高速公路隧道病害整治方案研究

高速公路隧道病害整治方案研究

王龙刚, 王兴智

中交通力建设股份有限公司    西安市    710065

摘 要：随着高速公路的开通运营，高速公路隧道病害逐步显现，这给高速公路隧道的维修保养加大了工作量。通过对高速公路隧道各类病害整治方案的研究验证，得到了较为成熟的高速公路隧道病害整治方案，为今后高速公路隧道病害的整治提供了宝贵的经验，保障了高速公路隧道结构的耐久性及行车安全。

关键词：土木建筑结构；高速公路隧道；空洞；注浆

一、概述

我国高速公路开通以来隧道病害逐渐显现，高速公路隧道的病害主要包括：二衬开裂、掉块、背后脱空、底板沉降或拱起开裂、渗漏水及衬砌混凝土强度不足等病害；以上病害一定程度上加大了高速公路工务的维护保养工作量，如果不能及时进行整治，必将严重影响高速公路隧道结构的耐久性及高速公路的行车安全。本文通过对高速公路隧道各类病害的整治方案进行验证研究，得到了较为成熟的隧道病害整治方案，为今后高速公路病害的整治提供了技术支撑。

二、隧道空洞、不密实的整治

对隧道空洞、不密实的整治，本着重检慎修的原则，防止维修不当对防水板及衬砌造成损害，重点对较严重及以上缺陷进行整修，主要整修方案为灌浆处理。

（一）工艺流程：

（1）观察空洞、不密实周围状况，确定注浆孔、排浆孔位置。

（2）钻设注浆孔及排浆空（观察孔）。

（3）清刷钻孔，在注浆孔、排浆孔处安设中空锚杆，并使锚杆与钻孔黏结牢固密实。

（4）搅拌注浆浆液，并进行注浆，直至达到要求；如脱空处理位置前后施工缝有渗漏痕迹，应先将前后1～2道施工缝进行封闭。

（二）钻孔技术要求：

（1）钻孔前应注意观察二衬注浆口和隧道坡度方向，在预计大约空洞较低处钻设注浆孔，在空洞最高处钻设排浆孔兼观察孔。

（2）一般要求钻设不得少于2个有效孔，一个在空洞较高处，作为排浆孔和观察孔，一个在较低处，做为注浆孔，在掌握一定经验确保灌注质量后也可只钻1个灌浆孔。

（3）钻孔工具采用冲击钻，钻孔直径为Φ28-32mm，先采用30cm短钻杆钻孔，待钻至约20cm，根据地质雷达扫描长度换设60-80cm的长钻杆继续施钻，直至钻通二次衬砌厚度，达到脱空处。

（4）在钻设的过程中注意严禁将防水板钻通、钻破，并根据钻孔检查防水板靠二次衬砌净空处的脱空厚度及防水板背后是否有脱空或脱空厚度。

（5）当无空洞时，采用红笔标识“×”，标识该孔作废。

（6）发现需要脱空处理位置前后施工缝有渗漏痕迹，前后1～2道施工缝要用密封膏进行封闭，以防止灌浆的时候施工缝漏浆引起接触网的安全隐患。

（三）灌浆技术要求：

（1）注浆材料要求具有良好的流动性，选用的注浆泵、管接头、闸门控制系统等设备应保证浆液流动畅通，并尽可能减少注浆液收缩，接头牢固可靠。

（2）脱空注浆浆液配合比采用1：0.4：0.01（水泥：水：灌浆剂或细沙），注浆浆液采用搅拌机二次拌浆，确保搅拌质量，注浆机压力控制在0.2～0.5MPa，注浆尽可能一气呵成，直至排气孔排出均匀浆液，要求注浆孔和排浆孔均应设置浆液阀，出浆孔应设浆液回浆管，回流浆液流入搅拌料储料桶。

（3）当排浆孔无空气流出时，关闭出浆孔阀门稳压慢注3min，注浆达到设计终压后即可停止注浆，待终凝后将钢管采用砂轮机割掉，进行防锈处理，并将注浆孔封填密实。

三、隧道渗漏水整治

隧道渗漏水包括多种形式，按照渗漏水的形状主要分为点状、线状、面状渗漏水；按照渗漏水的形式主要分为滴水、渗水、淌水。

隧道渗漏水的整治原则是：上堵下疏，减小衬砌背后水压力；防、堵、截、排，综合治理。

主要整治方案有：堵漏、引流、减压等。

（一）渗漏水堵漏

1.点状、线状渗漏水堵漏

治理方案：灌浆堵漏

工艺流程：

（1）清理裂缝表面。

（2）钻孔：使用电钻沿裂缝两侧(10～15公分)进行斜钻孔，钻头直径为14mm或10mm，钻孔角度宜≤45°，钻头深度大于结构厚度的2/3，钻孔必须穿过裂缝；但不得将结构打穿（壁后灌浆除外）。

（3）洗缝：用高压清洗机或空压机以6MPa的压力向灌浆嘴内注入洁净水，观察出水点情况，并将缝内粉尘清洗干净。

（4）埋嘴：在钻好的孔内安装灌浆嘴（又称之为止水针头），针头后带膨胀橡胶，并用专用内六角扳手拧紧，使灌浆嘴周围与钻孔之间无空隙，不漏水。

（5）封缝：将洗缝时出现渗水的裂缝表面用环氧类快干水泥进行局部封闭处理，防止在灌注化学浆液时跑浆。

（6）灌浆：使用高压灌浆机向灌浆孔内灌注化学灌浆料止水。立面灌浆顺序为由下向上，平面可从一端开始，单孔逐一连续进行，当相邻孔开始出浆后，保持压力3-5分钟，即可停止本孔灌浆，改注相邻灌浆孔。

（7）拆嘴：灌浆完毕，确认不漏即可去掉或敲掉外露灌浆嘴，并清理干净已固化的溢漏的灌浆液。

（8）封口：用快干水泥对灌浆口进行修补、封口处理。

（9）灌浆压力控制：压力控制在0.2到0.4Mpa。

（10）裂缝渗水处理范围必须在裂缝两端头各延长50厘米，确保整体治理效果。

2.面状渗水堵漏

治理方案：压浆涂刷堵漏

工艺流程：（1）先采用深度钻孔(衬砌厚度2/3以上)，用高压稳压灌浆的办法灌注聚氨酯化学灌浆止水材料。

（2）再用浅孔灌注改性低粘度环氧材料。

（3）最后用环氧胶泥或水泥基渗透结晶涂料刮一层，再在表面粉刷涂刮均匀、平整。

（4）在现有渗漏范围扩大至周边50-70厘米范围，以确保施工质量，确保减少反复出现不密实渗水的可能性。

3.空洞渗漏水堵漏

工艺流程：

（1）核实空洞位置、范围，在合适位置钻设压浆孔、出气孔。

（2）安设导管（带开关）。

（3）待导管牢固后用专用压浆机进行压浆，浆液成分中水泥：水：灌浆剂比例为1：0.4：0.01。

（二）渗漏水引流

对于隧道边墙下部渗漏水及两线间渗漏水可采用钻孔插管或埋设导管的方法进行引流排水整治。

工艺流程：

（1）查找渗漏点。汛期将基层表面用土工布擦干立即均匀撒一层干水泥，若表面有湿点或印湿线，即为漏水孔、缝，从而确定渗漏部位。

（2）凿眼及钻孔。在隧道边墙拱脚的侧沟平台顶面，以渗漏点正下方为中心点凿一直径约100mm，深度约40mm的凹坑(凹坑截面为倒“八”字型)，再用手持式钻机设备，自该点向砼内钻设ф40mm的孔，孔深约200～450mm，以打通二衬为宜。

（3）埋设排水管。在孔内插入波纹管（管口中心对正钻眼位置），外侧接入pvc管把水引入侧沟，pvc管外包保温层防止水在低温状态下结冰影响排水功能。封管时将表面凿除部分全部封堵。

（4）两线间渗水引流。对于两线间渗水，可在中心排水沟上方钻设泄水孔，在渗水点与泄水孔间凿开排水槽，埋设pvc管，然后用水泥砂浆密封。

（三）渗漏水减压

对于山体内水源集中，隧道渗漏水严重的处所，可采用在拱脚钻设泄水孔，埋设盲管的方案，排泄衬砌背后积水，以减小山体内水压，从而减小衬砌渗漏。

四、隧道排水系统整治

隧道排水系统是一个综合系统，包括隧道外部的截水天沟、侧沟及吊沟，隧道内部的排水盲管、两侧及中心排水沟及隧道进出口排水沟的顺接等；以上任何一处设备堵塞，都有可能导致雨水在隧道某处汇集，造成该处渗漏。要保持排水系统畅通，需定期对排水系统进行检查保养、疏通排水，特别是对隧道盲管要定期疏通，预防管道泥土堵塞，防止积水引起隧道渗漏水。

五、结论

对于隧道空洞、不密实的整治，宜采用钻孔注浆的方案进行整治。对于隧道点状、线状渗漏水，宜采用开槽或灌浆堵漏的方案进行整治；对于隧道面状渗水，宜采用表面涂刷或压浆涂刷堵漏的方案进行整治；对于隧道空洞渗水宜采用钻孔压浆的方案进行整治。对于隧道排水系统，要定期对其进行检查保养以保持排水畅通，特别要对盲管进行定期疏通整治，以防管道堵塞引起渗漏。以上高速公路隧道病害整治方案，应结合现场病害具体情况进行选择。

一年后，通过对病害处所再次进行检测，未发现有空洞、不密实、渗漏水处所，说明以上隧道病害的整治方案是有效的，可作为今后处理高速公路隧道病害的依据。

参考文献：

[1]《运营隧道缺陷与病害整治技术》(申志军等编著).