公路隧道在我国高速公路建设和营运中具有非常重要的作用,发挥着巨大的优势,尤其是在路线线性的选取、路线的里程、行车时间以及高速公路营运效益等方面优势独特。目前,我国已建成了大陆特长隧道(如秦岭终南山隧道)、海底隧道、大跨径公路隧道等,公路隧道得到了蓬勃的发展。
在山岭重丘区,在水文地质、地形地貌等条件允许的情况下,隧道多采用分离式隧道或者两座独立的隧道。然而,我国存在一些特殊地形,如地势陡峭、脊骨相间的鸡爪地形,分离式隧道就很难适应。如果采用分离式隧道或者两座独立的隧道就会造成公路的整体路线不够流畅,整个工程造价增高,同时技术指标下降。这时连拱隧道的运用就能发挥巨大的作用,不仅能够很好地适应地形,而且能降低总体工程造价;不仅能够与洞外线路流畅相接,而且可以避免洞外路线分幅,节约工程用地,对隧址区的环境破坏较小。所以连拱隧道的运用备受关注,尤其近几年来,由于交通事业的迅猛发展,连拱隧道得到了广泛运用。
然而,绝大多数连拱隧道却出现了不同程度的渗漏水病害,这也是我国公路连拱隧道工程中最为常见的一种病害。渗漏水病害是长期以来困扰专家们的一个问题,连拱隧道中隔墙形式的多变性、水文地质条件的复杂性、防排水施工的不合理、隧道施工管理的缺陷等,均使得连拱隧道渗漏水成为目前地下工程中突出的质量通病和亟待解决的问题。统计分析显示:我国铁路隧道的28.4%都有严重渗漏水。交通运输部有关部门统计分析显示:我国公路隧道约30%有严重渗漏水。同时,在北京、上海和广州等城市的地下铁路隧道中,发生渗漏水情况的占30%左右。在地下工程相对来说比较发达的日本,据调查,铁路隧道渗漏水情况也达到30%以上。由于连拱隧道自身结构的特殊性以及我国地形环境的复杂性,施工工序多、结构受力状态变化频繁、质量控制点多、施工技术难度较大且维修不便等,渗漏水问题成为已建连拱隧道中普遍存在的病害,甚至出现了“十隧九漏”的局面。渗漏水的发生造成了隧道内路面湿滑,严重威胁行车安全;同时使得洞内湿度增大,降低了洞内设施的工作效率;在严寒地区渗漏水的发生还会引发隧道的各种冻害,进一步恶化隧道营运环境。现阶段,连拱隧道渗漏水成了隧道设计、施工和营运中要解决的突出问题,连拱隧道防排水和渗漏治理已经成为隧道工程建设的一大重要课题。
我国公路连拱隧道从20世纪90年代初伴随公路隧道的建设而开始运用。随着我国交通基础设施建设规模的逐步扩大和连拱隧道设计经验的逐渐积累,连拱隧道的数量不断增加,规模不断扩大,我国现已成为拥有隧道数量最多、长度最长的国家,同时也是隧道渗漏水病害最严重的国家之一,隧道渗漏水病害防治工作任重道远。所以有必要对连拱隧道渗漏水的形成机理与治理措施进行深入的研究,采取合理有效的防治措施,确保连拱隧道长期安全的营运。