1、前言
蓮易高速公路是國(guó)家“八五”期間的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一，是上海至昆明320國(guó)道在湘境內(nèi)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(shè)的全封閉、全立交的高速公路，全長(zhǎng)為70.1公里。由于修建時(shí)間早，公路病害較嚴(yán)重，目前全線正在進(jìn)行維修加固，其中隧道的防滲修復(fù)又是其中的關(guān)鍵工程。
2、隧道現(xiàn)狀
蓮易高速公路上共有2座單洞隧道，分別為白關(guān)隧道和建寧隧道。其中白關(guān)隧道長(zhǎng)105m，建寧隧道長(zhǎng)275m，兩座隧道都是按礦山法原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，凈寬11.0m、凈高6.65m.隧道采用小模板施工襯砌，其中白關(guān)隧道模板長(zhǎng)3.5m，共有29道襯砌接頭，建寧隧道模板長(zhǎng)2.0m共有135道襯砌接頭。
隧道病害主要表現(xiàn)為接頭部分的水泥封層大部分脫落，洞內(nèi)滲水現(xiàn)象明顯，洞頂及側(cè)墻呈麻面、蜂窩狀，隧道的襯砌存在離析或脫空現(xiàn)象。
由于漏水嚴(yán)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(zhǎng)度為16m；醴陵端約65m處加鋪了一層厚約7cm的水泥層，長(zhǎng)度為65m.這兩處都暫時(shí)解決了滲水問題。
3、隧道病害原因分析
由于本路隧道建設(shè)時(shí)間較早，當(dāng)時(shí)對(duì)高速公路隧道的特點(diǎn)研究不足，施工機(jī)械也較少，建設(shè)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(tái)車進(jìn)行隧道襯砌，隧道接縫多。因?yàn)閷?duì)高速公路隧道認(rèn)識(shí)不足，也就沒有足夠認(rèn)識(shí)到隧道防水的重要性，設(shè)計(jì)中未考慮隧道襯砌的防水設(shè)施，具體表現(xiàn)在隧道各模板襯砌接頭未設(shè)置止水帶，襯砌和圍巖間也為設(shè)置防水板，目前正常情況下高速公路隧道襯砌接縫防水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置如圖2，二襯與初期支護(hù)間設(shè)置防水層，接縫部位設(shè)置止水條和背貼式止水帶，同時(shí)隧道要求采用大模板臺(tái)車，各接頭距離12m左右。
蓮易路隧道滲水產(chǎn)生的另一個(gè)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(yùn)煤車，車輛運(yùn)行對(duì)蓮易高速的隧道襯砌圍巖震動(dòng)影響大，加快了襯砌漏水的發(fā)展進(jìn)程。
4、隧道防滲修復(fù)方案分析
4.1 隧道襯砌加固方案
隧道襯砌加固較為簡(jiǎn)單，襯砌完整但存在離析或脫空現(xiàn)的部分只要將襯砌后空洞注漿填實(shí)即可，襯砌破碎嚴(yán)重、變形大的區(qū)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(cè)墻呈麻面、蜂窩狀，總體判斷對(duì)結(jié)構(gòu)整體安全不構(gòu)成嚴(yán)重影響，不必特別處理，接頭只需適當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)即可；對(duì)于通過地質(zhì)雷達(dá)SIR-10H探測(cè)系統(tǒng)探測(cè)到的襯砌離析或脫空部位采用鉆孔注漿填實(shí)的方法即可，注漿成分可根據(jù)具體程度分別確定。
4.2 隧道常用襯砌防滲修復(fù)方案比較
隧道襯砌防滲修復(fù)方案較多，目前常用的有注漿止水、設(shè)置排水盲溝引水，專門設(shè)置排水導(dǎo)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(nèi)壓注水泥漿液或化學(xué)漿液，用以阻塞地下水通道，防止襯砌出現(xiàn)滲水。此方案為工程量及效果都不容易控制，特別是對(duì)于襯砌與圍巖間設(shè)置防水層的隧道，需要全隧道進(jìn)行注漿，而不能只針對(duì)滲水嚴(yán)重的區(qū)域，否則只要其他地方存在滲水區(qū)域，滲水就會(huì)沿著襯砌與圍巖界面擴(kuò)散，仍將從各個(gè)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(xiàn)有接縫處鑿開一個(gè)槽，尺寸為10cm（寬）×8cm（深）。將MF0730型塑料盲管緊靠槽內(nèi)壁布設(shè)，外露三面用防水土工布進(jìn)行包裹，然后采用C30微膨脹水泥對(duì)槽進(jìn)行封閉。塑料盲管和外裹防水土工布依靠橡膠帶進(jìn)行固定，按每2m布置一根。橡膠帶兩側(cè)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(nèi)排出隧道。
采用PVC半圓管引水方案、在隧道現(xiàn)有接縫處鑿開一個(gè)槽，尺寸為15cm（寬）×10.5cm（深），其他基本同塑料盲溝引水方案設(shè)置。
上面兩種方案的缺點(diǎn)是施工困難，施工風(fēng)險(xiǎn)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(duì)現(xiàn)有襯砌結(jié)構(gòu)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(wú)達(dá)不到整治的目地。
4.2.3 方案三導(dǎo)洞排水方案
在隧道頂面上一定距離設(shè)置兩個(gè)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(wú)水。此方案常用處理大型地下暗河方面采用，對(duì)于蓮易路這種短隧道應(yīng)用存在較多問題，一是泄水洞要多大才能達(dá)到目的？二是即使達(dá)到了隧道襯砌干燥的目的，地下水從泄水洞暢通到無(wú)阻的排出，引起山體植被枯死、老百姓水井干涸等生態(tài)問題又要花工夫處理。
蓮易高速公路是國(guó)家“八五”期間的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一，是上海至昆明320國(guó)道在湘境內(nèi)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(shè)的全封閉、全立交的高速公路，全長(zhǎng)為70.1公里。由于修建時(shí)間早，公路病害較嚴(yán)重，目前全線正在進(jìn)行維修加固，其中隧道的防滲修復(fù)又是其中的關(guān)鍵工程。
2、隧道現(xiàn)狀
蓮易高速公路上共有2座單洞隧道，分別為白關(guān)隧道和建寧隧道。其中白關(guān)隧道長(zhǎng)105m，建寧隧道長(zhǎng)275m，兩座隧道都是按礦山法原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，凈寬11.0m、凈高6.65m.隧道采用小模板施工襯砌，其中白關(guān)隧道模板長(zhǎng)3.5m，共有29道襯砌接頭，建寧隧道模板長(zhǎng)2.0m共有135道襯砌接頭。
隧道病害主要表現(xiàn)為接頭部分的水泥封層大部分脫落，洞內(nèi)滲水現(xiàn)象明顯，洞頂及側(cè)墻呈麻面、蜂窩狀，隧道的襯砌存在離析或脫空現(xiàn)象。
由于漏水嚴(yán)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(zhǎng)度為16m；醴陵端約65m處加鋪了一層厚約7cm的水泥層，長(zhǎng)度為65m.這兩處都暫時(shí)解決了滲水問題。
3、隧道病害原因分析
由于本路隧道建設(shè)時(shí)間較早，當(dāng)時(shí)對(duì)高速公路隧道的特點(diǎn)研究不足，施工機(jī)械也較少，建設(shè)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(tái)車進(jìn)行隧道襯砌，隧道接縫多。因?yàn)閷?duì)高速公路隧道認(rèn)識(shí)不足，也就沒有足夠認(rèn)識(shí)到隧道防水的重要性，設(shè)計(jì)中未考慮隧道襯砌的防水設(shè)施，具體表現(xiàn)在隧道各模板襯砌接頭未設(shè)置止水帶，襯砌和圍巖間也為設(shè)置防水板，目前正常情況下高速公路隧道襯砌接縫防水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置如圖2，二襯與初期支護(hù)間設(shè)置防水層，接縫部位設(shè)置止水條和背貼式止水帶，同時(shí)隧道要求采用大模板臺(tái)車，各接頭距離12m左右。
蓮易路隧道滲水產(chǎn)生的另一個(gè)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(yùn)煤車，車輛運(yùn)行對(duì)蓮易高速的隧道襯砌圍巖震動(dòng)影響大，加快了襯砌漏水的發(fā)展進(jìn)程。
4、隧道防滲修復(fù)方案分析
4.1 隧道襯砌加固方案
隧道襯砌加固較為簡(jiǎn)單，襯砌完整但存在離析或脫空現(xiàn)的部分只要將襯砌后空洞注漿填實(shí)即可，襯砌破碎嚴(yán)重、變形大的區(qū)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(cè)墻呈麻面、蜂窩狀，總體判斷對(duì)結(jié)構(gòu)整體安全不構(gòu)成嚴(yán)重影響，不必特別處理，接頭只需適當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)即可；對(duì)于通過地質(zhì)雷達(dá)SIR-10H探測(cè)系統(tǒng)探測(cè)到的襯砌離析或脫空部位采用鉆孔注漿填實(shí)的方法即可，注漿成分可根據(jù)具體程度分別確定。
4.2 隧道常用襯砌防滲修復(fù)方案比較
隧道襯砌防滲修復(fù)方案較多，目前常用的有注漿止水、設(shè)置排水盲溝引水，專門設(shè)置排水導(dǎo)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(nèi)壓注水泥漿液或化學(xué)漿液，用以阻塞地下水通道，防止襯砌出現(xiàn)滲水。此方案為工程量及效果都不容易控制，特別是對(duì)于襯砌與圍巖間設(shè)置防水層的隧道，需要全隧道進(jìn)行注漿，而不能只針對(duì)滲水嚴(yán)重的區(qū)域，否則只要其他地方存在滲水區(qū)域，滲水就會(huì)沿著襯砌與圍巖界面擴(kuò)散，仍將從各個(gè)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(xiàn)有接縫處鑿開一個(gè)槽，尺寸為10cm（寬）×8cm（深）。將MF0730型塑料盲管緊靠槽內(nèi)壁布設(shè)，外露三面用防水土工布進(jìn)行包裹，然后采用C30微膨脹水泥對(duì)槽進(jìn)行封閉。塑料盲管和外裹防水土工布依靠橡膠帶進(jìn)行固定，按每2m布置一根。橡膠帶兩側(cè)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(nèi)排出隧道。
采用PVC半圓管引水方案、在隧道現(xiàn)有接縫處鑿開一個(gè)槽，尺寸為15cm（寬）×10.5cm（深），其他基本同塑料盲溝引水方案設(shè)置。
上面兩種方案的缺點(diǎn)是施工困難，施工風(fēng)險(xiǎn)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(duì)現(xiàn)有襯砌結(jié)構(gòu)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(wú)達(dá)不到整治的目地。
4.2.3 方案三導(dǎo)洞排水方案
在隧道頂面上一定距離設(shè)置兩個(gè)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(wú)水。此方案常用處理大型地下暗河方面采用，對(duì)于蓮易路這種短隧道應(yīng)用存在較多問題，一是泄水洞要多大才能達(dá)到目的？二是即使達(dá)到了隧道襯砌干燥的目的，地下水從泄水洞暢通到無(wú)阻的排出，引起山體植被枯死、老百姓水井干涸等生態(tài)問題又要花工夫處理。