杉坡嶺鐵路隧道滲漏水原因分析與治理技術

陳軍信

（中鐵二十局集團第四工程有限公司，山東 青島266061）

1 工程概況

玉鐵鐵路杉坡嶺隧道位于廣西玉林市博白縣境內(nèi)，隧道全長1870米，進口段860米位于坡度為5.3‰的上坡段，出口段1010米位于坡度為4.0‰的下坡段上。隧道地處構造單元屬嶺南地臺云開隆起和靈山隆起之復合部位，區(qū)內(nèi)地質(zhì)構造格架屬華南褶皺系中的云開隆起，玉林凹陷，節(jié)理裂隙發(fā)育。全隧為Ⅳ、Ⅴ級圍巖，其中以Ⅴ級圍巖為主。

1.1 水位地質(zhì)特征

隧道范圍內(nèi)地下水類型主要為基巖裂隙水，隧道區(qū)內(nèi)降雨量充沛，年平均降水量達1756毫米，最大降雨量2381毫米，豐富的大氣降雨除沿山坡坡面排泄外，很大一部分通過基巖裂隙深入山體中。隧道周邊有一大型水庫，水庫面積約為1.3km2且常年水位標高在115m左右，隧道拱頂標高為102.37m，對隧道施工有較大影響，隧道地下水及地表水發(fā)育。

1.2 防排水設計及施工情況

全隧采用復合式襯砌，初期支護與二次襯砌之間拱墻鋪設防水板加土工布，防水板厚度不小于1.5mm，幅寬2～4m，全隧環(huán)向施工縫采用中埋式橡膠止水帶+外貼式橡膠止水帶進行防水處理，縱向施工縫采用中埋式橡膠止水帶+刷凈漿進行防水處理。

隧道排水采用雙側(cè)溝排水，襯砌背后的積水通過環(huán)向和縱向盲管的匯集后引入側(cè)溝，再經(jīng)側(cè)溝的匯集和沉淀后通過側(cè)溝將水排出洞外；全隧二次襯砌背后設置環(huán)向盲管，兩側(cè)邊墻腳設縱向盲管，每隔8～12米將地下水引入洞內(nèi)側(cè)溝。

該隧道于2011年5月份開工建設，2013年3月份完成鋼筋混凝土襯砌，2013年3月份鋪架通過。2013年底，發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)多處有滲漏水，主要存在于：一是襯砌的縫隙，如施工縫，沉降縫等；二是產(chǎn)生于襯砌本身的薄弱部位，表現(xiàn)為小面積的滲漏，邊墻、襯砌施工縫等部位集中滲漏，淌水，拱頂處存在滴水，部分地段襯砌出現(xiàn)開裂并有滲水現(xiàn)象，避車洞流白漿或滲水。隧道內(nèi)的滲漏水加快混凝土的碳化速度，特別是有腐蝕性的地下水，破壞混凝土的結構，減少隧道的使用壽命，對列車的運營安全產(chǎn)生不利影響。

2 隧道滲漏水的原因分析

2.1 隧道地質(zhì)條件差，圍巖破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育，地下水豐富，又加上本地區(qū)降水充足，地表水滲入山體引起水量增加。

隧道的開挖，在原有地層中形成了一個空洞，破壞了原地下水的平衡狀態(tài)，形成了地下水的低壓力區(qū)，改變了地下水的徑流方向，使地下水向開挖后的隧道方向匯集，在隧道周圍一定范圍內(nèi)形成了圍巖松動區(qū)，由于地層原始地應力的調(diào)整，圍巖產(chǎn)生變形，出現(xiàn)更大的裂隙，地下水便沿著裂隙進入隧道，造成隧道洞體周邊有大量的水蓄積。

2.2 隧道施工質(zhì)量控制不嚴，也是影響隧道滲漏水的關鍵因素

2.2.1 隧道開挖基面不平整，初期支護的噴射混凝土厚度不均勻，平整度較差，造成防水板基面不平整，局部存在凹凸點，在澆筑混凝土時，部分凹凸點戳破防水板，引起滲漏水。

2.2.2 混凝土施工過程中可能未按設計配置防水混凝土，混凝土運輸時間過長，造成混凝土離析，振搗不到位，形成透水的開放性毛細管路，部分水分聚集在集料顆粒的下面，導致襯砌混凝土存在空隙；拆模時間過早或者未按規(guī)定一次性澆筑完成混凝土等原因，形成施工縫，襯砌混凝土不密實，表面蜂窩麻面現(xiàn)象嚴重，襯砌開裂，防水混凝土失效，造成局部滲漏水現(xiàn)象。襯砌施工過程中，養(yǎng)護不到位，產(chǎn)生環(huán)向干縮裂縫，其深度可能貫穿整個隧道襯砌，也對施工防水造成了很大的影響。

2.2.3 施工縫、變形縫處理不當

隧道施工縫和變形縫是滲漏水的多發(fā)部位，在實際施工中存在著粗糙、處理不當?shù)默F(xiàn)象。表現(xiàn)在：止水帶搭接不規(guī)范，固定不牢，澆筑混凝土時有卷起現(xiàn)象，邊墻與拱墻交接處止水帶失效，造成地下水從連接縫隙滲出；止水條安裝不規(guī)范，造成扭曲、變形；施工縫、變形縫處混凝土振搗不密實，止水帶和止水條與混凝土不密貼。

2.2.4 隧道排水設施失效

有效排出襯砌背后的地下水，減小地下水對襯砌的壓力，是隧道結構排水的關鍵，但在隧道施工過程中，排水系統(tǒng)往往失效，在二襯或注漿施工中，由于對排水盲溝、盲管未進行有效保護，造成水泥漿堵塞盲溝、排水盲管，導致排水作用失效；盲溝與側(cè)溝的泄水孔沒有疏通，或者泄水孔堵塞，隧道二襯背后盲管內(nèi)的積水無法排到排水溝中，時間久了，造成襯砌背后的地下水越來越多，水壓力越來越大，最終將防水板擊穿，在襯砌薄弱地方滲流排泄出來。

2.2.5 防水板系統(tǒng)失效

初期支護與二襯之間的防水層采用的是土工布加1.5mm厚的EVA防水板，采用無釘鋪設，雙焊縫焊接。但施工過程中質(zhì)量難以控制，主要原因有：

1）防水板焊接工藝不過關，對拐角、破損處等不能采用雙焊縫焊接的部位，采用手工熱融焊接，質(zhì)量難以保證，施工中有漏焊、焊穿現(xiàn)象。

2）防水層在施工過程中被損壞的幾率很大，在焊接鋼筋過程中，被鋼筋端頭刺穿、易被焊碴燒穿；混凝土澆筑過程中，粗集料易刺穿防水板，初期支護的錨桿頭等尖銳物沒有切除干凈，容易造成破損。

3）施工過程中防水板修補困難。在鋼筋施工過程中發(fā)現(xiàn)破損勉強能夠修補，在立模和澆筑混凝土過程中發(fā)現(xiàn)破損幾乎不能修補。

4）防水板與二襯之間總留有透水間隙，在靜水壓力下，只要有一處破損，地下水就會通過破損處滲入到防水板與二襯混凝土之間，使防水板失效，造成漏水，而且治理時尋找水源非常困難。

3 滲漏水的治理措施

3.1 整治原則

隧道滲漏水的治理原則是以“排”為主，防、排、堵、截相結合的方法，因地制宜，綜合治理。

隧道的滲漏水點多面廣，如果采用注漿封堵每個滲漏點，不可避免會出現(xiàn)新的滲漏點，效果不好，要想徹底根治，只能采取疏導排水，全面防水。

3.2 整治方法

整治方案必須因地制宜，隧道滲漏出水點的位置不同，采取的處理方法也不盡相同。

1）在隧道起拱線到拱頂處滲漏水處理較為復雜多采用灌漿法進行封堵處理。

注漿材料采用固結硬化時間易調(diào)整、高強度、滲透性良好、漿液不流失、固結后不收縮、硬化劑無毒、對地下水不會造成污染的材料。按照一定的配合比進行調(diào)配，環(huán)氧樹脂A，固化劑B，再根據(jù)現(xiàn)場實際溫度適量摻入10%的專用稀釋劑C，按照（A+C）：B=（100+10）：27.5（質(zhì)量比）的配合比進行調(diào)配。

施工步驟如下：確定滲漏點→打孔或沿縫隙鑿槽→清理灰土→安裝高壓灌漿針筒→調(diào)拌環(huán)氧膩子封縫膠→密封孔縫或裂縫→灌注灌漿材料→檢查是否灌滿→封孔→敲除底座、清除面層。

對滲漏處襯砌鉆孔或沿裂隙剔槽，孔徑比針筒略大，槽寬一般在10～20mm，槽深根據(jù)基層厚度實際情況而定，不能打透初期支護，采用高壓風槍吹凈粉塵；注漿壓力可控制在0.2～0.4MPa。注意檢查灌注針筒內(nèi)的漿液殘余量，若無殘余，繼續(xù)灌注。重復此步驟，直到針筒內(nèi)有殘余，即表示灌滿。為使裂隙或空洞完全灌滿，應再等待20～30分鐘內(nèi)進行二次灌注，當漿液從裂隙中滲出，即可結束?？刹鸪樛?，及時封孔。

如有少量滲漏水，可采用電錘打設一個小孔，用小型灌漿機注入堵水劑或環(huán)氧樹脂砂漿等高防滲性的材料即可。

2）兩側(cè)邊墻部滲水的處理：

對于襯砌兩側(cè)邊墻部滲水一般從起拱線下采用開槽引排法，安裝排水暗槽將水引入側(cè)溝的處理方法。

沿出水點開鑿一道引水小槽，將滲漏的水匯集引至永久性排水溝。用切割機將滲漏處混凝土切割一個寬6cm深度6～8cm的U型槽（如滲水較大，可適當將槽鑿深一點），開槽長度應大于裂縫滲漏長度。將槽的四周修整順暢，平順，采用內(nèi)徑為50mm的高強度PVC管，在大于環(huán)向一半處鋸開，反扣于槽內(nèi)，固定好，要盡量與內(nèi)壁靠攏，然后用堵水劑或高強度膠合材料進行封堵并抹平。如還未能解決問題，則要用嵌縫密封膠將整個小槽全部密封。

3）施工縫、沉降縫滲漏水的處理：

在施工縫處鑿內(nèi)寬50mm～60mm，外寬40～50mm，深50mm的倒梯形槽，清除槽中混凝土殘渣并用清水清洗槽及周圍，沿施工縫每間隔20～30cm用風鉆鉆φ40～50cm孔一處，鉆孔深度一般為襯砌厚度的2/3，安設馬牙扣形注漿管，直徑為32～42mm。管口貼膠帶，然后在槽中沿施工縫刮涂快干型封縫膠兩道，封縫膠固化后揭除膠帶，在管口安設灌漿嘴灌注馬麗散新型高分子注漿材料，灌漿壓力1.0～1.5MPa，施工過程中應逐步增加注漿壓力，根據(jù)現(xiàn)場情況確定最終壓力參數(shù)。待漿液固化并檢驗合格后，拆除灌漿嘴。對開槽處理完畢后用高壓水沖洗干凈，在槽中放入并固定φ50mm半圓形波紋管，并間距50cm采用金屬卡和射釘將波紋管固定，然后將調(diào)和好的“聚硫密封膠”（要求聚硫密封膠凝固后的顏色接近混凝土本色）填入槽中并稍稍高出，然后用抹刀抹平，待“聚硫密封膠”凝固后，在槽及周圍用調(diào)和好的“水泥基滲透結晶型防水涂料”刮涂兩層防水，厚度不小于2mm。

施工順序自上而下依次進行。

4 整治效果及結論

玉鐵鐵路杉坡嶺隧道滲漏水采用以上方法整治后，經(jīng)過現(xiàn)場檢驗和觀察，隧道滲漏水問題得到了全面解決，不僅達到了“快速高效”目的，而且還確保了隧道的“不滲不漏”的較好效果。通過隧道滲漏原因分析，為今后的施工質(zhì)量控制總結了經(jīng)驗，并為類似隧道滲漏水處理措施提供了一定的借鑒作用。

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