随着我国公路网不断完善，投入运营使用的隧道越来越多。隧道作为地下构筑物，受地质条件影响施工较为困难，隧道建成后，某些隧道区段存在拱墙背后空洞、衬砌厚度不足等施工缺陷，在地下水影响下，极易引发各类病害，如衬砌渗漏水开裂、掉块，隧底裂损、下沉与翻浆冒泥、上拱，排水系统冻害等。隧道病害的存在降低隧道的使用功能，威胁隧道运营安全。隧道病害的原因涉及到环境、设计、施工、运营维护等多个方面，如何探明隧道病害发生机理，提出有效的防治及处治措施仍然是当前隧道工程的重难点问题。

本文依托鹤大高速丹东段全线隧道工程，统计分析隧道病害分布特征，结合丹东管段隧道渗漏水实例，以渗水病害为主，探析渗水病害发生机理，针对发生的各类病害问题制定隧道渗水病害处治对策，以期为同类隧道病害分析及处治提供借鉴。

工程概况

（一）隧道概况

鹤大高速丹东至通化段于2012年9月26日通车运行，全长197公里，起点位于辽宁与吉林交界处，止于丹东古城子村。沿途穿越辽宁东部山区，该地区为山岭重丘地貌，高速公路桥隧比高达30%，尤以丹东至桓仁段居多。鹤大线丹通段内共有48座隧道，总长度为45241米，隧道分布较密集，其中特长隧道2座，中长隧道38座，短隧道8座。辽东地区受海洋季风影响，年降雨量较大，地下水资源丰富，同时地处北方，冬季温度低，属季节性冰冻区。冬季寒冷漫长，冻霜时间长。自2012年9月开通运行以来，经过近七年的时间对48座隧道的日常及定期检查发现，其中30余座隧道在冬季发生了不同程度的渗漏水，冬季隧道渗漏水病害已成为隧道主要病害。

（二）渗水病害概况

1 渗水病害统计

每年至11月末左右，部分隧道相继出现不同程度的渗漏水现象，直至次年4月初结束。给高速公路行车安全带来极大隐患，隧道的修建破坏了山体原始的水系统平衡, 隧道成为所穿越山体附近地下水聚集的通道，在隧道防排水施工中，工艺质量不达标，极易照成隧道渗漏水现象发生。通过对管段内隧道渗漏水观察发现，渗漏点主要集中在四个部位（见图1）：（1）施工缝处渗漏水；（2）边墙拱脚处涌水；（3）车行横洞或人行横洞内涌水；（4）中央花管阻塞引起的路面返水。

2 渗水危害

公路隧道渗水病害降低了隧道的服役性能，严重威胁正常运营安全，主要危害表现为以下几方面。

（1）受低温影响，漏水点位于拱部的隧道会于渗水点处形成冰柱，悬挂在拱顶或拱腰处，若不及时处理，挂冰脱落容易对过往车辆照成威胁，渗水量较大时，挂冰越积越大形成巨型冰柱，侵入隧道建筑限界内，严重危及行车安全。

（2）隧道排水沟因结冰堵塞，致使隧道排水困难，水沟冻裂破损，破坏隧道排水系统；

（3）隧道渗漏水水量较大，渗漏点较多时，会在隧道路面形成大面积结冰，极易引发交通事故。

（4）隧道渗漏水会侵入防火喷涂、边墙瓷砖空隙中，在低温冻胀的影响下，致使喷涂、瓷砖起鼓脱落，对隧道内的附属设施产生不良影响，并影响行车舒适性以及隧道内的美观。

（5）渗漏水会对隧道内电力设施造成不同程度的破坏。隧道内的通风及照明设施大部分为钢铁制品，水加快了钢铁的锈蚀速度，影响其使用寿命，增加了隧道的维护费用，严重时会造成隧道机电的短路、漏电进而引发火灾等严重危害。

（6）隧道渗漏水会导致衬砌材料混凝土材料劣化和砂土流出，使围岩松弛而成为外荷载，引起病害。

渗水病害发生机理及处治对策

（一）渗水病害发生机理

通过资料调研、查阅和现场的实地勘查，认为造成隧道渗漏水病害的原因主要有以下几个方面。

1、辽东地区年降雨量较大，山体内地下水资源丰富，隧道建成以后，破坏了围岩内原有的水系平衡和应力平衡，隧道为了达到新的平衡，需承受地层内部水压力和围岩压力，隧道大部分位于地下水位线以下，使得衬砌背后水压较高，长期聚积后易沿隧道防水薄弱处（防水板焊接缝和防水板破损部位）渗透，一般通过沉降缝或施工缝渗漏至隧道内部。

2、隧道周围裂隙水中的含钙化学物质和混凝土析出物易造成隧道排水系统堵塞，使衬砌背后水流不畅，水流无法排出，进而形成渗漏。

3、在隧道施工中，由于施工材料的选择和施工质量问题，容易造成隧道防排水系统存在一定的缺陷，为地下水提供了迁移的途径。隧道防排水系统保温措施不完善。辽东地区冬季寒冷，据统计发现，隧道渗漏水主要发生在11月末至次年4月初之间，此时间段隧道内气温大部分时间内处于0℃ 以下，极限气温达到-29℃，因此低温是影响隧道渗漏水主要因素。隧道防排水系统的保温措施无法满足实际要求，水结冰导致隧道防排水系统水流不畅。由于没有及时疏通，造成隧道部分纵向排水管、纵向排水管检查井及横向排水管堵塞严重，导致衬砌背后水无法排出，水压不断升高，迫使水流沿衬砌防水薄弱处流出，形成渗漏。此外隧道中央花管洞外出水口段结冰堵塞，导致隧道内排水困难，也会引发渗漏水现象发生。

4、隧道防水系统存在缺陷。在施工过程中，存在防水板被刺破造成破损、防水板焊接不够密实存在缝隙、防水板与混凝土之间空隙过大、止水带缺失或安装反向等施工问题。防水层由于受施工质量、材料质量等因素的影响，在隧道运营期间容易产生破坏，衬砌背后的水容易在施工缝处聚集，此种情况较多引起施工缝出现渗漏水，特别是墙角部位的渗漏水尤为严重。

5、隧道排水系统施工不完善。由于施工问题，造成隧道内环向盲沟、纵向排水管和横向排水管之间连接不实，无法形成闭合环路，水从排水缺口处流出，形成渗漏。部分隧道由于排水需求大，横洞内横向排水管无法满足排水要求，水量聚集过大造成车行横洞和人行横洞涌水。

6、二衬质量缺陷。二次衬砌在施工中质量、厚度、防渗性不达标也会引起渗漏水的发生。二次衬砌混凝土虽然具有一定的防水性，但施工中可能由于振捣不到位，混凝土与橡胶止水带等防水结构粘结能力较差，在外力作用下易分离，此种情况会引起施工缝处出现渗漏水现象。

（二）渗漏水病害处治对策

1、应急防治对策

冬季是隧道渗漏水多发时期，由于渗漏水发生的突发性、不确定性及其危害的严重性，对隧道渗漏水的应急处治显得尤为重要，结合宽甸段隧道管养经验，针对不同情况的隧道渗漏水，提出两种应急处治措施。

（1）加强日常巡查

《公路隧道养护技术规范》规定高速公路隧道检查不小于 1 次/周, 特别是在雨季或冰冻季节更应增加日常检查的频度。宽甸地区每年11月末左右进入冬季，隧道渗漏水进入了多发时期，这段时间应安排应急车辆及隧道养护人员对隧道进行每日两到三次的巡查，重点观察隧道内施工缝，施工缝墙角、车行横洞及人行横洞等易发生渗漏水病害位置。加强对隧道排水系统的定期检查，观察隧道外排水口水量大小，保证隧道排水系统的畅通。检查宜采取徒步的目视检查为主, 配备必要的检查工具或设备，及时记录检查结果并整理备案，做到第一时间内发现险情，将隧道渗漏水危害程度降到最低。

（2）人工除冰防滑

对管段内所有发生渗漏水隧道观察发现，大部分渗漏点渗水量较小，渗水点往往因为冰冻而停止渗漏，渗水时间维持在一天到两天之内。对于已经发生渗漏的隧道，在渗漏点处或有结冰地方给予过往车辆警示标志。拱顶有冰柱悬挂的隧道及时安排升降车辆和工人对冰柱进行清除，路面有结冰的隧道要安排人员进行人工除冰，除冰完成后撒布适量防滑剂，防止二次冰冻。针对漏水量较大，漏水持续几十天不止，路面大面积结冰的情况，采取在漏水点处架设导流设施（排水槽、排水管）或安排车辆接水运送至隧道外的方法处理，同时组织人员进行除冰防滑工作，在人工作业中要做好施工安全，必要时对道路封闭并配备人员疏通交通。

2、隧道渗漏点处治方法

针对隧道病害类型及特点，提出4种针对渗漏点处治的方法，经过多座隧道的运营实践表明处治效果良好，可为同类隧道渗水病害处治提供借鉴。

（1）注浆封堵法

对于渗水量较小的施工缝处，采用注浆封堵的方法进行处理，以期达到充填裂隙，凝结土体，隔断水源之目的，。具体施工工艺如下：①布孔。根据渗水面积和位置，用电钻在渗水缝处布设注浆孔，孔深为混凝土厚度的一半，用清洗机清洗注浆孔。②埋入注浆管，由快硬防水砂浆固定注浆管，并抹压缝的表面（图2）。③注浆。用智能高压注浆泵通过注浆嘴向孔内注入水溶性聚氨酯堵漏剂，该材料遇水立即生成一种不溶于水的胶状物以5~10倍体积膨胀于缝中（图3）。④清理及外观处理。注浆完成几天后，割除注浆管外露部分，并用防水砂浆抹平表面，注意调整砂浆颜色，保证衬砌的整体外观质量。在鹤大高速多条隧道施工缝渗水治理中，采用了新型环保PTN接缝胶进行治理，PTN接缝胶相比传统接缝胶有密度小、粘结强度高、耐久性好、基材广泛、环保等优势，在鹤大高速隧道渗漏水治理工作上取得了良好的效果。

（2）剔槽疏导法

对于隧道内渗漏水量较大的漏水点，采用剔槽疏导方法，将水引走排出，不使其扩散侵蚀。具体施工方法是在漏水点处(施工缝位置) 打孔放水，打孔完毕后从打孔处竖直凿一条倒梯形槽，槽底应落在渗水的裂缝上，用钢丝刷清除槽中混凝土残渣并用清水冲洗槽及周围，然后在槽中固定PVC排水管（外用透水布包裹），将水直接引到隧道中央花管中排出，排水管周围配备电伴热带，最后用防水砂浆抹平并涂抹防水护面剂（约1.5mm厚）。

（3）增设横向排水管

对于横洞内横向排水管无法满足排水要求，导致的横洞涌水，采用增设横向排水管的方法。在原横向排水管下方位置凿槽，放入适当口径排水管并与原隧道内纵向排水管、环向盲沟连接，与隧道内排水系统形成闭合回路，保障横洞衬砌中的水顺利排出，最后用防水胶嵌缝，填充水泥浆并抹平，与衬砌外观保持一致。

（4）中央花管疏通法

对于隧道中央花管排水不畅引起的隧道路面返水，边墙根部涌水的现象，采用疏通中央花管的方法进行治理。通过对隧道外排水口水流大小分析隧道中央花管的堵塞情况，有条件可以使用管道机器人设备进入中央花管查找堵塞位置，挖开堵塞位置对应路面对隧道内中央花管进行彻底清淤疏通，加强中央花管出口段的保温措施，提高中央花管的抗冻能力使水沟排水畅通，减少水压力，不出现积水现象。

隧道渗漏水病害是隧道工程中常见但难以解决的重难点问题，本文对于鹤大高速丹东至通化段的隧道群多处渗漏现象，系统统计了病害类型，探讨了病害机理，揭示了该地区隧道渗漏水的成因机制，针对隧道的各类病害问题提出了处治对策。希望通过对鹤大高速宽甸段隧道运营中出现的问题及一些处理方法的分析，为类似隧道养护工作者提供一定的参考，寻求更有针对性更耐久适用的渗漏水及冻害整治措施，提升对高速公路隧道的管养水平。

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知识点：山区高速公路隧道渗水病害机理及处治对策