富水下臥砂卵石層鐵路雙線明挖隧道滲漏水分析及防治措施

滑山

（中鐵二局第五工程有限公司 四川成都 610091）

1 工程概況

某客專隧道長6470m，地處成都平原區(qū)，地形平坦開闊，地面高程488～494m，相對高差2～6m。地表水對混凝土結(jié)構(gòu)無侵蝕性，地下水對混凝土結(jié)構(gòu)無侵蝕性。

隧道主體結(jié)構(gòu)為直墻拱形結(jié)構(gòu)，采用明挖順作法施工，主體結(jié)構(gòu)施工分拱墻連做、拱墻分做兩種方式。

圖1 隧道襯砌

1.1 地層巖性

隧區(qū)上覆第四系全新統(tǒng)人工填筑土卵石土、粉質(zhì)黏土及沖洪積層軟粉質(zhì)黏土；上更新統(tǒng)風(fēng)積層成都黏土、軟黏土；上更新統(tǒng)冰水-流水堆積層粉質(zhì)黏土、粉砂、中砂、卵石土。下伏基巖為白堊系上統(tǒng)灌口組泥巖。

隧道襯砌大部分下臥卵石土地層：中密，局部稍密，飽和。局部為粗圓礫土，其余為中砂及少量黏粒充填，石質(zhì)成份以砂巖、花崗巖為主，磨圓度較好，分選性較差，厚15～25m。

1.2 水文地質(zhì)特征

第四系孔隙潛水主要賦存于上更新統(tǒng)粉砂、中砂、卵石土中，滲透性好，含水極其豐富，形成一個整體含水層，含水層總厚度15～30m?？菟诘叵滤宦裆?～6m；汛期地下水埋深1～5m。中砂、卵石土滲透系數(shù)K=20～25m/d，為強透水層。隧道基本位于中砂、卵石土中。

1.3 防水設(shè)計概況

襯砌采用C35高性能防水混凝土，抗?jié)B等級不低于P10。隧道采用以結(jié)構(gòu)自防水為主，襯砌外側(cè)采用全環(huán)鋪設(shè)ECB防水板全包防水，同時對施工縫、變形縫進行重點防水處理的原則，進行綜合防水。不設(shè)置洞內(nèi)排水溝。

隧道80～100m環(huán)向設(shè)置一道變形縫，變形縫拱部、邊墻設(shè)集水槽將局部滲漏水導(dǎo)入消防槽；變形縫底板設(shè)置兩排剪力棒上下交錯布置。

2 隧道滲漏水調(diào)查

2.1 調(diào)查目的

了解結(jié)構(gòu)滲漏的部位、性質(zhì)，摸清整治工作量，根據(jù)不同的滲漏情況選定對應(yīng)的治理方法。

2.2 調(diào)查內(nèi)容

（1）滲漏水的地點、位置、滲漏形式（濕漬、滲水、水珠、點漏、線漏-見GB50299的釋義）、水量大小、水質(zhì)、水壓等，繪制“結(jié)構(gòu)滲漏平面展開圖”—見GB50208；

圖2 襯砌防水構(gòu)造圖

（2）與滲漏有關(guān)的工程缺陷，如蜂窩、麻面、孔洞、露筋、裂縫、施工冷縫、混凝土剝落、鋼筋銹蝕等；

（3）發(fā)現(xiàn)滲漏的時間、發(fā)展的過程、滲漏量變化的規(guī)律；

（4）結(jié)構(gòu)設(shè)計資料、防水方案和采用的工法及施工質(zhì)量控制情況，對主體對結(jié)構(gòu)滲漏原因進行分析；

（5）初次滲漏治理的時間，采用的方案、材料、工藝及治理效果進行評估。

2.3 滲漏水查找的方法

（1）漏水量較大或比較明顯時，可直接觀察確定；

（2）慢滲或不明顯的滲漏水，表面擦干，均勻撒干水泥粉，現(xiàn)濕痕處即為滲水處。

3 結(jié)構(gòu)滲漏水情況及原因分析

根據(jù)滲漏點調(diào)查的結(jié)果，及時繪制“滲漏情況展開圖”，判定滲漏等級。按照方案實施治理并做好滲漏治理記錄。

通過對全線隧道的滲漏水情況全面調(diào)查，按照滲漏水類型統(tǒng)計滲漏比率最大的為裂紋滲漏，占45.1%；按照滲漏水部位統(tǒng)計滲漏比率最大的為邊墻處滲漏，占58.1%；按照隧道基坑開挖方式統(tǒng)計滲漏比率最大的為拱墻分做段，占54.8%。

根據(jù)滲漏點分布統(tǒng)計分析，結(jié)合施工過程，對滲漏原因分析如下：

（1）施工縫處混凝土鑿毛不徹底、橡膠止水帶安裝不規(guī)范、界面劑涂刷不規(guī)范等導(dǎo)致施工縫處成為防水的薄弱處，加之外包防水層局部破損，導(dǎo)致施工縫處滲漏。

（2）變形縫處的變形量已超出設(shè)計變形量，止水帶可能局部破損，且外包防水層局部破損，導(dǎo)致變形縫處滲漏。

（3）同一結(jié)構(gòu)的不同部分混凝土灌注間隔時間太長，由于收縮徐變不同步造成后灌注部分混凝土出現(xiàn)裂紋或裂縫。隨著時間的推移，其水泥水化反應(yīng)越完全，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)越致密，彈性模量則越大，個別段落底板混凝土已足齡期后才進行側(cè)墻混凝土，增量不一致，出現(xiàn)貫通裂紋。

（4）參建各方認(rèn)識的局限性，第一次將明挖隧道全包防水理念付諸實施，對全包防水的認(rèn)識、明挖轉(zhuǎn)入地下帶來的環(huán)境變化、材料的質(zhì)量、設(shè)計理念和工期問題等綜合因素考慮不足造成。

4 隧道滲漏治理原則

（1）滲漏水治理應(yīng)遵循“堵排結(jié)合、因地制宜、剛?cè)嵯酀駜?yōu)選材，標(biāo)本兼治、綜合治理”的原則。

（2）結(jié)構(gòu)滲漏治理工作安排的原則：

滲漏水治理，應(yīng)采用經(jīng)過試驗、檢測和鑒定并經(jīng)實踐檢驗質(zhì)量可靠的新材料，行之有效的新技術(shù)、新工藝。

（3）具體實施時采取的策略：

①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并堵住漏水。

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、再墻身、后底板。

③應(yīng)盡量在冬季裂縫（或接縫）張開量較大時進行。

④必須把永久防水和結(jié)構(gòu)補強、加固統(tǒng)一考慮。

⑤符合環(huán)保的要求，盡量減少對周邊環(huán)境的影響。

5 滲漏治理施工工藝

5.1 基本原理

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

5.2 堵漏材料的選擇

通過市場調(diào)查和實驗分析結(jié)果，注漿采用EAA高滲透性親水、水溶性固結(jié)環(huán)氧材料，具有高強度，強粘結(jié)力，收縮小，化學(xué)穩(wěn)定性好和能在溫室條件下固化等優(yōu)點，可迅速止水，加固裂縫，效果好。針頭采用高壓注漿止水針頭，填縫料采用改性環(huán)氧砂漿、堵漏靈或環(huán)氧膠泥等。

6 滲漏治理

6.1 隧道變形縫滲漏水處理方法

6.1.1 隧道拱部變形縫封堵措施

變形縫滲漏治理提出應(yīng)采取堵排結(jié)合，拱部及道床底采取封堵措施、邊墻及道床兩側(cè)采取引排措施，并且注漿順序應(yīng)從拱頂向兩側(cè)進行。

6.1.2 側(cè)墻變形縫引排措施

對有滲漏的側(cè)墻（起拱線以下）變形縫，在現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上不再進行注漿封堵處理，而采取埋設(shè)排水盲管引排措施。

（1）鑿縫：沿直邊墻變形縫切倒梯形槽。

圖3 邊墻變形縫治理

（2）清切槽完畢用高壓風(fēng)、水清洗槽身，埋設(shè)圓形中空排水盲管，盲管沿側(cè)墻延伸至電纜槽底部，埋設(shè)圓管將水引入消防槽中。

（3）表面封縫：

側(cè)墻盲管埋設(shè)后，用纖釘對稱釘牢并設(shè)置鋼絲網(wǎng)，再采用聚硫密封膠封縫，確保將水引排至消防槽。

6.1.3 變形縫處隧道底板鉆孔引水減壓措施

從滲漏情況判斷，主要是地下水突破全包防水材料進入襯砌與全包防水材料之間的水，其特點是水量小、水壓大。為保證拱部不滲漏、道床板底不滲漏，采取在變形縫緊臨的消防槽內(nèi)、道床間底板、道床與消防槽間底板上鉆孔引水，以降底水壓。鉆孔設(shè)置于變形縫兩側(cè)，每處鉆兩個斜孔，鉆孔與變形縫相交并不得打穿止水帶。

6.1.4 排水通道設(shè)置

通過上述堵排結(jié)合措施后，可能有少量水需排放至消防泵井，利用消防槽、道床間隧道底板頂面、道床與消防槽間隧道底板頂面作為通道排水。

6.2 施工縫及結(jié)構(gòu)裂紋滲漏水治理

施工縫或結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂紋導(dǎo)致滲漏水狀況，在施工縫裂紋部位沿縫鑿槽，清洗干凈，漏水較大部位埋設(shè)引水管，把縫內(nèi)主要漏水引出縫外，對較小的滲漏水用快凝材料封堵，其余縫槽用埋管、注入EAA高滲透親水性固結(jié)環(huán)氧材料封堵治理。

對出現(xiàn)反復(fù)的施工縫，內(nèi)部通過注漿填充施工縫及周邊不密實的混凝土改善混凝土內(nèi)部密實度，注漿深度不宜小于襯砌厚度的1/3；外部在襯砌內(nèi)施工縫兩側(cè)各40cm寬度范圍涂刷水泥基滲透結(jié)晶型界面劑改善混凝土表層密實度。

6.3 表面滲漏治理

一般滲漏宜采用襯砌內(nèi)（背水面）注漿，鉆孔根據(jù)滲漏水情況布置，孔深 10～15cm。

6.3.1 鑿槽處理

查找滲漏出水點或縫隙，鑿成V形槽，從下往上追溯鑿槽至出水點的源頭。

6.3.2 漿液（1）當(dāng)接縫比較干燥，只有極少量滲漏水時，使用親水性環(huán)氧漿液；（2）當(dāng)滲漏水明顯時，先使用水溶性聚氨酯漿液止水，待接縫干燥后，再另外選擇時機使用可補強的漿液堵漏。

6.3.3 注漿工藝

（1）對鑿槽進行打磨、沖洗。

（2）騎滲漏縫打眼、安裝注漿嘴

對于規(guī)則裂縫等間距布嘴；

對于不規(guī)則裂縫在交叉點及端部布嘴。

（3）封 縫

使用堵漏靈膠泥或環(huán)氧膠泥等材料封縫，并可在表面涂刷環(huán)氧膠。

（4）在封縫完成并養(yǎng)護2h后，壓氣檢查各孔的貫通情況，對于不串通的孔，查明原因進行分析和處理。

（5）采用分級注漿，要多點同步灌漿，從下至上，從寬至窄，逐步推進。

（6）注漿嘴在灌漿結(jié)束48h后鏟除并用防水砂漿抹面并檢查。

7 結(jié)束語

本隧道2014年12月20日通車運營。滲漏水治理從2011年5月開始一直持續(xù)至通車運營后，經(jīng)歷了覆土穩(wěn)定、列車動載、停機坪動載、多年水位交替的考驗，現(xiàn)僅有新增裂紋滲水，滲漏水已基本得到治理，治理方法是成功的。防水是系統(tǒng)工程，設(shè)計階段及施工階段就必須高度重視防水設(shè)計和整治工作，防水設(shè)計和質(zhì)量息息相關(guān)，及早和建設(shè)單位、設(shè)計單位提出合理化建議。但滲漏水情況在工程實踐中十分普遍，危害大，特別是會造成危害行車安全等問題，如何解決該問題，應(yīng)根據(jù)具體地質(zhì)情況進行分析，關(guān)鍵是從源頭和過程控制，選擇合理的防排水體系，做好襯砌混凝土的澆筑質(zhì)量及防水層的施工質(zhì)量。

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

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