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，地形平坦開闊，地面高程488～494m，相對高差2～6m。地表水對混凝土結構無侵蝕性，地下水對混凝土結構無侵蝕性。

隧道主體結構為直墻拱形結構，采用明挖順作法施工，主體結構施工分拱墻連做、拱墻分做兩種方式。

圖1 隧道襯砌

1.1 地層巖性

隧區上覆第四系全新統人工填筑土卵石土、粉質黏土及沖洪積層軟粉質黏土；上更新統風積層成都黏土、軟黏土；上更新統冰水-流水堆積層粉質黏土、粉砂、中砂、卵石土。下伏基巖為白堊系上統灌口組泥巖。

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 水文地質特征

第四系孔隙潛水主要賦存于上更新統粉砂、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。枯水期地下水位埋深2～6m；汛期地下水埋深1～5m。中砂、卵石土滲透系數K=20～25m/d，為強透水層。隧道基本位于中砂、卵石土中。

1.3 防水設計概況

襯砌采用C35高性能防水混凝土，抗滲等級不低于P10。隧道采用以結構自防水為主，襯砌外側采用全環鋪設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。不設置洞內排水溝。

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

2 隧道滲漏水調查

2.1 調查目的

了解結構滲漏的部位、性質，摸清整治工作量，根據不同的滲漏情況選定對應的治理方法。

2.2 調查內容

（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、水壓等，繪制“結構滲漏平面展開圖”—見GB50208；

圖2 襯砌防水構造圖

（2）與滲漏有關的工程缺陷，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）發現滲漏的時間、發展的過程、滲漏量變化的規律；

（4）結構設計資料、防水方案和采用的工法及施工質量控制情況，對主體對結構滲漏原因進行分析；

（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，現濕痕處即為滲水處。

3 結構滲漏水情況及原因分析

根據滲漏點調查的結果，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查，按照滲漏水類型統計滲漏比率最大的為裂紋滲漏，占45.1%；按照滲漏水部位統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計滲漏比率最大的為拱墻分做段，占54.8%。

根據滲漏點分布統計分析，結合施工過程，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范、界面劑涂刷不規范等導致施工縫處成為防水的薄弱處，加之外包防水層局部破損，導致施工縫處滲漏。

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

（3）同一結構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裂紋或裂縫。隨著時間的推移，其水泥水化反應越完全，混凝土內部結構越致密，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墻混凝土，增量不一致，出現貫通裂紋。

（4）參建各方認識的局限性，第一次將明挖隧道全包防水理念付諸實施，對全包防水的認識、明挖轉入地下帶來的環境變化、材料的質量、設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）滲漏水治理應遵循“堵排結合、因地制宜、剛柔相濟、擇優選材，標本兼治、綜合治理”的原則。

（2）結構滲漏治理工作安排的原則：

滲漏水治理，應采用經過試驗、檢測和鑒定并經實踐檢驗質量可靠的新材料，行之有效的新技術、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構補強、加固統一考慮。

⑤符合環保的要求，盡量減少對周邊環境的影響。

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、抗拉強度和粘結強度的膠凝材料，通過注漿充填結構裂隙、孔隙，在加強結構強度的同時阻斷流水路徑，達到堵水目的。

5.2 堵漏材料的選擇

通過市場調查和實驗分析結果，注漿采用EAA高滲透性親水、水溶性固結環氧材料，具有高強度，強粘結力，收縮小，化學穩定性好和能在溫室條件下固化等優點，可迅速止水，加固裂縫，效果好。針頭采用高壓注漿止水針頭，填縫料采用改性環氧砂漿、堵漏靈或環氧膠泥等。

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采取堵排結合，拱部及道床底采取封堵措施、邊墻及道床兩側采取引排措施，并且注漿順序應從拱頂向兩側進行。

6.1.2 側墻變形縫引排措施

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

（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、水清洗槽身，埋設圓形中空排水盲管，盲管沿側墻延伸至電纜槽底部，埋設圓管將水引入消防槽中。

（3）表面封縫：

側墻盲管埋設后，用纖釘對稱釘牢并設置鋼絲網，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、道床間底板、道床與消防槽間底板上鉆孔引水，以降底水壓。鉆孔設置于變形縫兩側，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 排水通道設置

通過上述堵排結合措施后，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 施工縫及結構裂紋滲漏水治理

施工縫或結構出現裂紋導致滲漏水狀況，在施工縫裂紋部位沿縫鑿槽，清洗干凈，漏水較大部位埋設引水管，把縫內主要漏水引出縫外，對較小的滲漏水用快凝材料封堵，其余縫槽用埋管、注入EAA高滲透親水性固結環氧材料封堵治理。

對出現反復的施工縫，內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；外部在襯砌內施工縫兩側各40cm寬度范圍涂刷水泥基滲透結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（背水面）注漿，鉆孔根據滲漏水情況布置，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）當接縫比較干燥，只有極少量滲漏水時，使用親水性環氧漿液；（2）當滲漏水明顯時，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

對于規則裂縫等間距布嘴；

對于不規則裂縫在交叉點及端部布嘴。

（3）封 縫

使用堵漏靈膠泥或環氧膠泥等材料封縫，并可在表面涂刷環氧膠。

（4）在封縫完成并養護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）注漿嘴在灌漿結束48h后鏟除并用防水砂漿抹面并檢查。

7 結束語

本隧道2014年12月20日通車運營。滲漏水治理從2011年5月開始一直持續至通車運營后，經歷了覆土穩定、列車動載、停機坪動載、多年水位交替的考驗，現僅有新增裂紋滲水，滲漏水已基本得到治理，治理方法是成功的。防水是系統工程，設計階段及施工階段就必須高度重視防水設計和整治工作，防水設計和質量息息相關，及早和建設單位、設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，應根據具體地質情況進行分析，關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量及防水層的施工質量。

[1]《地下工程防水技術規范》（GB50108-2008）[S].

[2]《地下防水工程質量驗收規范》（GB50208-2011）[S].