隧道襯砌滲漏水整治措施研究

馬鵬達

【摘 要】隨著我國鐵路的高速發展，驗收標準和規范也不斷提高，施工中的外美內實和運營后安全可靠已經成為當下對鐵路工程最基本要求。但是受多重因素影響，鐵路施工缺陷整治已成為驗交前的重要一項內容，隧道襯砌常出現各類缺陷，對既有營運線路產生不利影響，重則影響生命財產安全。文章以南龍鐵路工程為背景，以后嶺下隧道襯砌、仰拱、底板滲漏水整治為例，通過分析襯砌滲漏水產生的原因，在此基礎上提出與工程實際情況相適應的整治措施，并確定了具體設計方案和施工方法，希望對今后隧道工程襯砌病害預防及整治起到一定的借鑒作用。

【關鍵詞】鐵路隧道;仰拱;底板;滲水

【中圖分類號】U457.2 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2022）02-0093-03

1 工程背景

后嶺下隧道位于福建省南平市境內，為新建合福鐵路聯絡線，燕尾式隧道。進口段為雙線隧道（長186 m），洞身及出口段為單線隧道，下行線隧道長4 200 m，上行線隧道長4 133.9 m。設計行車速度為160 km/h。

2 隧道地質情況

后嶺下隧道主要為淺埋段、斷層破碎帶，洞身圍巖以粉質黏土、全風化巖、強風化巖為主，頂板厚度小，巖體破碎，地表水、地下水發育，開挖時容易發生滲水現象，洞頂還容易坍塌，因此需要加強支護并做好相應的防水處理。

3 缺陷整治原則

？譹？訛根據實際的缺陷狀況采取監測并通過增設鋼筋、注漿等措施，對這些缺陷進行處理。？譺？訛對于檢測過程中發現的缺陷位置，需要使用儀器再次掃描進行驗證，進一步確定缺陷的實際位置與程度。？譻？訛經整治完畢的工程經檢驗后必須滿足鐵路隧道驗收規范要求。

4 襯砌（仰拱）滲漏水成因及處理方式

4.1 滲漏水原因

？譹？訛隧道內的地下水含量豐富，隧道裂隙發育，部分巖層含有裂隙水，施工防水板之前沒有對地下水進行注漿封堵或簡單處理，長期大量流水導致初期支護噴混凝土中水泥漿流失堵塞盲管，水頭上升導致襯砌滲漏水。？譺？訛隧道防水板的施工質量差出現破損現象，而且部分焊縫沒有焊牢固，存在較嚴重的破損[1]。？譻？訛施工中止水帶的質量不高，固定較差，澆筑混凝土時很容易出現卷起的現象，并沒有真正發揮到止水的作用。？譼？訛施工中對變形縫及裂縫處的混凝土振搗不到位，止水帶與其貼合性較差，地下水沿止水帶周邊混凝土滲出。？譽？訛初期支護滲漏水沒有及時有效進行引排或封堵，直接鋪設防水板，導致地下水在襯砌防排水薄弱處溢出。？譾？訛二次襯砌混凝土不密實、疏松、蜂窩麻面，在混凝土內形成排水通道。？譿？訛圍巖變形引起襯砌開裂，初期支護后存在空洞形成排水通道，出現漏水薄弱點[2]。

4.2 處理措施

（1）初期支護漏水。開挖期間地下水豐富，而施工中沒有對地下水進行注漿封堵，直接鋪設防水板造成排水盲管無法短期排除地下水，水壓上升造成出現二次襯砌、道床或施工縫滲漏水地段，考慮后期運營安全，應拆除二次襯砌，重新對地下水進行注漿封堵，注漿確認地下水得到有效封堵后重新施作排水系統及二次襯砌[3]。

（2）點漏、大面積滲漏水。整治措施：需要對存在缺陷的部位進行加密探測，確定范圍后，對存在漏水的部位或者是缺陷部位進行注漿封堵處理，將水集中排出[4]。

（3）環向施工縫滲漏水。整治措施：需要對漏水位置周邊的混凝土缺陷進行探測，如果發現存在較大的缺陷就需要返工處理，在返工處理之前需要對裂縫周邊的混凝土進行注漿操作，封堵完畢后，再沿著施工縫的位置進行排水。

（4）縱向施工縫滲漏水。整治措施：針對滲漏地段周邊的混凝土缺陷進行加密探測后，缺陷的位置進行返工處理，仰拱填充分2次澆筑的應先鑿除滲漏水區域第2層仰拱填充，先對施工縫附近的矮邊墻及仰拱填充滲漏區域進行注漿止水，然后對施工縫進行注漿，處理完畢后按照上述操作再次進行排水，重新澆筑的第2層仰拱填充前需進行進行植筋處理[5]。

（5）仰拱及底板滲漏水。在處理之前需要將第2層仰拱填充去除干凈，并通過采取電磁法對附近的漏水階段進行處理，漏水地段處理范圍大約是在出水點的附近100 m左右進行排查，然后對隧道施工質量進行加密探測，根據實際的探測狀況對仰拱填充施工缺陷進行處理，在注漿完成后，再沿施工縫的位置進行排水，做好植筋處理，重新澆筑第2層的仰拱填充。

4.3 環向施工縫滲漏水處理施工工藝及要求

？譹？訛核查隧道縱向盲管的疏通情況及襯砌施工質量，盲管未疏通的應采用高壓水管進行疏通，然后對襯砌拱墻混凝土進行加密探測，如果發現有缺陷的地方，則需要立即進行返工處理。？譺？訛在對環向施工縫周邊區域內進行鉆孔注漿止水處理過程中，鉆孔的間距需要控制在50 cm以下，深度要大于結構厚度的一半，孔徑不宜大于20 mm，灌漿材料采用水泥基灌漿材料（如圖1所示）。？譻？訛對環向施工縫進行注漿止水。鉆斜孔穿過結構至止水帶迎水面，并注入水泥基灌漿材料，鉆孔的間距為50～100 cm，在確定好漏水位置后，注漿范圍要在漏水位置的左右2 m處，對無法確定的漏水位置，需要沿著整個變形縫進行注漿操作。？譼？訛注漿壓力為0.3～0.5 MPa，現場進行注漿試驗確定注漿壓力和配比，防止壓力過大導致環向施工縫開裂、掉塊。？譽？訛注漿完畢后在施工縫處設置排水槽進行排水，排水槽采用切割機切割成內寬外窄的倒梯形結構。？譾？訛倒梯形槽內寬13 cm、外寬10 cm、深10 cm，對槽中的混凝土進行清理時要使用清水先對其周圍進行處理，并在槽中放入固定大小的半圓形波紋管，做好相應的固定操作后，迅速將已經調好的速凝型無機防水堵漏劑填入槽中，并使其高度高于槽，然后使用抹刀將這一部分抹平[6]。在凝固工作完成后，需要在槽底周圍使用已經調好的水泥基滲透結晶型防水涂料刮涂兩層防水層，用量需要控制在1.5 kg/m2以下，涂抹厚度應小于2.0 mm（如圖2所示）。

4.4 縱向施工縫滲漏水處理施工工藝及要求

（1）核查縱向盲管的疏通情況及仰拱填充施工質量，盲管未疏通的應采用高壓水管進行疏通，對仰拱、仰拱填充、矮邊墻、仰拱填充下虛砟進行加密探測，有缺陷的應先進行返工處理（含仰拱下有虛砟的地段）。

（2）對縱向施工縫周邊區域進行鉆孔注漿止水，鉆孔間距不宜大于50 cm，鉆孔深度不宜小于結構厚度的1/2，孔徑不宜大于20 mm，灌漿材料采用水泥基灌漿材料。

（3）對縱向施工縫進行注漿止水。鉆斜孔穿過結構至水帶迎水面，并注入水泥基灌漿材料，鉆孔間距宜為50～100 cm，對于查清漏水點位置的，注漿范圍為漏水部位前后各10 m范圍。

（4）注漿壓力為0.3～0.5 MPa，現場進行注漿試驗確定注漿壓力和配比，防止壓力過大導致環向施工縫開裂、掉塊。

（5）仰拱填充分2次澆筑的應先鑿除第2層仰拱填充，采用大型混凝土鑿毛機對第1層仰拱填充面表面進行鑿毛并清洗干凈，在結合面植入鋼筋（φ6 mm@400 mm×400 mm，L60 cm，錨入下部仰拱填充的長度位40 cm）。

（6）注漿及植筋完畢后在縱向施工縫及第1層仰拱填充面處（縱向間距為5 m）設置排水槽進行排水[7]。排水槽寬10 cm、深10 cm，在清除槽中的混凝土殘渣時，先需要使用清水清洗其周圍，并在槽中放入直徑為50 mm的半圓形PVC管，使用相應尺寸的金屬卡和射釘將其固定，然后使用已經調好的堵漏劑進行涂抹，對于高出槽的部分需要用抹刀抹平，排水槽末端接入中心排水溝進行引排，橫向排水槽引入中心排水溝內的排水坡度不小于2%（如圖3所示）。

4.5 拱墻襯砌表面大面積滲漏水整治施工工藝

（1）整治前先采用加密掃描和混凝土鉆芯的方式對混凝土缺陷進行加密檢測，有缺陷的應先進行混凝土缺陷整治。

（2）襯砌表面尤其是拱部大面積滲漏且有明水時，首先采取襯砌內淺層注漿止水，然后在基層的表面設置一層防水層，在基層的表面均勻地布置間距為200 mm×200 mm的孔，而且鉆孔的深度要保持小于結構的厚度一半，孔徑保持在30 mm，注漿材料采用聚氨酯灌漿材料。

（3）注漿工序將水集中完成后，在滲漏水集中處進行鉆孔引水，并在引水孔以下邊墻環向施工縫處鑿槽埋設直徑為50 mm的半圓形PVC管引排至隧道側溝，鉆孔深度至防水板表面，間距為22 m，孔徑為50 mm。

4.6 仰拱、底板滲漏水整治施工工藝及要求

處理前采用瞬變電磁法、雷達對仰拱滲漏水地段（排查范圍含出水點附近前后100 m范圍）進行排查，準確分析資料，確定地下水在仰拱下部出水點位置;對仰拱、仰拱填充、矮邊墻，施工縫、仰拱與仰拱填充結合面，兩層仰拱填充結合面，底板與找平層結合面，仰拱及底板下部虛砟等進行加密探測，同時核查施工縫處止水帶施工情況。

（1）對仰拱下部圍巖滲漏水點進行注漿封堵。檢測仰拱下部出水點后先進行注漿封堵。注漿范圍：縱向為出水點前后10 m范圍、滲漏水地段前后10 m范圍;橫向為整個道床范圍內。注漿鉆孔直徑為50 mm，間距為80 cm（橫向）×100 cm（縱向），注漿孔口設置采用馬牙扣形注漿管，直徑為60 mm，壁厚8 mm，管長50 cm。鉆孔后須清孔，并埋設注漿管。埋管前在馬牙扣處纏以黏有鉛油的麻絲，用大錘將鋼管打入孔內，使麻絲與孔壁充分擠壓緊密。

注漿漿液采用硫鋁酸鹽水泥漿，水灰比（重量比）為0.5∶1，注漿壓力為0.3～0.5 MPa。注漿順序：由周邊向中間。注漿結束標準：注漿壓力達到設計終壓后穩定10 min，注漿孔不進漿或很少進漿，即可結束注漿。注漿完畢后應對仰拱下孔洞及虛砟進行重新檢測，檢測仍存在缺陷的應補充注漿處理。

（2）錨桿加固。注漿完畢后經監測仰拱/底板下無空洞虛砟缺陷后再采用錨桿進行加固處理，錨桿在原注漿鉆孔位置設置，錨桿采用長5 m、直徑22 mm的砂漿錨桿，錨桿砂漿采用M30無收縮水泥砂漿，無砟軌道地段錨桿端部應與道床板縱向鋼筋進行焊接連接，焊接長度滿足規范要求[8]。

（3）仰拱及仰拱填充注漿。經加密檢測仰拱、仰拱填充存在施工缺陷（如混凝土不密實、疏松，仰拱與仰拱填充間存在虛砟，仰拱填充強度未達到通車強度的重車行走導致仰拱填充開裂等），應進行內注漿加固處理。注漿孔布置：間距為50 cm×50 cm，呈梅花形布置，鉆孔深度穿越缺陷范圍不小于10 cm，孔徑為20 mm。注漿范圍：加密檢測缺陷周邊外延3 m范圍內。注漿漿液：采用1∶1的超細硫鋁酸鹽水泥漿液。注漿壓力為0.3～0.5 MPa。注漿完成后應對缺陷進行重新檢測，沒有達到驗收規范要求時需重新補充注漿處理。

（4）切槽排水。注漿完成后，在滲漏水集中處，仰拱填充面環向施工縫、縱向施工縫處切槽引水，排水槽寬10 cm、深10 cm，在清除槽中的混凝土殘渣時，需要先用清水對周圍進行清洗，然后在其中放φ50 mm半圓形PVC管，使用金屬卡與射釘將其固定，操作完成后立馬涂上已經調好的堵漏劑，排水槽末端接入中心排水溝進行引排，橫向排水槽引入中心排水溝內的排水坡度不小于2%（如圖4所示）。

參 考 文 獻

[1]金成軍.鐵路隧道防水層施工技術和質量控制[J].2021（5）：91-92.

[2]滕召順.公路隧道工程中防水防滲施工技術的應用[J].交通世界，2021（8）：139-140.

[3]邵東華.高速鐵路營業線隧道襯砌缺陷整治技術研究[J].鐵道建筑技術，2019（S1）：113-117.

[4]胡昌慶，廖凱.淺談鐵路隧道防排水施工措施和建議[J].2021（8）：137.

[5]明冬雨，唐曌，王少鋒，等.水下淺埋無壓圓形隧道襯砌合理滲水模式分析[J].武漢大學學報（工學版），2021，54（4）：7.

[6]黃鑫，張福林，何慶姝，等.一種二次襯砌滲漏水綜合治理方法[P]：中國專利：CN111005743A，2020.

[7]呂剛，劉建友，岳嶺，等.一種隧道混凝土襯砌結構裂縫滲漏水處理方法[P].中國專利：CN111140264A，2020.

[8]關凱升.隧道初砌滲水掉塊等缺陷整治施工技術[J].2021（3）：73-76.