蓮易路隧道防滲修復方案探討
發布時間：2010-01-14 共2頁
1、前言
蓮易高速公路是國家“八五”期間的重點建設項目之一，是上海至昆明320國道在湘境內的一段，也是湖南省東部的一條重要交通干線，東起湘贛交界的醴陵市蓮花沖，西至湘潭市易家灣，是湖南省最早開工建設的全封閉、全立交的高速公路，全長為70.1公里。由于修建時間早，公路病害較嚴重，目前全線正在進行維修加固，其中隧道的防滲修復又是其中的關鍵工程。
2、隧道現狀
蓮易高速公路上共有2座單洞隧道，分別為白關隧道和建寧隧道。其中白關隧道長105m，建寧隧道長275m，兩座隧道都是按礦山法原理進行設計，凈寬11.0m、凈高6.65m.隧道采用小模板施工襯砌，其中白關隧道模板長3.5m，共有29道襯砌接頭，建寧隧道模板長2.0m共有135道襯砌接頭。
隧道病害主要表現為接頭部分的水泥封層大部分脫落，洞內滲水現象明顯，洞頂及側墻呈麻面、蜂窩狀，隧道的襯砌存在離析或脫空現象。
由于漏水嚴重，建寧隧道在離株洲端約145m處加鋪了一層厚約7cm的水泥層，長度為16m；醴陵端約65m處加鋪了一層厚約7cm的水泥層，長度為65m.這兩處都暫時解決了滲水問題。
3、隧道病害原因分析
由于本路隧道建設時間較早，當時對高速公路隧道的特點研究不足，施工機械也較少，建設力量薄弱，是引起隧道病害的主因。由于施工力量弱，未采用大模板臺車進行隧道襯砌，隧道接縫多。因為對高速公路隧道認識不足，也就沒有足夠認識到隧道防水的重要性，設計中未考慮隧道襯砌的防水設施，具體表現在隧道各模板襯砌接頭未設置止水帶，襯砌和圍巖間也為設置防水板，目前正常情況下高速公路隧道襯砌接縫防水標準設置如圖2，二襯與初期支護間設置防水層，接縫部位設置止水條和背貼式止水帶，同時隧道要求采用大模板臺車，各接頭距離12m左右。
蓮易路隧道滲水產生的另一個原因是每天通過蓮花沖至易家灣高速公路的車輛約有8000車次，其中60%都是超限超載的運煤車，車輛運行對蓮易高速的隧道襯砌圍巖震動影響大，加快了襯砌漏水的發展進程。
4、隧道防滲修復方案分析
4.1 隧道襯砌加固方案
隧道襯砌加固較為簡單，襯砌完整但存在離析或脫空現的部分只要將襯砌后空洞注漿填實即可，襯砌破碎嚴重、變形大的區域需要采用錨桿加固、圍巖注漿加固等手段提高隧道圍巖的整體承載力。本高速公路隧道僅隧道接頭水泥封層脫落，洞頂及側墻呈麻面、蜂窩狀，總體判斷對結構整體安全不構成嚴重影響，不必特別處理，接頭只需適當補強即可；對于通過地質雷達SIR-10H探測系統探測到的襯砌離析或脫空部位采用鉆孔注漿填實的方法即可，注漿成分可根據具體程度分別確定。
4.2 隧道常用襯砌防滲修復方案比較
隧道襯砌防滲修復方案較多，目前常用的有注漿止水、設置排水盲溝引水，專門設置排水導洞排水等等，各方案分析如下：
4.2.1 方案一：圍巖注漿止水方案
如圖3，此方案為目前隧道止水的最常用方案，從隧道襯砌鉆空，孔深3~5m，向孔內壓注水泥漿液或化學漿液，用以阻塞地下水通道，防止襯砌出現滲水。此方案為工程量及效果都不容易控制，特別是對于襯砌與圍巖間設置防水層的隧道，需要全隧道進行注漿，而不能只針對滲水嚴重的區域，否則只要其他地方存在滲水區域，滲水就會沿著襯砌與圍巖界面擴散，仍將從各個接頭滲出。
4.2.2 方案二：襯砌接頭引水方案
采用塑料盲溝引水方案、在隧道現有接縫處鑿開一個槽，尺寸為10cm（寬）×8cm（深）。將MF0730型塑料盲管緊靠槽內壁布設，外露三面用防水土工布進行包裹，然后采用C30微膨脹水泥對槽進行封閉。塑料盲管和外裹防水土工布依靠橡膠帶進行固定，按每2m布置一根。橡膠帶兩側用水泥釘固定在隧道壁上。塑料盲管中的滲水將直接排往隧道的邊溝內排出隧道。
采用PVC半圓管引水方案、在隧道現有接縫處鑿開一個槽，尺寸為15cm（寬）×10.5cm（深），其他基本同塑料盲溝引水方案設置。
上面兩種方案的最大缺點是施工困難，施工風險大，目前各隧道接頭每隔3.5m或2.0m就一道，如此近距離范圍開鑿隧道襯砌對現有襯砌結構破壞較大，即使接頭部位漏水完全處理好了，從襯砌其他部位的微裂縫又可能滲水出來，也就無達不到整治的目地。
4.2.3 方案三導洞排水方案
在隧道頂面上一定距離設置兩個泄水洞，將隧道頂面山體地下水從泄水洞中排出，從而保證隧道干燥無水。此方案常用處理大型地下暗河方面采用，對于蓮易路這種短隧道應用存在較多問題，一是泄水洞要多大才能達到目的？二是即使達到了隧道襯砌干燥的目的，地下水從泄水洞暢通到無阻的排出，引起山體植被枯死、老百姓水井干涸等生態問題又要花工夫處理。
蓮易高速公路是國家“八五”期間的重點建設項目之一，是上海至昆明320國道在湘境內的一段，也是湖南省東部的一條重要交通干線，東起湘贛交界的醴陵市蓮花沖，西至湘潭市易家灣，是湖南省最早開工建設的全封閉、全立交的高速公路，全長為70.1公里。由于修建時間早，公路病害較嚴重，目前全線正在進行維修加固，其中隧道的防滲修復又是其中的關鍵工程。
2、隧道現狀
蓮易高速公路上共有2座單洞隧道，分別為白關隧道和建寧隧道。其中白關隧道長105m，建寧隧道長275m，兩座隧道都是按礦山法原理進行設計，凈寬11.0m、凈高6.65m.隧道采用小模板施工襯砌，其中白關隧道模板長3.5m，共有29道襯砌接頭，建寧隧道模板長2.0m共有135道襯砌接頭。
隧道病害主要表現為接頭部分的水泥封層大部分脫落，洞內滲水現象明顯，洞頂及側墻呈麻面、蜂窩狀，隧道的襯砌存在離析或脫空現象。
由于漏水嚴重，建寧隧道在離株洲端約145m處加鋪了一層厚約7cm的水泥層，長度為16m；醴陵端約65m處加鋪了一層厚約7cm的水泥層，長度為65m.這兩處都暫時解決了滲水問題。
3、隧道病害原因分析
由于本路隧道建設時間較早，當時對高速公路隧道的特點研究不足，施工機械也較少，建設力量薄弱，是引起隧道病害的主因。由于施工力量弱，未采用大模板臺車進行隧道襯砌，隧道接縫多。因為對高速公路隧道認識不足，也就沒有足夠認識到隧道防水的重要性，設計中未考慮隧道襯砌的防水設施，具體表現在隧道各模板襯砌接頭未設置止水帶，襯砌和圍巖間也為設置防水板，目前正常情況下高速公路隧道襯砌接縫防水標準設置如圖2，二襯與初期支護間設置防水層，接縫部位設置止水條和背貼式止水帶，同時隧道要求采用大模板臺車，各接頭距離12m左右。
蓮易路隧道滲水產生的另一個原因是每天通過蓮花沖至易家灣高速公路的車輛約有8000車次，其中60%都是超限超載的運煤車，車輛運行對蓮易高速的隧道襯砌圍巖震動影響大，加快了襯砌漏水的發展進程。
4、隧道防滲修復方案分析
4.1 隧道襯砌加固方案
隧道襯砌加固較為簡單，襯砌完整但存在離析或脫空現的部分只要將襯砌后空洞注漿填實即可，襯砌破碎嚴重、變形大的區域需要采用錨桿加固、圍巖注漿加固等手段提高隧道圍巖的整體承載力。本高速公路隧道僅隧道接頭水泥封層脫落，洞頂及側墻呈麻面、蜂窩狀，總體判斷對結構整體安全不構成嚴重影響，不必特別處理，接頭只需適當補強即可；對于通過地質雷達SIR-10H探測系統探測到的襯砌離析或脫空部位采用鉆孔注漿填實的方法即可，注漿成分可根據具體程度分別確定。
4.2 隧道常用襯砌防滲修復方案比較
隧道襯砌防滲修復方案較多，目前常用的有注漿止水、設置排水盲溝引水，專門設置排水導洞排水等等，各方案分析如下：
4.2.1 方案一：圍巖注漿止水方案
如圖3，此方案為目前隧道止水的最常用方案，從隧道襯砌鉆空，孔深3~5m，向孔內壓注水泥漿液或化學漿液，用以阻塞地下水通道，防止襯砌出現滲水。此方案為工程量及效果都不容易控制，特別是對于襯砌與圍巖間設置防水層的隧道，需要全隧道進行注漿，而不能只針對滲水嚴重的區域，否則只要其他地方存在滲水區域，滲水就會沿著襯砌與圍巖界面擴散，仍將從各個接頭滲出。
4.2.2 方案二：襯砌接頭引水方案
采用塑料盲溝引水方案、在隧道現有接縫處鑿開一個槽，尺寸為10cm（寬）×8cm（深）。將MF0730型塑料盲管緊靠槽內壁布設，外露三面用防水土工布進行包裹，然后采用C30微膨脹水泥對槽進行封閉。塑料盲管和外裹防水土工布依靠橡膠帶進行固定，按每2m布置一根。橡膠帶兩側用水泥釘固定在隧道壁上。塑料盲管中的滲水將直接排往隧道的邊溝內排出隧道。
采用PVC半圓管引水方案、在隧道現有接縫處鑿開一個槽，尺寸為15cm（寬）×10.5cm（深），其他基本同塑料盲溝引水方案設置。
上面兩種方案的最大缺點是施工困難，施工風險大，目前各隧道接頭每隔3.5m或2.0m就一道，如此近距離范圍開鑿隧道襯砌對現有襯砌結構破壞較大，即使接頭部位漏水完全處理好了，從襯砌其他部位的微裂縫又可能滲水出來，也就無達不到整治的目地。
4.2.3 方案三導洞排水方案
在隧道頂面上一定距離設置兩個泄水洞，將隧道頂面山體地下水從泄水洞中排出，從而保證隧道干燥無水。此方案常用處理大型地下暗河方面采用，對于蓮易路這種短隧道應用存在較多問題，一是泄水洞要多大才能達到目的？二是即使達到了隧道襯砌干燥的目的，地下水從泄水洞暢通到無阻的排出，引起山體植被枯死、老百姓水井干涸等生態問題又要花工夫處理。
