革朗隧道襯砌滲漏水病害處理技術(shù)探索

范海云

摘要：本文依托于革朗隧道襯砌滲漏水病害處理施工實(shí)例，首先對(duì)隧道滲漏水機(jī)理及成因進(jìn)行詳細(xì)分析，探索滲漏水原因，確定了處治隧道滲漏水的基本原則，針對(duì)各種類型滲漏病害提出了具體的治理方案，取得了預(yù)期的效果。

Abstract： Relying on the construction example of the leakage treatment of the lining of the Gelang tunnel， this paper analyzes the mechanism and causes of the leakage of the tunnel in detail， explores the causes of the leakage， and determines the basic principles for treating the leakage of the tunnel. According to the type of leakage disease， a specific treatment plan is proposed and the expected results have achieved.

關(guān)鍵詞：鐵路隧道;滲漏水;處治措施;施工技術(shù)

Key words： railway tunnel;seepage water;treatment measures;construction technology

中圖分類號(hào)：U457+.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）11-0120-03

0 ?引言

隧道建成后出現(xiàn)滲漏水病害在國(guó)內(nèi)外均為常見，因出現(xiàn)滲漏水，增加了隧道內(nèi)濕度及管線、設(shè)備被水浸泡的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致通信、信號(hào)等設(shè)備出現(xiàn)損壞或是發(fā)出錯(cuò)誤信號(hào)，嚴(yán)重危及鐵路行車安全;隧道的滲漏水，特別是具有腐蝕性的滲漏水使得砼碳化速度加快，降低了隧道安全使用年限;特別是嚴(yán)寒地區(qū)的隧道，滲漏水循環(huán)凍融更是導(dǎo)致襯砌結(jié)構(gòu)中的孔洞及裂縫病害快速增長(zhǎng)、惡化，造成嚴(yán)重安全隱患及大幅降低隧道使用壽命。故科學(xué)有效地進(jìn)行隧道滲漏的處治，對(duì)于確保行車安全及提高隧道使用壽命具有極高的工程意義。

1 ?工程概況

新建云桂鐵路云南段2標(biāo)革朗隧道位于富寧～白臘寨區(qū)間，為雙線鐵路隧道，隧道進(jìn)口部分段落處于r=5500m右偏曲線上，隧道出口部分段落處于r=7000m左偏曲線上，其余中間段落均處于直線上，設(shè)計(jì)為人字坡;起訖里程：D2K359+042～D2K370+610，中心里程D2K364+823.5，全長(zhǎng)11568m。最大埋深約292m，洞身有4處淺埋，最小埋深拱頂以上約5m;洞身穿越富寧斷裂、者郎平移斷層、那蘇斷層、牙界斷層、革朗背斜，屬Ⅰ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道，是本標(biāo)段重難點(diǎn)工程。

由于隧道所經(jīng)地帶地質(zhì)條件復(fù)雜，斷裂破碎帶、軟弱膨脹圍巖及承壓水等不良地質(zhì)普遍存在，建成后革郎隧道D2K359+490～D2K365+467段部分邊墻、拱頂、仰拱的襯砌及伸縮縫處出現(xiàn)滲漏水。

2 ?革朗隧道滲漏水原因及機(jī)理分析

隧道滲漏有多種不同類型，但滲漏發(fā)生機(jī)理是相同的，即隧道襯砌滲漏處的結(jié)構(gòu)存在有連通外側(cè)圍巖地下水的通道。滲漏水處治前需對(duì)滲漏水的原因進(jìn)行調(diào)查、分析，以從根本上采取針對(duì)性措施，方能徹底及有效根治滲漏病害，切忌盲目處治，不僅事倍功半，且難以完全根治滲漏。

2.1 因防水層材料破損而導(dǎo)致滲漏

革朗隧道防水層由防水板等隔水材料組成。在鋪掛、固定及焊接施工中因操作工人工藝水平差或是質(zhì)量監(jiān)控不到位，或是防水板材料質(zhì)量不合格等原因，導(dǎo)致防隔水失效，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查及評(píng)估，主要由如下原因造成滲漏水：

①防水板掛設(shè)時(shí)過(guò)于繃緊，澆筑砼后，在砼壓力下防水板變形過(guò)大而被撕裂，或是固定點(diǎn)間距過(guò)大，澆筑砼時(shí)防水板褶皺而折破。

②防水板焊接質(zhì)量沒達(dá)到施工規(guī)范要求，成為防隔水薄弱環(huán)節(jié)，受圍巖復(fù)雜變形的作用而出現(xiàn)滲漏水。

③噴射砼表面有尖銳物或是錨桿等端頭處理不善，在砼澆筑時(shí)剌穿防水板。

2.2 防水砼施工未按規(guī)范要求進(jìn)行

襯砌防水砼施工質(zhì)量是隧道防隔水的關(guān)鍵，起到防滲漏重要作用，本項(xiàng)目在襯砌砼澆筑時(shí)存在不按規(guī)范要求進(jìn)行的情況，常有砼落差超過(guò)2m時(shí)不設(shè)置串筒，造成砼離析;砼振搗人員質(zhì)量意識(shí)不強(qiáng)，砼振搗質(zhì)量控制不嚴(yán);為趕工期而提前拆模;不按規(guī)范養(yǎng)護(hù)。

因以上存在施工問(wèn)題，導(dǎo)致襯砌砼密實(shí)度不足，有連通管孔，或是產(chǎn)生裂縫，形成地下水滲漏通道。

2.3 施工縫、變形縫施工不規(guī)范，達(dá)不到預(yù)期防水效果

施工縫、變形縫為隧道滲漏水多發(fā)部位，是防水重點(diǎn)部位，本項(xiàng)目也存在多處施工縫、變形縫出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，原因如下：

1）中埋式止水帶沒能牢固固定，砼澆筑時(shí)有卷起現(xiàn)象。

2）止水條僅是隨意固定或貼在縫端砼面上，不按施工規(guī)范要求鑲?cè)氩蹆?nèi)，出現(xiàn)扭曲、變形現(xiàn)象;即便是鑲?cè)肓瞬蹆?nèi)，但槽內(nèi)松散砼及雜物沒有清除干凈。

3）施工縫、變形縫處結(jié)構(gòu)砼振搗，止水帶、止水條與結(jié)構(gòu)砼貼合不緊密。

4）仰拱施工時(shí)基底處理不完善，施工縫處沒有沖洗干凈，不完全鑿除浮碴，存在松散夾層，使得施工處砼結(jié)合不緊密，形成防水隱患。本隧道地下水壓力較大，地下水突破仰拱薄弱部位，形成滲漏病害。

3 ?隧道滲漏水的治理方法及施工關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)隧道滲漏產(chǎn)生機(jī)理及以往施工實(shí)踐，滲漏處治需遵循“排堵結(jié)合、剛?cè)嵯酀?jì)、因地制宜、綜合治理”的原則。

3.1 滲漏范圍大、嚴(yán)重段落的處治

滲漏范圍廣及滲水量大的隧道段落，通常是因?yàn)樗淼勒w防水系統(tǒng)受損嚴(yán)重，及襯砌后圍巖地下水補(bǔ)給豐富。為了增強(qiáng)處治滲漏的效果，先進(jìn)行一次系統(tǒng)的襯砌后壓漿回填后方進(jìn)行逐項(xiàng)處治，系統(tǒng)注漿以達(dá)到填實(shí)襯砌后貯水空間、切斷水體滲漏通道。

革郎隧道D2K362+970～D2K363+308段隧道漏點(diǎn)較多，滲漏水量大，采取了襯砌后系統(tǒng)回填注漿的處治措施，注漿主要采用原預(yù)留的注漿管，及部分新設(shè)注漿管以補(bǔ)充原預(yù)留注漿管的不足，注漿管穿透襯砌且深入噴射砼內(nèi)5cm為宜。注漿材料主要是水泥液漿并摻入膨脹劑或膨潤(rùn)土，個(gè)別隧道段落根據(jù)滲漏情況采用了水泥—水玻璃等快凝漿材。注漿時(shí)對(duì)壓力嚴(yán)格控制，以避免對(duì)隧道襯砌產(chǎn)生破壞。

3.2 明顯出水點(diǎn)，形成明流滲漏水的處治

對(duì)于有明顯出水點(diǎn)，形成明流的滲漏水，采用埋設(shè)排水管的方法將漏水引導(dǎo)排出。首先，用切割機(jī)在出水點(diǎn)周圍及水流路徑上切“梯”形溝槽，溝槽的切割寬度及深度要適應(yīng)擬埋設(shè)排水管的大小，如溝槽太寬則難以封堵，溝槽兩側(cè)易形成新的滲漏點(diǎn);如溝槽太深，在拱腰及拱頂?shù)奈恢锰庍M(jìn)行溝填補(bǔ)時(shí)，因填補(bǔ)材料重力下墜原因，而造成脫落及不密實(shí)，影響處理效果。

溝槽寬度為排水管體直徑加5cm及深度為管體半徑加4cm為宜;埋設(shè)的排水管采用軟質(zhì)PVC，PE管以順應(yīng)隧道洞身的弧度變化而管體不會(huì)破壞。本項(xiàng)目埋設(shè)的排水管為？準(zhǔn)50mm半管，即將？準(zhǔn)50mm管剖成兩半，清槽后平順扣于槽內(nèi)并固定，管內(nèi)可填充少量類如土工布條的吸水物質(zhì)，以起到集中吸附漏水不向管體四周擴(kuò)散的作用;最后采用環(huán)氧砂漿樹脂、錨固劑等快凝及具有防水性能的膠凝材料等將排水管周邊填實(shí)，溝槽外側(cè)2cm采用1：2水泥砂漿將溝槽抹平，最后在溝槽表面敷設(shè)寬50cm碳纖維布加強(qiáng)防水。

本項(xiàng)目鑿槽埋管處理滲漏水方案如圖1所示。

3.3 滲漏水點(diǎn)的處治

不密實(shí)的滲水部位先鉆設(shè)超過(guò)襯砌厚度2/3的深孔，采用高壓穩(wěn)壓灌漿的辦法壓注聚氨酯化學(xué)止水材料。然后鉆淺孔壓注改性低粘度環(huán)氧材料，隨后采用水泥基滲透結(jié)晶將滲漏點(diǎn)襯砌表表涂料刮二層，最后按襯砌表面裝飾要求粉刷涂刮。處治滲漏范圍需擴(kuò)大周邊50cm范圍，才能確保滲漏處治質(zhì)量，確保減少反復(fù)出現(xiàn)滲漏水的可能性，具體施工參數(shù)見圖2、圖3所示。

3.4 滲水?dāng)嗔芽p的處治

對(duì)滲水?dāng)嗔芽p，先采用鉆深孔（襯砌厚度2/3）斜穿裂縫灌漿堵漏的辦法處治，使裂縫不滲水，再用淺鉆孔（襯砌厚度1/3）灌注環(huán)氧的辦法對(duì)裂縫加固。滲水裂縫先行灌漿堵漏工序如下：

①將滲漏裂縫表面干凈。

②鉆孔：使用直徑為？準(zhǔn)14mm（或10mm）電鉆沿裂縫兩側(cè)鉆斜向裂縫的孔眼，鉆孔角度宜≤45°，孔眼距50cm左右，距裂縫10～15cm，鉆孔深度超過(guò)襯砌厚度2/3以上，但不得將結(jié)構(gòu)打穿（壁后灌漿除外），且穿過(guò)裂縫。

③清縫：向灌漿孔眼內(nèi)注入壓力水以清洗干凈孔眼及裂縫內(nèi)粉塵，直到裂縫處出水潔凈為止。采用高壓清洗機(jī)以6MPa的壓力注水。

④安裝灌漿嘴：把灌漿嘴安裝于鉆設(shè)的注漿孔眼上，灌漿嘴采用專用內(nèi)六角板手?jǐn)Q緊，灌漿嘴帶設(shè)置有膨脹橡膠，以填補(bǔ)灌漿嘴周邊的空隙，確保不漏漿。

⑤封縫：用環(huán)氧類快干水泥將滲漏水的裂縫封閉，以避免灌漿時(shí)少跑漿，并留置觀測(cè)口，以觀測(cè)灌漿效果。

⑥壓漿及壓力控制：采用高壓灌漿機(jī)向孔眼內(nèi)壓注化學(xué)灌漿料止水，注漿順序豎直方向按先下后上，水平方向上從一端開始向另一端單一逐孔順序進(jìn)行，壓漿至鄰孔出漿后保存壓力3～5min后，即可停止注漿，進(jìn)行下一相鄰孔壓漿。壓力控制在0.2～0.4MPa。對(duì)裂縫灌漿須在裂縫兩端頭各延長(zhǎng)50cm。確保整體治理效果。

⑦拆嘴及封口：完成壓灌檢查無(wú)漏壓漿孔眼后，拆除露出的灌漿嘴，清理干凈溢流在襯砌表面的漿液。然后用快干水泥填補(bǔ)灌漿口，進(jìn)行封口處理，再鉆設(shè)淺孔眼灌注環(huán)氧樹脂加固裂縫，最終對(duì)處治處表面進(jìn)行裝飾處理。

3.5 施工縫、變形縫滲漏水處治

①將滲水施工縫、變形縫的表面清理干凈。

②鉆孔：采用電鉆沿施工縫、變形縫兩側(cè)鉆設(shè)？準(zhǔn)14mm或10mm，且內(nèi)斜向縫隙的孔眼，孔眼角度宜小于45°?？籽凵疃瘸r砌厚度3/4，且穿過(guò)裂縫，但不能把襯砌打穿（壁后灌漿除外），如圖4所示。

③洗縫、埋嘴、封縫、拆嘴及封口：以上工序施工工藝及方法與滲水?dāng)嗔芽p的處治相同。

④安裝止水條效果不好的，需要在灌漿堵漏和加固后，在施工縫表面開槽2～3cm寬，2～3cm深，清理干凈保持干燥，用專用底涂液，再用塑性的聚氨酯密封膏材料來(lái)填塞，相當(dāng)于恢復(fù)止水條的效果。

⑤在處理區(qū)域的砼表面涂刷一層性改性聚胺酯，改性聚胺酯具有良好的伸縮性，其伸縮率高達(dá)300%，且干燥后的聚胺酯與襯砌砼具有良好粘貼性。當(dāng)施工縫、變形縫在外部原因影響下開裂或是沉降變形時(shí)，其良好的延伸性可起到保護(hù)作用，避免施工縫、變形縫再出現(xiàn)滲漏水。

⑥按原襯砌表面平整度及顏色恢復(fù)裝飾。

3.6 仰拱漏水的處治

革朗隧道仰拱滲漏水的處治與拱頂及墻身滲漏水的處治方法相同。因隧道襯砌后地下水的水壓力較大也是造隧道滲漏水較為嚴(yán)重的主要原因之一，故在隧道兩側(cè)排水溝下的仰拱處鉆設(shè)了適當(dāng)數(shù)量的？準(zhǔn)80mm排水減壓孔，減少了隧道其它部位的地下水壓力，降低了隧道滲漏程度。

3.7 排水系統(tǒng)管道堵塞的處治

由于圍巖裂縫水中鈣質(zhì)較多，系統(tǒng)排水管常被“水垢”堵塞，導(dǎo)致排水系統(tǒng)功能降低或失效，使得壓力增大的地下水突破襯砌結(jié)構(gòu)的薄弱部位滲流出來(lái)，形成病害。

在條件允許情況下采用人工將水垢直接清除。當(dāng)堵塞難以直接清除時(shí)，在排水系統(tǒng)的上游處注入化學(xué)除垢劑，使水垢軟化溶解后清除。并在部分管道在除垢劑清洗后，再用氣壓脈沖清洗法進(jìn)一步處理，即以氣和水為介質(zhì)，靠高速射流、可控脈沖所形成的物理波，對(duì)管壁水垢進(jìn)行沖擊和震動(dòng)，逐層剝落水垢和存積物并快速排除管外，達(dá)到清洗目的。

4 ?結(jié)束語(yǔ)

由于施工質(zhì)量控制不嚴(yán)、防水技術(shù)尚未完善及不良地質(zhì)等諸多因素的影響，隧道滲漏水為工程施工難以處治的痼疾。革朗隧道采取了上述的滲漏水處治措施，雖然科學(xué)有效地整治了隧道滲漏水病害，但做好隧道不滲不漏的關(guān)鍵在于嚴(yán)格質(zhì)量控制、施工工藝控制和科學(xué)、規(guī)范地組織施工，才能達(dá)到防患于未然，事半功倍，一勞永逸的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張東升.地鐵礦山法隧道滲漏水的原因分析及防治措施[J].建設(shè)管理，2014（5）.

[2]寧興華.隧道滲漏水的原因和治理方法[J].民營(yíng)科技，2014（9）.

[3]劉志鋒.淺析地鐵隧道滲漏水處理[J].科學(xué)之友，2011（5）.