鐵路隧道滲漏水原因及其治理措施

馮東林（蘭州鐵路局建設(shè)管理處，甘肅 蘭州 730000）

1 隧道滲漏水的主要原因

1.1 設(shè)計(jì)上的原因

1)對不穩(wěn)定的地基沒有進(jìn)行處理造成地基不均勻沉降，導(dǎo)致補(bǔ)砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)縫或隙，從而產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象。

2)由于某種原因,隧道設(shè)計(jì)在山溝破碎帶或斷裂帶上又未進(jìn)行防排水處理，地表水大量補(bǔ)給地下，最終造成隧道滲漏。

3)拆模時(shí)間過早或圍巖壓力過大，超過襯砌體的設(shè)計(jì)荷載等，都能使襯砌內(nèi)應(yīng)力超過其破壞強(qiáng)度而導(dǎo)致隙和縫。

1.2 施工上的原因

1)混凝土沒有按防水級配設(shè)計(jì)施工，在地下水壓力較大的地方，由于抗?jié)B標(biāo)號低于相應(yīng)水壓,從而出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。

2)混凝土搗固不密實(shí)，形成蜂窩，因而局部滲漏較多?；炷猎谟不^程中，由于多余水分(未起水化作用的游離水分)的蒸發(fā)，在混凝土中形成透水的開放性毛細(xì)管路，尤其是混凝土拌合物在沉降水過程中析出的一部分被擠向上面，一部分聚集在集料顆粒上面形成透水的管。

3)襯砌混凝土材料中有雜物，腐爛后形成縫隙或孔洞。

4)灌注混凝土?xí)r未加處理或處理不當(dāng)，產(chǎn)生結(jié)合不嚴(yán)的漏水縫隙。

5)先拱后墻或先墻后拱施工的拱墻連接處填不嚴(yán)，形成滲漏。

6)預(yù)留孔洞沒有按防水要求處理也會形成滲漏通道。

7)隧道開挖面基面不平整，以及初期支護(hù)的噴射混凝土厚度不足，造成防水張掛不平整[1]，局部存在針狀凸點(diǎn)，在混凝土澆筑時(shí)，針狀凸點(diǎn)戳破防水板，引起滲漏。

8)防水板、環(huán)向止水帶張掛時(shí)，不按照施工工藝固定，而采用射釘釘固形成孔眼，地下水從孔眼滲出或流出。

9)隧道開挖成型差，襯砌混凝土厚度嚴(yán)重不均勻，欠挖或初期支護(hù)侵入襯砌限界，造成襯砌混凝土厚度不足，個(gè)別隧道襯砌混凝土背后存在脫空現(xiàn)象。

1.3 襯砌周圍的天然水PH 值超標(biāo)對襯砌混凝土具有一定的腐蝕性，常見的有碳酸性、酸鹽性加鎂鹽性腐蝕。

2 漏水的表現(xiàn)方式

根據(jù)漏水處的水量和水壓的大小,隧道漏水表現(xiàn)方式大致可分為如下幾種:

1)滲潤:襯砌表面呈濕潤狀態(tài),并象冒汗一樣出現(xiàn)水珠。

2)滴水:拱部漏水成為水滴,不斷下滴。

3)流水:漏水呈明顯水流從裂隙中流出或拱部滴水成線。

4)噴(涌)水:水從襯砌裂隙中噴出。

3 整治隧道漏水的措施

整治漏水時(shí)充分發(fā)揮隧道原有排水系統(tǒng)的作用，排除其故障及改造其不足之處，并要與襯砌裂損的整治結(jié)合起來考慮。隧道治漏可用以下幾種措施:

1)整治措施A：在施工縫之間的襯砌表面滲漏水處進(jìn)行鑿槽填塞堵漏劑封堵，封堵采用摻加堵漏寶和水泥砂漿。裂縫較大滲水嚴(yán)重地段鑿槽封堵后再止水注漿，漿液選用博隆化學(xué)漿液。如圖1。

圖1 襯砌裂縫注漿補(bǔ)強(qiáng)示意圖

2)整治措施B：在滲漏水的施工縫處施做引排水暗槽。在引排水暗槽中，向圍巖方向鉆1.5m長?50 上揚(yáng)的引水孔。如圖2。

圖2 襯砌施工縫環(huán)向引水暗槽示意圖

3)整治措施C：對于裂縫且外鼓變形部位，采用錨桿加固。裂縫較大滲水嚴(yán)重地段鑿槽封堵后再止水注漿，漿液選用博隆化學(xué)漿液。如圖3。

圖3 襯砌裂縫鑿槽填塞加錨示意圖

4)整治措施D：對于拱部滲漏水較嚴(yán)重處，除了鑿槽封堵外，需壓注水泥漿，并進(jìn)行二次止水注漿，漿液選用博隆化學(xué)漿液。注漿壓力為0.2～0.5MPa。如圖4。

圖4 二次止水注漿示意圖

4 滲漏水處理施工工藝

1)檢查墻面，標(biāo)出滲漏水部位，根據(jù)滲漏水情況，確定處理方案。對于點(diǎn)及裂紋滲漏水的，采用鑿槽堵漏方案；對于面滲漏水的，視滲水輕重程度分別采用堵漏和注漿方案；對于施工縫的滲漏水，將采用注漿方案。但也不是絕對的,要根據(jù)具體情況，綜合分析漏水原因而采取最適宜的處理方案。

2)堵漏施工工藝

(1)對于裂縫滲漏水，沿裂縫剔鑿出寬深各為20mm、40mm的凹型槽，對于滲漏點(diǎn)，則以滲漏點(diǎn)為圓心鑿洞，孔洞直徑為10～30mm，深為20～40mm,孔洞盡量保持與基面垂直。另外，鑿連續(xù)墻槽縫要適當(dāng)加深加寬，按接縫兩邊的疏松程度而定。

(2)徹底清理并清洗凹型槽及孔洞。

(3)取適當(dāng)量的堵漏材料加水拌制成泥狀，搓成條形或錐形，迅速將膠泥堵漏到槽(洞)中，并用力擠壓密實(shí)，保持45～60 秒不動。

(4)對漏水情況嚴(yán)重的，將采用注漿施工方案。

3)注漿、引流施工工藝

注漿主要是在施工縫部位，該部位主要是由于澆筑混凝土?xí)r處在模板的端頭部位，部分施工縫處由于工人施工時(shí)操作不到位，混凝土不能完全密實(shí)填充，尤其在拱頂部位，該處的膨脹型止水條便起不到止水的作用，同樣，由于止水條安裝不規(guī)范，在施工縫整個(gè)斷面上，都會有漏水的可能，而這種情況也比較普遍，因此用采注漿的方法可達(dá)到較好的堵漏效果。

(1) 查滲漏點(diǎn)

將基層表面擦干，立即均勻撒一層干水泥，若表面有濕點(diǎn)或印濕線，即為漏水孔、縫從而確定滲漏部位。

(2)鑿眼及鉆孔

先以滲漏點(diǎn)為中心點(diǎn)鑿一直徑約100mm，深度約40mm的凹坑，再用沖擊鉆或?qū)Ｓ么蚩自O(shè)備，自滲漏點(diǎn)向混凝土內(nèi)打Φ20mm的孔，孔深200～300mm，以同樣的方法在同一斷面的拱頂部位打孔。

5 加強(qiáng)隧道防水及施工

5.1 防水混凝土防滲漏

混凝土是一種非均性材料，從微觀上看屬于多孔體，體內(nèi)含有許多大小不同的微細(xì)孔隙。這些孔隙或因不同分為施工孔隙(由于澆灌、振搗質(zhì)量的不良所引起)和構(gòu)造孔隙(由于配比不當(dāng)?shù)仍蛞餥2])。防水混凝土是從材料和施工兩方面抑制和減少混凝土內(nèi)部孔隙的生成，改變孔隙的特性(形狀和大小)，堵塞漏水通路提高混凝土本身密實(shí)性來達(dá)到防水的目的。它可分為防水混凝土、外加劑混凝土和膨脹水泥防水混凝土三種。

5.1.1 普通防水混凝土

普通防水混凝土是以調(diào)整配合比的方法來提高自身的密實(shí)度和抗?jié)B性的一種混凝土。要配制出質(zhì)量良好的防水混凝土，一定要遵循以下技術(shù)要求：

1)水灰比不得大于0.6。

2)混凝土的水泥用量不小于300kg/m3。

3)含砂率為30%～40%，灰砂比1 ∶2～1 ∶2.5。

5.1.2 外加劑防水混凝土

外加劑防水混凝土是依靠摻入少量有機(jī)或無機(jī)物外加劑來改混凝土的和易性，提高其密實(shí)性和抗?jié)B性，以適應(yīng)工程防水需要的一種混凝土。按所摻外加劑的種類不同可分為減水劑防水混凝土、加氣劑防水混凝土、三醇胺防水混凝土和化鐵防水混凝土。

1)防水混凝土

減水劑對水泥有強(qiáng)烈的分散作用，提高了混凝土的和易性。因此摻入減水劑后，可大大降低拌和用水，這樣就減少了游離子，可以改善混凝土孔隙的分布，其孔徑劑總孔隙率均顯著減少，混凝土的密實(shí)性和抗?jié)B性從而得提高。在使用時(shí)，木鈣、糖蜜的摻量占水泥重量的0.2%～0.3%，超過0.3%時(shí)，將使用混凝土強(qiáng)度降低劑過分緩凝。

2)加氣劑防水混凝土

3)三乙醇胺水防水混凝土

4)氯化鐵防水混凝土

氯化鐵防水劑的主要成分是三氯化鐵和氯化亞鐵，摻入適量的氯化鐵防水劑，可以大大提高混凝土的抗?jié)B透性。是幾種常用外加劑防水混凝土中抗?jié)B性最好的一種。

氯化鐵防水劑的摻量一般以3%為宜,摻量過多，對鋼筋銹蝕、混凝土干縮和凝結(jié)時(shí)間都有影響；摻量過少，則效果不顯著，水灰比應(yīng)不大于0.55，拌和水中應(yīng)扣除防水劑的含水量，水泥用量不少于310kg/m3，坍落度為3～5cm。冬季配置氯化鐵防水混凝土?xí)r，應(yīng)采用硅酸水泥,為了加速凝固，可將氯化鐵防水劑摻量適當(dāng)提高但不大于5%。

5.1.3 膨脹水泥混凝土

膨脹水泥混凝土依靠水泥本身在水化硬化過程中形成大量體積增強(qiáng)大的結(jié)晶體，并產(chǎn)生一定膨脹能來減少或消除混凝土的體積收縮提高混凝土的抗裂性，從而提高混凝土的防水的能力，這是一種從內(nèi)因解決混凝土抗?jié)B性的新途徑。

5.2 各種縫隙防漏

混凝土襯砌一般有三種縫隙，即施工縫、伸縮縫、沉降縫[3]。這些縫隙都是地下隧道滲漏的主要部位，必須注意處理。

1)施工縫是襯砌混凝土間歇灌注時(shí)造成的，是防水工程的薄弱環(huán)節(jié)之一。一般在灌注第二次混凝土前，將第一次襯砌接頭表面刷洗干凈，鋪上20～25m 厚的水泥砂漿。

2)沉降縫又稱變形縫，是為防止不均勻沉降引起襯砌的開裂而設(shè)置的。伸縮縫是考慮混凝土的熱脹冷縮而設(shè)置的縫隙。這兩種縫隙也是滲漏水的主要通道。防水措施有瀝青防水、瀝青木板或橡膠帶防水等方法。其中橡膠防水適用要求較嚴(yán)的襯砌工程。

5.3 疏排水

對一般性圍巖裂隙滲水，采用相應(yīng)的疏排水措施，將地下水引出，減輕地下水對襯砌結(jié)構(gòu)的壓力，有利于更好地進(jìn)行防水，具體方式常采用盲溝、洞內(nèi)排水溝及沉井等。

6 防水混凝土工程的施工

防水混凝土工程質(zhì)量的好壞不僅取決于混凝土本身及其配比，而且施工過程中的各種工序?qū)ζ滟|(zhì)量有一定的影響,因此施工時(shí)，必須嚴(yán)格控制施工環(huán)節(jié)，避免一切可能造成滲漏的隱患。

1)材料配合比必須認(rèn)真按設(shè)計(jì)要求確定。

2)嚴(yán)格檢查、化驗(yàn)各種原材料,確保材料質(zhì)量。

3)防水混凝土施工，應(yīng)盡可能一次澆灌完成，盡可能加長每次砌長度，以減少施工縫。

4)做好基坑排水工作，嚴(yán)防地下水及地面水流入基坑造成積水，影響混凝土正常硬化，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度及抗?jié)B性下降。

5)混凝土運(yùn)輸過程中，要防止產(chǎn)生離析和坍落度損失。

6)混凝土必須振搗密實(shí)，采用機(jī)械振搗時(shí)插入式振搗器插入，間距不超過有效半徑的1.5 倍，要避免欠振、漏振和過振，要避免振搗器觸及模板、止水帶及埋設(shè)件等。

7)加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)，為防止混凝土表面出現(xiàn)裂縫，不宜過早拆模。

7 結(jié)語

通過施工實(shí)踐，采取上述施工技術(shù)，很好地控制了結(jié)構(gòu)的滲漏水現(xiàn)象，為同類隧道工程結(jié)構(gòu)的滲漏水處理積累了一些經(jīng)驗(yàn)。隧道防水，除了施工和技術(shù)方面的因素外，加強(qiáng)管理也是一個(gè)至關(guān)重要的因素。用長遠(yuǎn)發(fā)展的眼光看，只有加強(qiáng)管理，努力提高整體技術(shù)水平，才能保證工期，創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程，才能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，企業(yè)才能得以發(fā)展。

[1]《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》(GB 50108—2001)—中國工業(yè)出版社出版

[2]《建筑材料標(biāo)準(zhǔn)匯編—建筑防水材料2003》—中國標(biāo)準(zhǔn)出版社出版

[3]公路隧道施工.人民交通出版社,2001.