3.1 线形渗漏
适用于环向线形渗漏、水平向线形渗漏、裂缝线形渗漏。
对于线形渗漏采取堵和排相结合的方法，即凿槽埋管封堵工艺，把渗漏水导引至隧道两侧边沟再排出洞外。按三层封堵法进行施工：首先，用刚性防水材料封堵；其次，为避免刚性防水材料因温差大收缩导致裂缝，进而重现渗漏水现象发生，用柔性防水材料(合成高分子密封材料)进行第二层次封堵，最后，为减少柔性有机材料与空气接触老化，在柔性防水材料外再封堵一层刚性防水材料。
具体施工步骤如下：
　① 表面清洗：将线形渗漏水缝左右约30 mm的衬砌混凝土表面清洗干净，找到水源位置。
② 割缝：在缝隙左右各20 mm处用电动割刀割深90 mm(不包括原衬砌抹面厚度)的缝。若水量大，呈流水状，则在施工缝左右各25 mm处割深100 mm的缝。
③ 凿槽：人工凿出“U”字型槽。所凿的槽两侧应故意造成凹凸不平状，同时借助环氧树脂等粘结剂，以增加防水材料和旧混凝土之间的粘结力，另外要求所凿的槽要延伸至排水沟盖板以下至少30 cm处，以保证水能被顺畅排走，并且不至于由于毛细管作用，排出的水沿抹面砂浆攀升至盖板以上，影响总体美观。
④ 埋管：将槽内混凝土表面的浮渣清洗干净，之后在槽底部叠瓦式分段埋设Φ40mm～50mm、长40cm～50cm PVC半圆管(水量大的地方为Φ50mm)，直至边墙底部的排水沟(排水边沟盖板以下30cm)，用以导引水流。注意拐弯处PVC半圆管的衔接，低处PVC管叠在高处的外面，衔接长度2cm，同时，应根据工程实际情况，适当截取PVC半圆管的长度，以适应交叉或圆弧衔接，但不宜超过50cm，以减少局部施工不当而返工处理的工程量。
⑤ 封填：分三层封填。
a．把壁面冲湿，采用水泥基渗透结晶型刚性防水材料封填20mm厚，防水材料和水的配比，搅拌方法，放置时间，注意事项等应严格按产品要求执行。同时在封槽时应注意防水材料与旧混凝土的粘接，采用橡皮锤或手指把连接处逐一压实。
b．待第一层封填材料干燥后(一般24h之后)，在槽两侧和第一层封填材料外表面刷涂环氧树脂(或专用粘结材料)，再填入20mm厚柔性防水材料(高分子密封材料)，使用时按产品使用方法施工，以保证产品的最佳使用效果。
C．采用刚性防水材料再次封填，厚20mm，若与衬砌混凝土表面平整度欠佳，采用普通水泥砂浆(水灰比0．40～0．50)找平修饰。
⑥ 刷浆：待封堵防水材料结硬，达到一定强度后，把修复区域表面湿润，用刷子刷涂水泥基渗透结晶型防水涂料，以提高防水性能。防水涂料与水的配比严格按产品使用要求执行。
⑦ 养护：一周时间内，不定时喷洒雾化水进行养护。

3.3.2 面形渗漏
采取表面涂抹水泥基渗透结晶型刚性防水材料办法，具体做法为：
① 表面处理：把面渗区域及其外围20cm处用凿子凿除20~30mm，该深度不包括衬砌外砂浆抹面厚度，凿除的表面要求有一定的粗糙度，以增加堵漏材料与旧混凝土的粘结力。
② 涂抹：清洗衬砌表面，去除浮面水渍杂质，然后用镘刀涂抹水泥基渗透结晶型刚性防水材料，封堵材料和水的配比，搅拌方法，放置时间，注意事项等应严格按产品使用方法执行。
③ 刷浆：待封堵防水材料结硬，达到一定强度后，把修复区域表面湿润，用刷子刷涂水泥基渗透结晶型防水涂料，以提高防水性能。防水涂料与水的配比严格按产品使用方法执行。
④ 养护：一周时间内，不定时喷洒雾化水进行养护。
4 结论
通过严格的分析，科学的治理，羊头角隧道漏水整治工程顺利完成，并取得了良好的经济效果。