莲易路隧道防渗修复方案探讨

1、前言

　　莲易高速公路是国家“八五”期间的重点建设项目之一，是上海至昆明320国道在湘境内的一段，也是湖南省东部的一条重要交通干线，东起湘赣交界的醴陵市莲花冲，西至湘潭市易家湾，是湖南省最早开工建设的全封闭、全立交的高速公路，全长为70.1公里。由于修建时间早，公路病害较严重，目前全线正在进行维修加固，其中隧道的防渗修复又是其中的关键工程。

2、隧道现状

　　莲易高速公路上共有2座单洞隧道，分别为白关隧道和建宁隧道。其中白关隧道长105m，建宁隧道长275m，两座隧道都是按矿山法原理进行设计，净宽11.0m、净高6.65m。隧道采用小模板施工衬砌，其中白关隧道模板长3.5m，共有29道衬砌接头，建宁隧道模板长2.0m共有135道衬砌接头。

　　隧道病害主要表现为接头部分的水泥封层大部分脱落，洞内渗水现象明显，洞顶及侧墙呈麻面、蜂窝状，隧道的衬砌存在离析或脱空现象。

　　由于漏水严重，建宁隧道在离株洲端约145m处加铺了一层厚约7cm的水泥层，长度为16m；醴陵端约65m处加铺了一层厚约7cm的水泥层，长度为65m。这两处都暂时解决了渗水问题。

3、隧道病害原因分析

　　由于本路隧道建设时间较早，当时对高速公路隧道的特点研究不足，施工机械也较少，建设力量薄弱，是引起隧道病害的主因。由于施工力量弱，未采用大模板台车进行隧道衬砌，隧道接缝多。因为对高速公路隧道认识不足，也就没有足够认识到隧道防水的重要性，设计中未考虑隧道衬砌的防水设施，具体表现在隧道各模板衬砌接头未设置止水带，衬砌和围岩间也为设置防水板，如图1。目前正常情况下高速公路隧道衬砌接缝防水标准设置如图2，二衬与初期支护间设置防水层，接缝部位设置止水条和背贴式止水带，同时隧道要求采用大模板台车，各接头距离12m左右。

　　莲易路隧道渗水产生的另一个原因是每天通过莲花冲至易家湾高速公路的车辆约有8000车次，其中60%都是超限超载的运煤车，车辆运行对莲易高速的隧道衬砌围岩震动影响大，加快了衬砌漏水的发展进程。

4、隧道防渗修复方案分析

4.1 隧道衬砌加固方案

　　隧道衬砌加固较为简单，衬砌完整但存在离析或脱空现的部分只要将衬砌后空洞注浆填实即可，衬砌破碎严重、变形大的区域需要采用锚杆加固、围岩注浆加固等手段提高隧道围岩的整体承载力。本高速公路隧道仅隧道接头水泥封层脱落，洞顶及侧墙呈麻面、蜂窝状，总体判断对结构整体安全不构成严重影响，不必特别处理，接头只需适当补强即可；对于通过地质雷达SIR-10H探测系统探测到的衬砌离析或脱空部位采用钻孔注浆填实的方法即可，注浆成分可根据具体程度分别确定。

4.2 隧道常用衬砌防渗修复方案比较

　　隧道衬砌防渗修复方案较多，目前常用的有注浆止水、设置排水盲沟引水，专门设置排水导洞排水等等，各方案分析如下：

4.2.1 方案一：围岩注浆止水方案

　　如图3，此方案为目前隧道止水的最常用方案，从隧道衬砌钻空，孔深3~5m，向孔内压注水泥浆液或化学浆液，用以阻塞地下水通道，防止衬砌出现渗水。此方案为工程量及效果都不容易控制，特别是对于衬砌与围岩间设置防水层的隧道，需要全隧道进行注浆，而不能只针对渗水严重的区域，否则只要其他地方存在渗水区域，渗水就会沿着衬砌与围岩界面扩散，仍将从各个接头渗出。

4.2.2 方案二：衬砌接头引水方案

　　如图4，采用塑料盲沟引水方案、在隧道现有接缝处凿开一个槽，尺寸为10cm(宽)×8cm(深)。将MF0730型塑料盲管紧靠槽内壁布设，外露三面用防水土工布进行包裹，然后采用C30微膨胀水泥对槽进行封闭。塑料盲管和外裹防水土工布依靠橡胶带进行固定，按每2m布置一根。橡胶带两侧用水泥钉固定在隧道壁上。塑料盲管中的渗水将直接排往隧道的边沟内排出隧道。

　　图5，采用PVC半圆管引水方案、在隧道现有接缝处凿开一个槽，尺寸为15cm(宽)×10.5cm(深)，其他基本同塑料盲沟引水方案设置。

　　上面两种方案的最大缺点是施工困难，施工风险大，目前各隧道接头每隔3.5m或2.0m就一道，如此近距离范围开凿隧道衬砌对现有衬砌结构破坏较大，即使接头部位漏水完全处理好了，从衬砌其他部位的微裂缝又可能渗水出来，也就无达不到整治的目地。

4.2.3 方案三导洞排水方案

　　在隧道顶面上一定距离设置两个泄水洞，将隧道顶面山体地下水从泄水洞中排出，从而保证隧道干燥无水。此方案常用在处理大型地下暗河方面采用，对于莲易路这种短隧道应用存在较多问题，一是泄水洞要多大才能达到目的？二是即使达到了隧道衬砌干燥的目的，地下水从泄水洞畅通到无阻的排出，引起山体植被枯死、老百姓水井干涸等生态问题又要花工夫处理。

5、推荐隧道防渗修复方案

　　综上分析可知，目前常用的几种隧道防渗修复方案都不适用于莲易路隧道，在分析隧道渗水的原因时，笔者发现导致隧道渗水的主要原因是衬砌与围岩间未设置防水层，因此笔者认为重点应从补上了防水层这一环节考虑，补上了防水层，就基本处理了渗水这一个问题。如何补上这一环节呢，撤除衬砌重新设置防水层显然不是好办法，必须另劈途径，超常规思维。

　　在具体设计方案时，笔者主要从下面几个方面进行考虑：

　　一是隧道接头部分渗水从围岩内部方面考虑是无法阻止的，只有定向引走。

　　二是隧道非接头部位必须防止渗水出现。

　　三是渗水修复方案实施不得对隧道衬砌结构造成影响。

5.1 推荐方案简介

　　思路明确后，制定推荐方案也就水到渠成，如图6，在衬砌每个外接头部位设置一道HC-3.5半圆软式透水管，衬砌内表面加贴自粘式防水层，由于外敷材料厚度小，本方案的实施未侵占隧道建筑限界。

　　当前新材料、新技术的应用为本方案提供了保证，如自粘式防水层可采用卓宝“贴必定”自粘防水卷材，或MCC背贴式防水卷材。其中卓宝“贴必定”自粘防水卷材性能优异，主要性能特点如下：

1、无须胶贴材料或热熔粘贴，完全自粘。

2、具有粘结力强、延伸性能好、高低温性能稳定的优点。

3、能适应基层的各种变形或开裂，自动填塞愈合较小的基层裂缝及穿刺破损。

4、依靠卷材与基层的高强度粘结，使其对水份有独特的“自锁性“司将因卷材破损引起的渗漏限制在局部范围内，不会出现水在防水层下无限扩散的现象。

5、卷材与卷材粘贴牢靠，保证卷材之间搭接严密可靠。

6、施工简单方便，容易维修。

5.2 隧道防渗修复施工方案

　　隧道防渗施工方案如下：—→清理衬砌内表面—→补强修复破损接头混凝土—→接头安装纵向HC-3.5半圆软式透水管—→ 热喷涂粘结料加热—→泵体、管路和喷枪进行预热—→ 热喷涂粘结料—→ 揭掉“贴必定”BAC防水卷材上表面的隔离膜 —→ 铺“贴必定”BAC防水卷材—→搭接口密封—→ 节点加强处理—→质量验收—→ 自粘式防水层外表刷涂乳胶漆美化处理

　　具体施工由厂家负责提供技术指导及质量控制。

6、结束语

　　莲易路隧道防渗修补推荐方案以较小的代价解决了隧道的严重渗水问题，既得益于技术人员的灵活的思路，也得益于新材料、新技术的应用，这今后为类似的工程提供了有益的参考。

参考文献：

2.湖南省交通规划勘察设计院.莲易路隧道检测报告

3.湖南省莲易公路改善工程公司.。莲易公路改善工程招标文件（土建部分）