鐵路隧道水害問題與整治措施分析

賀酒龍　蔡永虎　康孝利

摘 要：在我國鐵路隧道的運(yùn)營過程中，水害問題占據(jù)了隧道病害總數(shù)的70%以上，一直備受社會關(guān)注。因此，做好鐵路隧道水害整治，對保障鐵路隧道的安全運(yùn)行是非常重要的。通過分析鐵路隧道水害問題，提出了相應(yīng)的整治措施。

關(guān)鍵詞：鐵路隧道；水害；整治措施；蜂窩空洞

中圖分類號：U457+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.02.131

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下，我國的交通運(yùn)輸行業(yè)得到了飛速發(fā)展，鐵路隧道工程的數(shù)量也在不斷增加。因此，做好隧道運(yùn)營狀態(tài)檢測和有效治理隧道病害意義重大。分析當(dāng)前鐵路隧道病害的原因后發(fā)現(xiàn)，水害可稱為“萬害之源”。如果在施工期間出現(xiàn)涌水，則會給施工帶來很大的困難；如果在隧道運(yùn)營過程中出現(xiàn)漏水或涌水，則可能導(dǎo)致襯砌裂損、隧底吊空，進(jìn)而影響隧道的使用安全。因此，做好隧道水害的預(yù)防和治理是一項(xiàng)重要且艱巨的任務(wù)。

1 鐵路隧道的水害問題

根據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)，在我國現(xiàn)有的運(yùn)營鐵路隧道中，大約有70%的隧道存在水害問題，而該問題的根本原因在于設(shè)計(jì)方面存在缺陷。鐵路隧道屬于永久性建筑物，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期一般為80～100年。在運(yùn)營初期，質(zhì)量良好的鐵路隧道不會出現(xiàn)水害問題。如果在隧道建設(shè)前缺乏完善的地質(zhì)勘查，工程和水文地質(zhì)資料不足，進(jìn)而無法準(zhǔn)確判斷隧道所經(jīng)斷層帶、破碎帶的位置，則必然會影響設(shè)計(jì)方案的合理性和可靠性。因此，即使只有部分鐵路隧道經(jīng)過的部分地段屬于富水地層，但如果處理不當(dāng)，則同樣會給整座隧道帶來很大的危害。

施工質(zhì)量問題是造成隧道水害的重要原因之一，主要表現(xiàn)在以下4個(gè)方面：①隧道襯砌中存在大量蜂窩空洞；②在鋪底或施作仰拱前，沒有細(xì)致清理隧道底部，存在泥沙、雜物等；③沒有嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有效處理施工縫、沉降縫和伸縮縫等，進(jìn)而出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象；④沒有有效設(shè)置防水、排水設(shè)施，進(jìn)而影響了隧道的防水效果。

2 鐵路隧道水害問題的整治措施

從目前的狀況看，對于鐵路隧道水害問題的整治，主要通過“防、排、截與堵”等相互結(jié)合的方式，因地制宜，綜合治理，形成了相對完善的隧道治水體系。

2.1 “防”

對于水害問題的整治，預(yù)防措施是非常重要的。以新建隧道為例，襯砌防水多采用防水混凝土或外貼式防水層，考慮到實(shí)際應(yīng)用效果，外貼式防水層是鐵路隧道防水施工最常用的措施。但如果鐵路隧道出現(xiàn)水害問題，采用增設(shè)外貼式防水層的措施處理是不可能的。因此，可以增設(shè)內(nèi)防水層。在實(shí)際施工中，內(nèi)防水層的作用不是阻擋水流進(jìn)入襯砌內(nèi)部，而是阻止其進(jìn)入隧道。

設(shè)置內(nèi)防水層的方式有以下3種：①涂刷相應(yīng)的防水材料。比如橡膠瀝青、橡膠水泥等。②刮壓內(nèi)防水層。多以R料作為防水層材料，其優(yōu)點(diǎn)為無毒無味，可在潮濕環(huán)境下施工，且價(jià)格相對低廉；缺點(diǎn)為必須做好養(yǎng)護(hù)工作，否則很容易影響防水效果。③噴涂內(nèi)防水層。噴涂材料多為水泥砂漿、陽離子乳化瀝青等，水泥砂漿具有施工簡單、價(jià)格低廉和耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，但抗裂性和抗?jié)B性相對較差。其中，陽離子乳化瀝青的優(yōu)點(diǎn)為可在潮濕界面施工、材料延伸率大、抗裂性和彈性較好等，但需要在防水層外設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)層，以確?？沙浞职l(fā)揮其功能。

2.2 “排”

排水是水害治理的有效方法之一。對于鐵路隧道而言，可通過在襯砌外設(shè)置巖石暗槽、盲溝和排水溝等，或在襯砌內(nèi)設(shè)置泄水孔、引水管等設(shè)施，將水流引入排水溝中，并增設(shè)相應(yīng)的深水溝。在長度長、空間大的隧道中，如果排水溝無法滿足排水要求，則應(yīng)增設(shè)或疏通原有的平行導(dǎo)坑；在寒冷地區(qū)的隧道中，必須增設(shè)防寒泄水洞等，以減少或排出隧道內(nèi)和襯砌后的積水，從而根除或減輕鐵路隧道的水害問題。

2.3 “截”

對于地表水比較豐富的淺埋隧道，如果地表溝谷或坑洼位置的積水和滲水會對隧道造成影響，則可采用疏導(dǎo)積水、填平溝谷或砌溝排水等措施，在隧道洞頂?shù)乇硇纬闪己玫呐潘到y(tǒng)，從而截?cái)嗟乇硭?，避免其流入隧道中。同時(shí)，也可以在洞口仰坡設(shè)置排水溝和截水溝，并確保其保持良好的狀態(tài)；對于地下水比較豐富，但隧道內(nèi)部沒有排水溝或排水溝深度不足的隧道，應(yīng)增設(shè)水溝，或?qū)蝹?cè)溝改為雙側(cè)溝，以排出基底下的積水，從而確保隧道底部的干燥和穩(wěn)定。

2.4 “堵”

對于鐵路隧道水害問題而言，可按照流量、面積，將滲漏水分為點(diǎn)、線、面三種類型。其中，點(diǎn)狀漏水可采用注漿堵漏的方式處理，注漿方式包括襯砌內(nèi)注漿、襯砌背后注漿，應(yīng)根據(jù)滲漏產(chǎn)生的原因和滲漏的嚴(yán)重程度合理選擇。此外，還應(yīng)合理選擇注漿材料，確保其凝結(jié)時(shí)間、固結(jié)強(qiáng)度、抗?jié)B性、耐久性、黏結(jié)力等符合標(biāo)準(zhǔn)。通常而言，襯砌內(nèi)注漿使用的注漿材料多為超細(xì)水泥漿液或以聚氨酯為代表的化學(xué)漿液；襯砌背后注漿使用的注漿材料多為水泥水玻璃漿液。

線狀漏水可采用在剔槽加設(shè)排水盲溝，并結(jié)合彈性密封材料封堵的方法。常用的封堵材料包括改性瀝青、聚氨酯密封膠和遇水膨脹型防水密封膠等。

面狀滲水可采用上述的防水措施，并增設(shè)相應(yīng)的防水層。在施工時(shí)，必須保證防水層材料的抗?jié)B性、膨脹性和彈性，確保其能與基層牢固黏結(jié)。常用材料包括各類防水砂漿、改性瀝青涂料和聚合物水泥砂漿等。

3 結(jié)束語

綜上所述，在鐵路隧道運(yùn)營的過程中，水害是一種十分常見的病害，威脅著隧道的安全。因此，鐵路管理部門應(yīng)充分重視水害問題，采取合理、有效的措施整治該問題，從而確保隧道的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

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