丹大鐵路草莓溝1號隧道襯砌滲漏治理施工技術(shù)

丁寧

摘要：隧道施工可能因受地質(zhì)條件復(fù)雜，設(shè)計不完善以及施工控制不到位等因素影響，致使隧道襯砌滲漏已成為隧道施工的常見問題，本文結(jié)合丹大快速鐵路草莓溝1號隧道二次襯砌施工完成后隧道滲漏治理工程實例，詳細(xì)介紹鐵路隧道襯砌滲漏治理的分類特點、施工工藝流程及整治要點。此施工技術(shù)針對性強(qiáng)，可為類似工程的病害整治提供參考。

Abstract： Tunnel construction may be affected by complicated geological conditions， imperfect design and inadequate construction control， which makes tunnel lining leakage become a common problem in tunnel construction. Combined with the example of tunnel leakage treatment after the secondary lining construction of Caomeigou No.1 Tunnel on Dandong-Dalian Intercity Railway， this paper introduces the classification characteristics， construction process and main points of treatment of railway tunnel lining leakage in detail. This construction technology has strong pertinence and can provide reference for similar engineering disease treatment.

關(guān)鍵詞：鐵路隧道；二次襯砌；滲漏治理；施工技術(shù)

Key words： railway tunnel；secondary lining；leakage treatment；construction technology

中圖分類號：U459.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）10-0128-03

0 引言

草莓溝1號隧道位于遼寧省丹東市草莓溝村，進(jìn)口位于草莓溝村東，出口位于錦江山公園，場區(qū)地處丘陵區(qū)，地勢起伏較大植被茂盛。隧道內(nèi)最大埋深約105.33m，隧道全長3320.15m。隧道襯砌結(jié)構(gòu)采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，襯砌結(jié)構(gòu)厚度為：仰拱及底板30-60cm，邊墻、拱部30-50cm，襯砌結(jié)構(gòu)采用C30、C35防水混凝土，抗?jié)B等級不低于P8。隧道防水采用以結(jié)構(gòu)自防水為主，同時對施工縫、變形縫進(jìn)行重點防水處理的原則，進(jìn)行綜合防水。草莓溝1號隧道于2010年10月份開工，至2015年7月份竣工。

1 隧道防水設(shè)計思路及特征

草莓溝1號隧道防水是在初期支護(hù)與二次襯砌之間拱部及邊墻部位鋪設(shè)防水板及土工布（分離式）防水，并在環(huán)向、縱向施工縫處設(shè)中埋式橡膠止水帶及外貼式橡膠止水帶。施工時首先在清理好的基面上鋪設(shè)土工布，從拱頂部開始向兩側(cè)下垂鋪設(shè)；然后用射釘加墊片將土工布固定在噴射混凝土面上，鋪設(shè)時注意使基面與土工布密貼，并不得拉得過緊，留出余量；最后將防水板專用融熱器對準(zhǔn)熱融襯墊所在位置進(jìn)行熱合，一般5s即可，要求防水板抗拉強(qiáng)度小于兩者粘結(jié)剝離強(qiáng)度。施工縫、變形縫采用背貼式+中埋式止水帶止水，模板就位后，安裝擋頭板，并且在擋頭板中間設(shè)置止水帶，將兩塊擋頭板用U形卡固定，預(yù)留一半止水帶灌筑在下一循環(huán)混凝土襯砌中。

2 隧道襯砌滲漏水情況的前期調(diào)查

2.1 調(diào)查目的

通過調(diào)查草1#隧道襯砌滲漏的性質(zhì)、部位，將需要整治的部分整理出來，便于依據(jù)滲漏不同特點合理確定治理方法。

2.2 調(diào)查內(nèi)容

①滲漏水的位置、滲漏特征（點漏、線漏、濕漬、滲水、水珠）、水量大小、水質(zhì)、水壓等；②與滲漏有關(guān)的工程缺陷，如鋼筋銹蝕、施工冷縫、混凝土剝落、裂縫、露筋、孔洞、麻面、蜂窩等；③知道滲漏的時間、進(jìn)程、變化規(guī)律；④設(shè)計資料、防水設(shè)計方案和采用的工法及施工質(zhì)量控制情況；⑤初次滲漏治理的時間，評估所用方案、材料、工藝及治理效果。

2.3 滲漏水的排查方式

一是通過直接觀察的方式，主要針對漏水量較大或比較明顯的情況；二是對于慢滲或不明顯的滲漏水，可將潮濕表面擦干，均勻撒一層干水泥粉，出現(xiàn)濕痕處即為滲水孔眼或縫隙。

2.4 結(jié)構(gòu)滲漏水情況的統(tǒng)計

依據(jù)滲漏點的調(diào)查結(jié)果，判定結(jié)構(gòu)滲漏等級，按照相應(yīng)的處理方案實施治理，治理完成后做好滲漏治理記錄。

2.5 襯砌結(jié)構(gòu)滲漏水情況分類

襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滲漏根據(jù)滲漏部位主要分成三類，一是變形縫出現(xiàn)滲漏，二是施工縫出現(xiàn)滲漏，三是側(cè)墻局部出現(xiàn)滲漏。滲漏形式判別主要為嚴(yán)重滲漏、線漏、點漏、水珠、滲水、濕漬等。

3 襯砌滲漏治理原則

3.1 滲透水治理應(yīng)堅持原則，即“堵排結(jié)合、因地制宜、剛?cè)嵯酀?jì)、擇優(yōu)選材，標(biāo)本兼治、綜合治理”。

3.2 結(jié)構(gòu)滲漏治理工作安排的原則：滲漏水治理，所用新材料必須經(jīng)過試驗、檢驗和鑒定合格，且在實踐中應(yīng)用效果表現(xiàn)良好，所用新技術(shù)及新工藝應(yīng)行之有效。

3.3 具體實施時采取的方法：①滲漏水治理方式：大漏變小漏、縫漏變點漏、片露變孔漏、逐漸縮小滲漏水范圍、最后堵住漏水。②滲漏水治理順序：先排后堵，先堵小漏、后堵大漏；先高后低，先頂板、再邊墻、后底板。③治漏時要創(chuàng)造條件，降低水壓；要追溯源頭、區(qū)別對待。④最好選在冬季裂縫張開量較大時進(jìn)行滲漏水注漿堵漏。

3.4 防水堵漏的同時，必須把永久防水和結(jié)構(gòu)補強(qiáng)、加固統(tǒng)一起來考慮。

3.5 滲漏水整治應(yīng)符合環(huán)保的要求，盡量減少對周邊環(huán)境的影響。

3.6 草莓溝1號隧道襯砌滲漏情況及治理規(guī)劃（表1）。

4 隧道襯砌滲漏治理施工技術(shù)

4.1 治理原理

采用固化后有一定抗壓、抗拉強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng)度的膠凝材料，通過注漿充填結(jié)構(gòu)裂隙、孔隙，在加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時阻斷流水路徑，達(dá)到堵水目的。

4.2 堵漏材料的選擇

經(jīng)過大量的市場調(diào)查和實驗分析發(fā)現(xiàn)，只有在出現(xiàn)嚴(yán)重滲漏，且水壓較大的情況下，才會采用油溶性聚氨酯灌漿材料，除此之外，其余注漿堵漏漿液采用EAA高滲透性清水性固結(jié)環(huán)氧材料，該材料具有諸多優(yōu)勢，包括化學(xué)穩(wěn)定性好、收縮小、強(qiáng)粘結(jié)力、高強(qiáng)度、能在溫室條件下固化等，在制止孔洞滲漏水、治理裂紋方面具有良好效果。注漿針頭采用150mm高壓注漿止水針頭，填縫料采用改性環(huán)氧樹脂砂漿、堵漏靈膠泥或環(huán)氧膠泥等。

4.3 襯砌滲漏治理施工方法

4.3.1 混凝土表面一般滲漏的治理

針對一般滲漏的治理，宜采用襯砌內(nèi)（背水面）注漿，結(jié)合實際滲漏水情況合理布置鉆孔。

①滲漏水位置作鑿槽處理。

查找滲漏出水點或縫隙，將其鑿成V形槽，至槽底的根部顯出微細(xì)裂縫，然后依照自下而上的順序，追溯鑿槽至出水點的源頭。

②注漿堵漏處理漿液的選擇。

若滲漏部位僅有極少量滲漏水，比較干燥時，宜采用EAA高滲透清水性固結(jié)環(huán)氧材料。

③注漿工藝。

1）打磨、沖洗鑿槽。

2）騎滲漏縫打眼、安裝注漿嘴。

對于不規(guī)則裂縫：所有裂縫的交叉點及端部都要布置注漿嘴；對于規(guī)則裂縫：若縫寬大于0.3mm，按間距30cm布嘴；若縫寬小于0.3mm，按按間距20cm布嘴。

3）封縫。

封縫宜采用環(huán)氧膠泥或堵漏靈膠泥等材料，必要時可在其表面涂刷環(huán)氧膠。

4）壓氣檢查。

完成封縫，且養(yǎng)護(hù)兩小時后，先吹高壓風(fēng)（或水），對各孔的貫通情況進(jìn)行壓氣檢查，0.25MPa>壓氣壓力。若孔不串通，應(yīng)及時找到導(dǎo)致問題出現(xiàn)原因并采取有效解決方案。

5）灌漿。

采用分級注漿，實行多點同步灌漿，從寬至窄，從下至上，逐步推進(jìn)。結(jié)構(gòu)滲漏治理和補強(qiáng)的成敗很大程度上取決于注漿材料。

6）清除注漿嘴。

待完成灌漿，且48小時后，再將注漿嘴鏟除，同時為確保工程質(zhì)量，應(yīng)采取有效措施將混凝土表面進(jìn)行平整。

7）質(zhì)量檢查。

灌漿七天后，檢查其質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

4.3.2 混凝土表面嚴(yán)重滲漏的治理

襯砌表面嚴(yán)重滲漏的部位，首要步驟是充填壁后的空隙地段，其次是對結(jié)構(gòu)滲漏部位進(jìn)行開槽注漿處理，即水泥砂漿作襯砌后回填注漿，具體該注漿方法如下：

①注漿孔孔徑≧40mm，間距最好在2-5m之間，鉆孔深度需打孔至襯砌結(jié)構(gòu)背后；②注漿壓力要比靜水壓力大0.5-1.5MPa，最好在水流上游位置布孔；③普通硅酸鹽水泥配制漿液時要求其強(qiáng)度超過32.5MPa，且回填注漿順序依照先兩頭向中間，由下往上，從少水處到多水處；④采用分級注漿，若為砂層宜采用劈裂注漿法，若襯砌背后為砂卵石層，宜采用滲透注漿法；⑤若滲漏水水壓很大，為保證施工效果，可先用油溶性聚氨酯漿液止水，再用水泥漿液回填補強(qiáng)，如此效果將事半功倍；⑥引水孔最后封閉，用摻外加劑的防水砂漿抹面。

4.3.2.1 結(jié)構(gòu)滲漏部位注漿處理

結(jié)構(gòu)背后注漿回填后，施工工藝按照一般滲透處理，鑿槽處理結(jié)構(gòu)，實施注漿封堵時宜采用EAA高滲透清水性固結(jié)環(huán)氧材料。

4.3.2.2 施工縫及結(jié)構(gòu)裂紋滲漏水治理

若滲透水問題是由于施工縫或結(jié)構(gòu)裂紋造成的，那么對其滲透水問題的解決可參考上述混凝土表面的處理方式，兩者之間的治理工藝和步驟基本一致，在施工縫裂紋部位沿縫鑿槽，同時清洗干凈，采用埋設(shè)引水管在漏水嚴(yán)重部位，將漏水引到縫外，滲漏水較小的部位可選用快凝材料封堵，其余的縫槽進(jìn)行封堵治理時宜用埋管、注入EAA高滲透清水性固結(jié)環(huán)氧材料。

4.3.2.3 變形縫滲漏水治理

在滲漏治理中變形縫滲漏水是相對困難和復(fù)雜的，其治理步驟通常包括以下三步：

第一步，滲漏水臨時封堵。

滲漏在變形縫中極容易出現(xiàn)，當(dāng)面對嚴(yán)重滲漏且水壓較大時，為達(dá)到封堵目的，通常采取的措施是注入油溶性聚氨酯灌漿材料，具體其操作步驟如下：

①把變形縫先進(jìn)行分段，使其成為若干個注漿區(qū)段，然后對每個分段有的放矢的采取注漿止水措施，將環(huán)氧膠泥注入其內(nèi)，使其形成阻斷節(jié)點。

②為避免漿液從變形縫中溢出，在注漿時應(yīng)做好相應(yīng)的密封措施，利用聚合物水泥砂漿填縫，且為保證密封，應(yīng)在其表面再敷貼環(huán)氧玻璃布。要求在敷貼期間涂刷環(huán)氧膠，三膠二布。

③埋設(shè)注漿嘴時應(yīng)采取騎縫注漿的方式，保證其間距在20-25cm。

④單邊順序注漿：

第一孔灌漿，鄰孔可作為排水排氣孔；若鄰孔出漿，將積水排除后，開始灌注鄰孔，第一孔保持壓力；當(dāng)?shù)谌壮鰸{時，觀察進(jìn)漿情況，適當(dāng)時機(jī)停止第一孔灌漿。若第一孔出現(xiàn)不進(jìn)漿、在最大壓力下，進(jìn)漿率小于0.05L/min；延續(xù)灌注時間不少于60min，也可停止灌漿。

⑤注漿壓力通常為0.3-2MPa。應(yīng)盡量采用高壓注漿，將變形縫內(nèi)的所有空間和孔隙都填滿漿液，如此不僅能夠把縫內(nèi)的水?dāng)D走，還能夠擠密膨脹的膠凝體。

第二步，結(jié)構(gòu)背后回填注漿，實現(xiàn)止水目標(biāo)。

第三步，針對變形縫采取恢復(fù)處理措施，完成變形縫堵漏后，沿變形縫摳出變形縫內(nèi)填塞的聚苯板以及其它填充材料，清洗干凈晾干后，重新恢復(fù)變形縫填縫材料。

5 結(jié)束語

丹大鐵路草莓溝1號隧道襯砌滲漏問題，通過排查統(tǒng)計滲漏狀況，分析滲漏等級，按照滲漏類別，分類選用治理方法。通過采用注入不同材料性能的膠凝材料充填結(jié)構(gòu)裂隙、孔隙，在加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時，阻斷流水路徑，達(dá)到堵水目的。該項技術(shù)已在丹大鐵路草莓溝1號隧道襯砌滲漏問題整治過程中得到了成功應(yīng)用，隧道襯砌滲漏問題治理效果顯著，施工技術(shù)滿足安全、經(jīng)濟(jì)和可行性的操作理念，可為其它類似工程施工所借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]草莓溝1號隧道設(shè)計圖紙.

[2]Q/CR9604-2015，高速鐵路隧道工程施工技術(shù)規(guī)程[S].

[3]TB10424-2010，鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4]TZ331-2009，鐵路隧道防排水施工技術(shù)指南[S].

[5]GB50108-2008，地下工程防水技術(shù)規(guī)范[S].

[6]GB50208-2011，地下防水工程質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

[7]J.A.Hudson.The Next 50 Years of the ISRM and Anticipated Future Progress in Rock Mechanics. Harmonising Rock Engineering and the Environment-Proceedings of 12th ISRM International Congress on Rock Mechanics， 2011.

[8]李堯，李術(shù)才，劉斌，徐磊，張鳳凱，聶利超.基于改進(jìn)后向投影算法的地質(zhì)雷達(dá)探測巖體裂隙的成像方法[J].巖土工程學(xué)報，2016（08）.