富水隧道影响与防排水技术

隧道衬砌是埋置于地层结构中维护隧道稳定、保证隧道正常工作的结构体，不同的地质条件对隧道衬砌会产生不同程度的影响。其中，地下水的作用是导致隧道结构灾害的常见因素，因为地下水与隧道衬砌结构的相互作用复杂多变，故其治理难度大，治理效果不理想。

1.隧道衬砌水害现状

随着我国交通运输业的蓬勃发展，运营隧道的数量和里程快速增加。根据原铁道部与交通运输部统计资料，截至2019年底，我国铁路营业里程达139 000km。其中，投入运营的铁路隧道16 084 座，总长18 041 km；2019年新增开通运营线路铁路隧道967 座，总长1 710 km，其中长度10 km 以上的特长隧道27 座，总长369 km；在建铁路隧道2 950 座，总长6 419 km；规划铁路隧道6 395 座，总长16 326 km。根据《2020—2026年中国公路隧道行业产业发展动态及投资方向分析报告》统计，截至2019年末，全国公路隧道17 738 座，总长17 240 km。其中，特长隧道超过815 座，总长超过3 622.7 km，长隧道超过3 520 座，总长超过6 045.5 km；全国公路隧道总量年增长率的波动非常剧烈，从2014年到2019年，增长率经历了“大升-大降-大升” 的过程。在1997年年底前建成的5 000 余座铁路运营隧道中，有水害的隧道占隧道总数的70%左右。其中，因渗漏水严重而影响运营的达1 520 座，占隧道总数的30%左右。隧道涌水是一个潜在的灾害，不但影响隧道稳定和安全、影响施工进度、增加建设费用，还会引起地下水位下降，影响周围居民的生活用水和农业用水，危害隧道周边生态环境。运营过程中渗漏水造成的危害主要有损坏衬砌、降低隧道使用年限、加速钢轨和扣件锈蚀、损害道床和基础、影响线路稳定、降低机车的牵引力等，特别是在寒冷与严寒地区，还会引发各种冻害，影响衬砌结构稳定，造成安全隐患或中断正常行车。

目前，我国铁路、公路的越岭隧道，尤其是岩溶山区长隧道的防排水设计，基本上仍然贯彻“防排结合，以排为主” 的综合治理原则。“以排为主” 虽能减小衬砌水压力，但不能根治隧道的各种水害，而且可能直接导致洞顶地下水位下降、地表水和井泉枯竭、地面岩溶塌陷、生态环境恶化，严重影响人民的生产和生活，相关隧道部门也苦于补救和巨额赔偿，因而隧道防排水“以堵为主” 的呼声日渐升高。但是，隧道完全封堵地下水会带来巨大水压力，尤其是深埋岩溶长隧道，水压力往往高达若干兆帕，使衬砌难以承受，最终导致隧道衬砌开裂或塌陷，影响隧道施工安全和正常使用。

2.水害对隧道的危害(www.xing528.com)

隧道水害是指在隧道修建或运营过程中，水对隧道施工和正常工作的干扰和危害。水害是隧道中一种常见的灾害，调查资料表明，大部分隧道都存在不同程度的水害。水害不仅直接对隧道结构产生危害，降低衬砌结构的可靠性，导致衬砌失稳破坏，还会引发其他灾害，对隧道结构的整体稳定产生严重影响。

施工期间，地下水作用将降低围岩的稳定性，尤其是对软弱破碎围岩影响更为严重，导致开挖困难，因此需采取超前支护或预注浆堵水对围岩进行加固处理，有时甚至会被迫停工，影响工程施工进展，增加了支护难度和施工成本。在一些隧道内，由于地下水丰富，使得隧道开挖后影响围岩稳定的主要因素已不仅仅是围岩破岩程度，地下水的作用上升也成为影响岩体稳定的主要因素之一。即使岩体的单块强度比较高，但由于地下水的作用，衬砌也会出现裂缝，甚至坍塌。每当下雨，地表就积水，随即有地下水出现，即地表水将通过岩石与土层中的孔洞流进隧道。出现大量涌水、渗水情况，带走裂隙间充填物，降低了围岩整体强度。

隧道渗漏水的普遍性和水害带来的严重危害性引起了工程界的高度重视，隧道工程渗漏水的原因很多，概括起来主要分为施工技术的原因和防水技术本身的原因。由于地下水运移环境复杂，当水源丰富、围岩渗透性好时，无法全面、准确控制地下水的影响，导致衬砌背后排水系统失效，造成衬砌背后积水，甚至水头升高，对隧道防水带来严峻考验。

隧道渗漏水与其他灾害是密切相关的，而且由于水的可流动性和水压的传递性，隧道的衬砌结构往往都要承受较高的水头压力。在这样的条件下，衬砌中的任何缺陷都可能成为渗漏水的通道。反过来，渗漏水又会加速各类灾害的发生和发展，影响隧道的使用性能和使用寿命。所以，可以认为隧道渗漏水实际上是隧道各种灾害的综合反映。对于隧道渗漏水问题，必须仔细分析其成因，从根本入手，采取针对性的措施，才能使灾害治理效果达到设计要求。