隧道的良好防水性是保证隧道正常使用的基本属性, 一般包括结构体防水及变形缝防水等内容, 传统隧道的防水设计及施工也主要是从这两个方面展开的, 如增设结构防水层、强化变形缝防水及提高混凝土本身的防水性能等。按传统思路的方法加强隧道防水的施工质量或创新防水结构只能在一定程度上起到改善渗漏水状况的效果, 难以彻底杜绝渗漏。

　　 通过对出现渗漏水的隧道进行调查, 发现隧道渗漏水的位置涵盖隧道顶部、侧墙、地面等几乎全部隧道部位。具体漏水形式包括变形缝漏水、混凝土结构体漏水、路面渗水。其中混凝土结构体漏水又分为蜂窝孔洞 (对拉螺栓孔) 型漏水、混凝土裂缝漏水及施工缝漏水等。

　　 在对漏水形式进行总结的基础上, 对漏水出现的频次进行了统计, 图1为现状隧道渗漏水形式频次统计。其中变形缝漏水比较严重, 包括顶板及侧墙变形缝, 其次侧墙混凝土结构漏水也相对严重, 包括施工缝、通缝、孔洞等漏水, 其他的如顶板混凝土结构、底板混凝土结构及底板变形缝等漏水现象出现不多。

　　 隧道出现漏水的原因, 绝大部分和施工有关, 尽管隧道在设计上已尽可能地考虑了防水, 但在实施防水设计的施工过程中, 由于人、材料、机械设备、天气及外部环境等原因, 理想中的防水设计及施工管理在现实中效果并不是很好。因此, 隧道渗漏水现象自出现以来, 是一个很难彻底解决的问题。

　　 隧道完工并投入使用后, 在其工况趋于稳定的过程中, 由于受到周围构 (建) 筑物及车辆行驶等外界环境的影响, 隧道施工期间产生的潜在质量缺陷开始显现, 出现程度不一的渗漏水现象。

　　 起初, 隧道中具有潜在质量缺陷的部位出现水渍, 隧道内部环境湿度增加, 隧道内的设施、设备开始受到不良影响;而后, 在隧道工况趋于稳定的过程中, 原先存在质量缺陷的部位持续发展, 微小缝隙逐步加宽, 过水通路愈加通畅, 原先水渍处开始聚集水珠, 随着水珠逐渐变大, 形成沿坡度方向的水流或滴向地面, 此时由于水与空气的接触面增大, 空气湿度逐步增加, 设施、设备受湿度影响趋于严重, 过往车辆也开始受到滴水影响。当渗漏水进一步严重, 地面开始积水, 车辆的行驶安全受到影响, 设备、设施受损过程也会加快。

　　 由于投入运行后的隧道内车辆川流不息, 隧道结构质量方面的微小变化往往难以发现, 即便发现轻微情况的渗漏水现象, 在交通量日趋饱和的现实环境下通常碍于断行检修带来的一系列不良社会影响而难以采取措施。

　　 在加强隧道防水施工的基础上, 笔者提出了隧道渗漏水的预防性收集系统处理方法。

　　 隧道渗漏水预防性收集系统由横向接水盒、竖向接水盒、泄水管、过路排水管及排水沟等组成。图2为隧道渗漏水预防性收集系统布置示意 (横截面) 。A、B节点大样见图3。

　　 其原理为:在隧道顶板及侧墙变形缝处分别设置水平方向及竖直方向的接水盒, 隧道顶板变形缝处的渗漏水被顶板处的横向接水盒收集后, 沿接水盒向两侧排放至侧墙变形缝处接水盒, 侧墙变形缝接水盒将侧墙变形缝处的渗漏水及来自顶板变形缝处的渗漏水排放至隧道侧墙下部排水口内, 通过路面下预埋的排水管排至隧道内纵向大收水沟中, 从而完成整个变形缝渗、漏水的收集、疏排过程;同时, 由于沿隧道纵向全长在下部扩大部分 (防撞侧石及检修通道) 处均设置有小于装修宽度的小排水沟, 隧道墙壁的意外渗漏水或凝结水均可沿墙壁汇入小排水沟后再沿小排水沟流入隧道内纵向大收水沟中。

　　 实施流程示意见图4。

　　 (1) 排水沟放线及控制点布置。根据已知水准点、坐标点及项目实际情况设置纵向排水沟位置, 并在排水沟周围引测控制点对排水沟位置进行控制。将控制点位置编号并绘图记录。对控制点采取防护措施进行防护, 如圈围、标示等。

　　 (2) 修建纵向大排水沟。将大排水沟位置处的隧道底板进行凿毛处理, 以露出大骨料为宜。凿毛后将混凝土废渣清扫、冲洗干净。模板安装至隧道变形缝处断开, 断开处加设堵头板并固定牢固。混凝土浇筑前, 将模板内的杂物清除干净, 不得有积水。混凝土的浇筑连续进行, 采用振捣器捣实混凝土。混凝土浇筑后, 在常温下12h内覆盖养生布浇水养护, 浇水次数以保持混凝土湿润状态为宜;养护时间不少于7d。大排水沟的变形缝的处理, 采用弹性密封膏材料嵌缝, 聚乙烯泡沫塑料板填缝。变形缝处理时, 在适当高度预留过路排水管插入孔, 或者过路排水管施工时再处理变形缝。

　　 (3) 过路排水管埋设。过路排水管采用DN32镀锌钢管, 从隧道中墙防撞墙变形缝处开始埋设, 管材须按实际情况加工连接后进行埋设, 埋设深度以管外皮进入墙内1cm为宜, DN32镀锌钢管上弯接水口和防撞墙上面平齐, 过路部分的DN32镀锌钢管埋设深度位于隧道内道路结构第二层水稳层中间。过路DN32镀锌钢管埋设时, 根据大排水沟上预留的过路排水管插入孔位置及高度铺设水稳料, 然后将钢管下的水稳混合料适当碾压, 以人工按过路管方向及位置在水稳层表面上刨出沟槽, 将槽底清理干净后, 选用新拌合的混合料在沟槽底薄撒一层, 将大粒石子拣出, 将钢管放入沟槽, 一端插入大排水沟预留孔, 插入前预留孔底部预抹砂浆, 与排水沟内墙表面平齐, 另一端与防撞墙处的钢管弯头连接, 再用新料进行正常的水稳层摊铺和碾压, 待隧道道路路面全部施工完毕后, 对插入钢管的预留孔进行砂浆填塞处理。沥青面层施工前在钢管埋设位置上方, 沿钢管埋设方向铺设50cm宽土工布。

　　 (4) 竖向泄水管埋设。竖向泄水管位于隧道侧墙下检修通道内, 采用PVC管材, 外径5cm, 垂直投影位置与变形缝重合。根据泄水管走向及长度选取适当管材及弯头管件。将管材及管件连接成型后一端插入检修通道侧墙 (与大排水沟共用) , 插入前预留孔底部预抹砂浆, 管端与排水沟侧墙内面平齐, 另一端穿过检修通道盖板, 距隧道侧墙4.5cm, 管端与盖板上表面平齐。泄水管穿墙处的孔隙用水泥砂浆进行填塞处理。

　　 (5) 纵向小排水沟成型。纵向小排水沟位于隧道侧墙下距侧墙9cm处, 用1∶3水泥砂浆抹设形成, 抹设成的通长的砂浆带与隧道侧墙一起形成具有排水功能的小型排水沟。抹设前在抹设位置进行2cm宽通长范围内凿毛处理, 凿毛后清理碎渣, 用水冲净, 架设5cm高钢模, 模板事先涂刷隔离剂, 将拌合好的砂浆灌入钢模, 并用泥抹反复插捣, 最后收面养护。

　　 (6) 接水盒安设。用于接水的接水盒采用铝合金等轻质耐腐蚀易加工材料制成。用胀锚固定于隧道侧墙及顶板的变形缝处, 见图5。

　　 接水盒分为2部分, 一部分为接水盒主体, 其单侧用胀锚固定于变形缝一侧;另一部分为接水盒承托结构, 用胀锚固定于变形缝另一侧, 起到承托接水盒主体结构的作用。两部分之间没有实质性的连接, 能够充分适应变形缝的变形, 接水盒主体适当部位涂抹双组份聚硫密封胶, 防止顶板或侧墙变形缝处的渗漏水出现不规则渗流。接水盒安装示意见图6。

　　 顶板接水盒沿顶板变形缝通长布置, 侧墙接水盒从顶板处开始一直布置到小排水沟内收水口上方。

　　 郑州市107辅道道路及下穿隧道工程南起商都路, 北至七里河南路, 全长约2 374m沿途分别与莲湖路、商鼎路、动力南路、动力北路相交, 沿线包括地面道路、下穿隧道等工程。其中107下穿隧道工程段南起莲湖路, 北至七里河南路, 起始桩号K1+020—K2+220隧道采用双孔矩形钢筋混凝土整体箱涵结构, 全长1 200m, 暗埋段750m。在进行隧道施工时, 采用了“隧道渗漏水预防性收集系统施工技术”进行了隧道渗漏水预防性收集设施的施工, 截至目前, 该隧道运行良好, 未出现因渗漏水影响通行环境的状况。目前, 处于施工中的郑州常西湖地下空间项目已将此系统列入设计及施工内容。工程实拍见图7~图9。

　　 隧道渗漏水预防性收集系统的实施能够有效消除常见隧道渗漏水给隧道运营带来的不良影响, 在一定程度上较好地维护了行车环境, 消除了安全隐患, 有效延长隧道道路及相关设施的使用寿命, 降低隧道维护成本。

　　 隧道渗漏水预防性收集系统在解决问题的思路方面独辟蹊径, 在工程技术、工程结构研发方面进行了有效的尝试, 能够为以后类似问题处理提供有益参考。目前, 该系统的相关技术已获国家发明专利授权 (ZL 2012 10069306.3) 。