鐵路隧道滲漏水原因及其治理措施

馮東林（蘭州鐵路局建設(shè)管理處，甘肅 蘭州 730000）

1 隧道滲漏水的主要原因

1.1 設(shè)計上的原因

1)對不穩(wěn)定的地基沒有進(jìn)行處理造成地基不均勻沉降，導(dǎo)致補砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)縫或隙，從而產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象。

2)由于某種原因,隧道設(shè)計在山溝破碎帶或斷裂帶上又未進(jìn)行防排水處理，地表水大量補給地下，最終造成隧道滲漏。

3)拆模時間過早或圍巖壓力過大，超過襯砌體的設(shè)計荷載等，都能使襯砌內(nèi)應(yīng)力超過其破壞強度而導(dǎo)致隙和縫。

1.2 施工上的原因

1)混凝土沒有按防水級配設(shè)計施工，在地下水壓力較大的地方，由于抗?jié)B標(biāo)號低于相應(yīng)水壓,從而出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。

2)混凝土搗固不密實，形成蜂窩，因而局部滲漏較多?；炷猎谟不^程中，由于多余水分(未起水化作用的游離水分)的蒸發(fā)，在混凝土中形成透水的開放性毛細(xì)管路，尤其是混凝土拌合物在沉降水過程中析出的一部分被擠向上面，一部分聚集在集料顆粒上面形成透水的管。

3)襯砌混凝土材料中有雜物，腐爛后形成縫隙或孔洞。

4)灌注混凝土?xí)r未加處理或處理不當(dāng)，產(chǎn)生結(jié)合不嚴(yán)的漏水縫隙。

5)先拱后墻或先墻后拱施工的拱墻連接處填不嚴(yán)，形成滲漏。

6)預(yù)留孔洞沒有按防水要求處理也會形成滲漏通道。

7)隧道開挖面基面不平整，以及初期支護(hù)的噴射混凝土厚度不足，造成防水張掛不平整[1]，局部存在針狀凸點，在混凝土澆筑時，針狀凸點戳破防水板，引起滲漏。

8)防水板、環(huán)向止水帶張掛時，不按照施工工藝固定，而采用射釘釘固形成孔眼，地下水從孔眼滲出或流出。

9)隧道開挖成型差，襯砌混凝土厚度嚴(yán)重不均勻，欠挖或初期支護(hù)侵入襯砌限界，造成襯砌混凝土厚度不足，個別隧道襯砌混凝土背后存在脫空現(xiàn)象。

1.3 襯砌周圍的天然水PH 值超標(biāo)對襯砌混凝土具有一定的腐蝕性，常見的有碳酸性、酸鹽性加鎂鹽性腐蝕。

2 漏水的表現(xiàn)方式

根據(jù)漏水處的水量和水壓的大小,隧道漏水表現(xiàn)方式大致可分為如下幾種:

1)滲潤:襯砌表面呈濕潤狀態(tài),并象冒汗一樣出現(xiàn)水珠。

2)滴水:拱部漏水成為水滴,不斷下滴。

3)流水:漏水呈明顯水流從裂隙中流出或拱部滴水成線。

4)噴(涌)水:水從襯砌裂隙中噴出。

3 整治隧道漏水的措施

整治漏水時充分發(fā)揮隧道原有排水系統(tǒng)的作用，排除其故障及改造其不足之處，并要與襯砌裂損的整治結(jié)合起來考慮。隧道治漏可用以下幾種措施:

1)整治措施A：在施工縫之間的襯砌表面滲漏水處進(jìn)行鑿槽填塞堵漏劑封堵，封堵采用摻加堵漏寶和水泥砂漿。裂縫較大滲水嚴(yán)重地段鑿槽封堵后再止水注漿，漿液選用博隆化學(xué)漿液。如圖1。

圖1 襯砌裂縫注漿補強示意圖

2)整治措施B：在滲漏水的施工縫處施做引排水暗槽。在引排水暗槽中，向圍巖方向鉆1.5m長?50 上揚的引水孔。如圖2。

圖2 襯砌施工縫環(huán)向引水暗槽示意圖

3)整治措施C：對于裂縫且外鼓變形部位，采用錨桿加固。裂縫較大滲水嚴(yán)重地段鑿槽封堵后再止水注漿，漿液選用博隆化學(xué)漿液。如圖3。

圖3 襯砌裂縫鑿槽填塞加錨示意圖

4)整治措施D：對于拱部滲漏水較嚴(yán)重處，除了鑿槽封堵外，需壓注水泥漿，并進(jìn)行二次止水注漿，漿液選用博隆化學(xué)漿液。注漿壓力為0.2～0.5MPa。如圖4。

圖4 二次止水注漿示意圖

4 滲漏水處理施工工藝

1)檢查墻面，標(biāo)出滲漏水部位，根據(jù)滲漏水情況，確定處理方案。對于點及裂紋滲漏水的，采用鑿槽堵漏方案；對于面滲漏水的，視滲水輕重程度分別采用堵漏和注漿方案；對于施工縫的滲漏水，將采用注漿方案。但也不是絕對的,要根據(jù)具體情況，綜合分析漏水原因而采取最適宜的處理方案。

2)堵漏施工工藝

(1)對于裂縫滲漏水，沿裂縫剔鑿出寬深各為20mm、40mm的凹型槽，對于滲漏點，則以滲漏點為圓心鑿洞，孔洞直徑為10～30mm，深為20～40mm,孔洞盡量保持與基面垂直。另外，鑿連續(xù)墻槽縫要適當(dāng)加深加寬，按接縫兩邊的疏松程度而定。

(2)徹底清理并清洗凹型槽及孔洞。

(3)取適當(dāng)量的堵漏材料加水拌制成泥狀，搓成條形或錐形，迅速將膠泥堵漏到槽(洞)中，并用力擠壓密實，保持45～60 秒不動。

(4)對漏水情況嚴(yán)重的，將采用注漿施工方案。

3)注漿、引流施工工藝

注漿主要是在施工縫部位，該部位主要是由于澆筑混凝土?xí)r處在模板的端頭部位，部分施工縫處由于工人施工時操作不到位，混凝土不能完全密實填充，尤其在拱頂部位，該處的膨脹型止水條便起不到止水的作用，同樣，由于止水條安裝不規(guī)范，在施工縫整個斷面上，都會有漏水的可能，而這種情況也比較普遍，因此用采注漿的方法可達(dá)到較好的堵漏效果。

(1) 查滲漏點

將基層表面擦干，立即均勻撒一層干水泥，若表面有濕點或印濕線，即為漏水孔、縫從而確定滲漏部位。

(2)鑿眼及鉆孔

先以滲漏點為中心點鑿一直徑約100mm，深度約40mm的凹坑，再用沖擊鉆或?qū)Ｓ么蚩自O(shè)備，自滲漏點向混凝土內(nèi)打Φ20mm的孔，孔深200～300mm，以同樣的方法在同一斷面的拱頂部位打孔。

5 加強隧道防水及施工

5.1 防水混凝土防滲漏

混凝土是一種非均性材料，從微觀上看屬于多孔體，體內(nèi)含有許多大小不同的微細(xì)孔隙。這些孔隙或因不同分為施工孔隙(由于澆灌、振搗質(zhì)量的不良所引起)和構(gòu)造孔隙(由于配比不當(dāng)?shù)仍蛞餥2])。防水混凝土是從材料和施工兩方面抑制和減少混凝土內(nèi)部孔隙的生成，改變孔隙的特性(形狀和大小)，堵塞漏水通路提高混凝土本身密實性來達(dá)到防水的目的。它可分為防水混凝土、外加劑混凝土和膨脹水泥防水混凝土三種。

5.1.1 普通防水混凝土

普通防水混凝土是以調(diào)整配合比的方法來提高自身的密實度和抗?jié)B性的一種混凝土。要配制出質(zhì)量良好的防水混凝土，一定要遵循以下技術(shù)要求：

1)水灰比不得大于0.6。

2)混凝土的水泥用量不小于300kg/m3。

3)含砂率為30%～40%，灰砂比1 ∶2～1 ∶2.5。

5.1.2 外加劑防水混凝土

外加劑防水混凝土是依靠摻入少量有機或無機物外加劑來改混凝土的和易性，提高其密實性和抗?jié)B性，以適應(yīng)工程防水需要的一種混凝土。按所摻外加劑的種類不同可分為減水劑防水混凝土、加氣劑防水混凝土、三醇胺防水混凝土和化鐵防水混凝土。

1)防水混凝土

減水劑對水泥有強烈的分散作用，提高了混凝土的和易性。因此摻入減水劑后，可大大降低拌和用水，這樣就減少了游離子，可以改善混凝土孔隙的分布，其孔徑劑總孔隙率均顯著減少，混凝土的密實性和抗?jié)B性從而得提高。在使用時，木鈣、糖蜜的摻量占水泥重量的0.2%～0.3%，超過0.3%時，將使用混凝土強度降低劑過分緩凝。

2)加氣劑防水混凝土

3)三乙醇胺水防水混凝土

4)氯化鐵防水混凝土

氯化鐵防水劑的主要成分是三氯化鐵和氯化亞鐵，摻入適量的氯化鐵防水劑，可以大大提高混凝土的抗?jié)B透性。是幾種常用外加劑防水混凝土中抗?jié)B性最好的一種。

氯化鐵防水劑的摻量一般以3%為宜,摻量過多，對鋼筋銹蝕、混凝土干縮和凝結(jié)時間都有影響；摻量過少，則效果不顯著，水灰比應(yīng)不大于0.55，拌和水中應(yīng)扣除防水劑的含水量，水泥用量不少于310kg/m3，坍落度為3～5cm。冬季配置氯化鐵防水混凝土?xí)r，應(yīng)采用硅酸水泥,為了加速凝固，可將氯化鐵防水劑摻量適當(dāng)提高但不大于5%。

5.1.3 膨脹水泥混凝土

膨脹水泥混凝土依靠水泥本身在水化硬化過程中形成大量體積增強大的結(jié)晶體，并產(chǎn)生一定膨脹能來減少或消除混凝土的體積收縮提高混凝土的抗裂性，從而提高混凝土的防水的能力，這是一種從內(nèi)因解決混凝土抗?jié)B性的新途徑。

5.2 各種縫隙防漏

混凝土襯砌一般有三種縫隙，即施工縫、伸縮縫、沉降縫[3]。這些縫隙都是地下隧道滲漏的主要部位，必須注意處理。

1)施工縫是襯砌混凝土間歇灌注時造成的，是防水工程的薄弱環(huán)節(jié)之一。一般在灌注第二次混凝土前，將第一次襯砌接頭表面刷洗干凈，鋪上20～25m 厚的水泥砂漿。

2)沉降縫又稱變形縫，是為防止不均勻沉降引起襯砌的開裂而設(shè)置的。伸縮縫是考慮混凝土的熱脹冷縮而設(shè)置的縫隙。這兩種縫隙也是滲漏水的主要通道。防水措施有瀝青防水、瀝青木板或橡膠帶防水等方法。其中橡膠防水適用要求較嚴(yán)的襯砌工程。

5.3 疏排水

對一般性圍巖裂隙滲水，采用相應(yīng)的疏排水措施，將地下水引出，減輕地下水對襯砌結(jié)構(gòu)的壓力，有利于更好地進(jìn)行防水，具體方式常采用盲溝、洞內(nèi)排水溝及沉井等。

6 防水混凝土工程的施工

防水混凝土工程質(zhì)量的好壞不僅取決于混凝土本身及其配比，而且施工過程中的各種工序?qū)ζ滟|(zhì)量有一定的影響,因此施工時，必須嚴(yán)格控制施工環(huán)節(jié)，避免一切可能造成滲漏的隱患。

1)材料配合比必須認(rèn)真按設(shè)計要求確定。

2)嚴(yán)格檢查、化驗各種原材料,確保材料質(zhì)量。

3)防水混凝土施工，應(yīng)盡可能一次澆灌完成，盡可能加長每次砌長度，以減少施工縫。

4)做好基坑排水工作，嚴(yán)防地下水及地面水流入基坑造成積水，影響混凝土正常硬化，導(dǎo)致混凝土強度及抗?jié)B性下降。

5)混凝土運輸過程中，要防止產(chǎn)生離析和坍落度損失。

6)混凝土必須振搗密實，采用機械振搗時插入式振搗器插入，間距不超過有效半徑的1.5 倍，要避免欠振、漏振和過振，要避免振搗器觸及模板、止水帶及埋設(shè)件等。

7)加強混凝土的養(yǎng)護(hù)，為防止混凝土表面出現(xiàn)裂縫，不宜過早拆模。

7 結(jié)語

通過施工實踐，采取上述施工技術(shù)，很好地控制了結(jié)構(gòu)的滲漏水現(xiàn)象，為同類隧道工程結(jié)構(gòu)的滲漏水處理積累了一些經(jīng)驗。隧道防水，除了施工和技術(shù)方面的因素外，加強管理也是一個至關(guān)重要的因素。用長遠(yuǎn)發(fā)展的眼光看，只有加強管理，努力提高整體技術(shù)水平，才能保證工期，創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程，才能獲得良好的經(jīng)濟效益和社會效益，企業(yè)才能得以發(fā)展。

[1]《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》(GB 50108—2001)—中國工業(yè)出版社出版

[2]《建筑材料標(biāo)準(zhǔn)匯編—建筑防水材料2003》—中國標(biāo)準(zhǔn)出版社出版

[3]公路隧道施工.人民交通出版社,2001.