2.3　连拱隧道渗漏水成因及特点分析

连拱隧道渗漏水成因及特点分析包括以下几个方面。

1）中隔墙渗漏水

地下水的存在以及流通，加之中隔墙顶部V形区域在施工中处理不当，导致地下水在V形区域汇聚并形成高水压，经过长期反复作用和浸泡，对防排水体系发挥自身的作用尤为不利，导致防排水体系失效，引起中隔墙部位渗漏水。中隔墙渗漏水几乎是它的通病，因为过去采取的中隔墙都是整体式，如图1.1（a）、（b）所示，隔墙作为左右线的共用支点，应先于隧道拱部衬砌施工，中隔墙的防排水系统与左右洞紧密联系，成为一个复杂的防排水系统。同单洞隧道边墙、拱部、衬砌相比，连拱隧道中隔墙与隧道拱部结合处的防排水就成为隧道设计、施工的一个薄弱环节。截至目前，中隔墙顶的防排水一直还没有一个行之有效的解决方案，仍需不断地总结和改进，这也是整体式中隔墙发生渗漏水的一个重要的原因。复合式中隔墙如图1.1（c）、（d）所示，防水系统与左右洞分离，左右洞和单洞隧道一样，各自有各自的防排水系统而不互相干扰，虽然复合式中隔墙克服了整体式中隔墙的缺点，发生渗漏水病害相对小一点，但是这两种中隔墙在中隔墙上都存在V形区域，容易有压水的情况存在，或者水中含有腐蚀性的化学物质，因此渗漏水的病害还是常常发生。

调研中发现，整体式中隔墙处渗漏水是连拱隧道中最严重的，渗漏量较大，一般呈点滴状、线状，在隧道洞口段渗漏更加严重。中岳山隧道由于施工、设计等多方面的原因，洞口段采用整体式中隔墙，洞中段采用复合式中隔墙，再加上洞口段接近地表，水文地质条件较差，洞口段渗漏比洞中段渗漏更为严重；中隔墙的纵向缝与横向缝交错，这也是产生严重渗漏水的一个原因，如图2.3所示。

2）连拱隧道二次衬砌渗漏水

隧道局部衬砌大面积渗漏水的情况，多发生在拱腰处，使得二次衬砌颜色变黑，有发霉的倾向。其原因有多种：其一，和本书第3章研究的地下水的物理化学反应有关，混凝土本身就是一种不均匀体，相关的化学反应有硅酸三钙的水化、硅酸二钙的水化、铝酸三钙的水化等，这些化学反应之后形成了Ca（OH） ₂ 等物质，与地下水中化学物质及空气等发生了反应，慢慢地侵蚀了二次衬砌混凝土，使得渗漏越来越严重；其二，可能是二次衬砌混凝土在浇筑、配合比设计等方面存在问题，造成施工质量较差，这些因素导致隧道的防排水失效；其三，可能是二次衬砌背后过高的水压，使得地下水从二次衬砌混凝土的薄弱处浸渗而出，如图2.4所示。

3）连拱隧道“三缝”渗漏水

“三缝”即施工缝、变形缝和沉降缝。中隔墙墙面竖向沉降缝或施工缝渗漏水量较大，常在中隔墙表面出现流挂水膜，流挂水膜由墙顶延伸至墙基，如图2.5所示，一般较小，在表面形成浸水斑。中隔墙顶纵向水平施工缝点状渗漏水量较小，一般以渗漏点为中心，在表面形成浸水斑块，并有白色的钙质析出物，这和第3章研究的相关化学反应有关。该类渗水常与竖向施工缝渗漏相结合，在中隔墙混凝土表面形成“Т”字形或倒三角形的浸水面；洞顶横向施工间歇缝有点状渗漏，该类渗漏数量较多，渗漏水量有大有小，与水文及地质条件密切相关，并有白色的钙质析出物，如图2.5所示。

“三缝”设计和施工的不合理，引起了隧道渗漏水病害。在隧道纵向方向，由于中隔墙的施工不同步于上部衬砌的施工，因此很容易导致中隔墙、边墙和上部衬砌施工缝不处于同一横断面位置，进而导致相邻的施工缝间产生错剪裂缝，这种情况在好几座隧道中出现过。由于混凝土本身的缺点，在浇筑过程中很难控制混凝土收缩、温度应力，加上台车模板挤压和定位不当等原因，施工缝往往容易产生斜向裂缝，沉降缝容易发生大错位等；施工过程中施工人员技术水平不够、管理者管理水平偏低、防水板搭接不良或被戳破及排水管被堵塞等，都容易导致“三缝”处，尤其是中隔墙与拱部连接部位发生渗漏水病害。

4）设备箱渗漏水

本次调研中还发现，隧道辅助设备配电箱和消火栓等不同部位都出现开裂并伴随渗漏水产生的情况，渗水量不是很大，要么是从设备处出现的裂缝中流出，要么是从设备周边及边框中流出。这些小设备箱一般是在二次衬砌中浇筑施工时预留的，由于不起眼，所以施工时不精心，养护也不够，加之受力不均，因此容易导致应力集中，从而引起二次衬砌结构变形开裂，成为二次衬砌结构中比较薄弱的地方，也是混凝土容易变形的部位，再加上地下水及有压地下水渗流通道很短，因此易发生渗漏水现象，如图2.7所示。

5）二次衬砌混凝土点状渗漏水

调研中发现，隧道的局部衬砌发生蜂窝状渗漏水及点状渗漏水情况，如图2.8所示。蜂窝状渗漏水以及点状渗漏水的水量不大，但是随着时间的推移，渗漏有增大的趋势，渗出的流水在二次衬砌上留下一道水痕，带有白色的钙等物质，视觉上给人一种不美观的感受，此外，有些地方的渗漏水甚至流入了隧道辅助设备箱里，这样会造成很严重的后果。

6）连拱隧道洞口段中隔墙及排水管渗漏水

洞口段中隔墙渗漏水出漏，其水痕经过长期的风化而发黑，如图2.9所示。由于中隔墙排水管设置不当，在施工中没有按照设计施工，或者工人技术素质差，排水管没有和混凝土之间良好地黏合，导致地下水顺着排水管流出，水痕呈现发霉状态，隧道外观极差。

7）配电支架设置不当引起渗漏水

隧道配电支架设置不当，其中有一个支架设置在施工缝里，破坏了“三缝”的防排水系统，更严重的可能在施工工程中穿透了防水板，使得隧道防排水失效，渗漏水较大，长期渗漏留下水痕呈现白色斑迹，如图2.10所示。

8）横向施工缝相互挤压引起渗漏水

由于设计、施工技术和施工组织上的原因，结构整体不能连续浇筑完成，在时间上存在一定延续性，使得混凝土在凝结时受力不均，在隧道营运时隧道围岩压力以及水压力变化不均，引起横向施工缝相互挤压，从而造成了隧道渗漏水病害的发生，如图2.11所示。

9）二次衬砌局部起鼓引起渗漏水

二次衬砌局部起鼓的原因很多，如膨胀性岩石遇水，体积膨胀挤压；施工中形成的空洞引起受力不均；块体以及隐块体引起的变形使得二次衬砌承受不了压力；二次衬砌内部混凝土中的水泥水化物与水、CO ₂ 等反应的生成物以及水中盐类析出物的堆积物所引起的等。二次衬砌局部起鼓随着时间的推移，要么干湿交替剥落，要么就形成渗漏水病害，而且十分严重，如图2.12所示，在治理中要严谨地对待。

10）水压作用下修补层起鼓引起渗漏水

由于在渗漏水治理过程中没有很好地了解渗漏水的原因，一味地采用较为简单的封堵技术，结果衬砌后地下水存在一定的压力，使得修补层失效，如图2.13所示。因此应采用注浆或者化学注浆法，使防排水体系具有承压作用，这样才能达到防排水的效果。

11）拱顶油渍及二次衬砌表面腐烂引起渗漏水

拱顶油渍及二次衬砌表面腐烂也是隧道二次衬砌侵蚀的一种现象，汽车尾气中的一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物以及没有完全燃烧的油分等给隧道二次衬砌混凝土以及水蒸气提供了良好的化学反应条件，使得其表面疏松多孔连通性较好。随着长期的作用，二次衬砌混凝土表面腐烂，深度逐渐加深，便引起了渗漏水病害，如图2.14所示。此类病害的特点是隧道进出口较轻，距洞中央越近，病害越突出，且没有完全燃烧的油分造成洞内环境极差。