北京东路道路工程1#隧道路面渗水处理方案

摘要：北京东路道路工程1# 隧道建成后出现路面渗水现象，该文结合现场地质情况、工程环境条件、施工难度及方案的可行性，针对该隧道渗漏水的处理方案进行了比选，并对选用的方案进行了分析评价，为类似市政隧道漏渗水的处理方案提供了参考。

关键词：隧道 路面渗水 处理方案 比选 分析评价

中图分类号：U45 文献标识码： A

The solution of pavement seepage in Beijing East Road 1# tunnel

FU Shangyu1 He Chang2

（Huaxi Ecological Industrial Park Development and Construction Office，Guiyang 550027）1

（Guiyang Architecural Design&Surving Prospecting CO.Ltd，Guizhou，Guiyang 550081）2

Abstract： Pavement seepage after the completion of Beijing East Road 1 # Tunnel， In this paper， with the analysis of the geology situation， engineering environmental conditions， construction difficulty and feasibility， different treatment schemes of leakage water in this tunnel are compared.Besides， the selected program is analyzed and evaluated.It can provide a reference for the design of similar municipal tunnel leakage water treatment schemes.

Key words：Tunnel；Pavement seepage；solution；Comparison and selection；Analysis and evaluation

近年来，国内各城市不断加大对市政道路建设的投入力度，由于市政道路工程质量要求严，标准高，特别是隧道工程，各工序施工必须符合设计和规范的要求。但是由于施工的不确定性， 隧道结构往往产生局部缺陷， 如路面渗水， 影响了隧道来往车辆的通行，社会影响较大。针对渗水的问题， 必须对渗水产生的原因进行分析， 并针对性采取相应的处理方法， 保证隧道的施工质量。

作者简介：付尚瑜（1985-），女，贵州，布依族，硕士，主要从事工程地质勘察与地质灾害方面研究。

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1 工程概况

贵阳市北京东路道路工程1#隧道里程桩号K0+400～K0+960，全长560m。位于贵阳岩溶盆地北东侧溶蚀--侵蚀―峰丛―冲沟地貌区，自西向东依次穿越狮子山、百花大沟、百花山，总体呈东、西两段高，中部低的鞍状地形。隧址区为城区段，地面建构筑物密度极大。建成后部分路段出现路面渗水现象，有的渗漏已连接成片[1]，渗水长度约350m。目前隧道已经进行多次刻槽、补漏等措施，但效果不佳。

2 工程环境条件

隧道漏水区地层岩层主要为二叠系龙潭组（P2lt），岩性灰色薄～中厚层泥质灰岩和泥岩。强风化为主。隧道区为区域地下水径流区，地下水以基岩裂隙赋存潜水为主，渗透系数K=0.18m/d，流向总体沿岩层走向从南向北，地下水位高程在1099.44～1100.79m之间，高于隧道顶板标高4.0～6.0m；隧道施工开挖过程中预计最大涌水量Q=311m3/d・10m。由于隧道洞身大部位于地下水位之下，隧道中部横穿百花山大沟（地表水系），受风化及断层构造影响，隧道围岩破碎～极破碎，局部发育溶蚀洞隙，隧道施工中存在涌水现象。

3 处理方案比选

从整体上来看，现状隧道涌水段总体“被包含”于地下水位以下。但在对路面渗水进行处理时，可按三个思路进行：（1）完全封堵；（2）完全疏排；（3）疏排结合。无论采任何办法，只要能达到处理后路面干燥无水即可。

（1）完全封堵方案

即对渗水点进行人工封堵处理，即注浆封堵[2]。该方案在维持现状交通的情况下无法进行。但该方案工期短，施工工艺难度小。从隧道结构来看，路面渗水是隧道围岩中的地下水自隧底围岩向路面方向涌出。而隧道底部按设计采用的均为自防水混凝土，且根据有关施工工艺工法分析，渗水极有可能为“沿隧底混凝土中存在于施工缝中大小不等的孔洞、孔隙发育”。但渗水点的具体情况（位置）在未揭开沥青面层前无法确定。且按同条件施工类比，在现渗水范围以外亦存在有规模极小的孔隙、孔洞，在现状渗水路面部分完全封堵后由于地下水压力无法消散，极可能在现状渗水路面范围以外出现新的渗水现象。存在多次反复堵漏的工作量，是一个仅治标的方案。因此，完全封堵方案存在有明显的不合理性。

（2）完全疏排方案

1）隧道内群井降水，设置一系列井群及横向集水沟，把群井中的水引入边沟，通过降水使隧道路面范围内的地下水位低于沥青面层底部，确保路面干燥。该方案仅在隧道内进行，对隧道外无影响，且单井工作量小，但存在如下几个缺陷：

第一，由于现状排水边沟深度有限，因此井群在利用边沟降水时的有效降深小，单个井点的降水影响半径小（预计小于0.8m），要想达到理想降水效果，必须设置高密度的井群，预估井群间距小于2m。

第二，如前分析，渗水极有可能为“沿隧底混凝土施工缝中大小不等的孔洞、孔隙发育”，具置无法确定，因此群井深度若只到达隧底混凝土中，则降水效果十分有限，因此要想达到理想的降水效果，群井深度必须要穿透隧道底板进入基岩（含水层），而对于较深的群井深度，施工中的打孔机无法实施，必须采用专业钻机进行操作。另外，打穿隧道底板进入基岩，属于隧道充水围岩段的整体降水，井群产生的涌水量会大，由于边沟排水有限而出现降水效果不佳；还有可能破坏隧道的结构（隧道仰拱部分工字钢间距仅0.5m），产生风险隐患；

第三，群井在降水期间，会在井底产生淤泥沉积，如不进行清理，会影响群井的降水效果，因此该方案需要增加后期的群井维护工作量。

可见该方案缺陷较多，需要较长的施工工期，合理性差。

2）隧道外排水方案

采用在隧道外侧设置井点进行降水。该方案的实施在隧道外进行，不会影响隧道现状通行使用。但该方案亦存在一系列缺陷，如下：

第一，必须采用平行于隧道走向设置的密度相对较大的降水井群。单井点降水或井点较少的群井降水由于降水井点少，地下水将于降水井附近形成流速较大的集中汇流，对于隧道围岩大量为低强度的强风化岩体易形成潜蚀空洞，存在一定的安全隐患。为降低地下水汇集流速，必需采用多点分散降水的方式。而降水点数的间距及数量需通过试验进行确认。

第二，群井深度需到低于隧道仰拱底板，由于隧道外地形高于隧道顶板，因此群井深度较大；

第三，该群井需专门抽水设备才能达到理想的降水效果；长期使用后产生的沉淤会导致使用效果下降直致基本丧失，必需进行专门的维护。

第四，该方案仍属于隧道充水围岩的整体降水，隧道围岩强度低，需进行专业的成井工艺施工；实施过程中井群抽降的水量较大，需设置专门的集中排泄管道并进行维护。

可见该方案缺陷较多，合理性差。

（3）疏排结合方案

揭开现路面沥青路面，把沥青面层以下40cm厚的原隧底混凝土采用透水混凝土置换，利用透水混凝土的渗透性将透过仰拱部分混凝土渗出路面的地下水引入边沟排出。达到将路面部分的地下水水位控制于沥青面层底部之下、保持路面干燥的目的。该方案具有以下几个优点：

第一，仅对仰拱以上的厚度较薄的混凝土进行置换，对隧道的结构没有产生破坏。

第二，在原40cm厚的混凝土被挖掉以后，可直接观察到漏水点的具置，宜于采用人工注浆封堵主要漏水点，使隧道内的水量减少，更有利于保证排水效果。

第三，且采用适当的工法时工期短，施工难度小；从本地现有设备及工艺情况考虑，宜采用洗刨机进行沥青面层以下混凝土清除的作业。采用该设备的工法不怕工作量大，施工速度快，作业过程连续，效率高，无强震动。

第四，采用透水性混凝土在铺装后仅需养护以保证强度满足设计要求，相对工艺简单。

在考虑该方案的同时，亦进行了对透水性混凝土采用成本更低的材料进行替换的考虑。主要是采用碎石层达到保证透水效果的目的。但由于边沟深度小，换填厚度薄，碎石层密实度及强度效果无法确保达到规范及设计要求。

但该方案亦存在缺点，如整个路面需全部换掉、需占用部分交通路面、透水混凝土需专门配置等。但该方案优大于弊，是目前合理性较好，可实施性较强的（主推）方案。

4 疏排结合方案的模型建立及验算

通过现场踏勘，流速4320m/d，水深最大10cm，根据设计沟宽30cm，因此目前每单位截面流量Q1约为130m?/d。

目前地下水水位位于路面附近，地下水类型考虑为潜水；渗水长度约350m；由于透水混凝土的渗透系数远大于下部的砼基层，砼基层按边界条件概化考虑为隔水层，因此视为完整井，另沟渠位于隧道两侧，模型考虑为一侧进水，根据以上分析，选用渗渠模型的以下公式：

式中：Q2---渗渠流量（m?/d）；

L―渗渠长度（m），为渗水长度350m；

K---渗透系数（m/d），为透水混凝土渗透系数采用0.5cm/s（有关经验值为1.2～1.6 cm/s），即432m/d；

H---含水层厚度（m），为透水混凝土厚度，设计为40cm；

h0---渗渠内水深（m），一般可取（0.15～0.3）H；

R---影响半径（m），，Sw水位降深35cm。

图1 计算模型简图

Fig.1 Diagram of calculation model

计算Q2=1232 m?/d，远大于Q1。因此，该方案排水效果良好，方案成立。

5 （设计）透水混凝土指标建议

1）透水混凝土有效孔隙率应在25%以上；7d设计抗压强度为3～5MPa，28d设计弯拉强度为1.0～2.0MPa；

2）透水混凝土用水泥宜采用32.5级水泥；透水性混凝土用集料性能要求：压碎值≤30%，针片状含量≤15%，含泥量≤1%；

3）透水性混凝土在成型8小时后开始洒水养护，洒水时应在2～3米高用散射水养护。

6 结束语

通过施工实践， 针对性地采取上述的施工技术， 很好的控制了隧道路面结构的渗水现象。在采取措施后， 至今为止本隧道尚未出现渗漏现象，该方法具有广泛的应用前景。

参考文献

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Sun Shi-tao.Reasons analysis and treatment technique of leakage water in one railway tunnel，ShanXi Architecture， 2008，34（12）：329-330.

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