隧道渗漏水预防治理

1热烈祝贺中铁隧道集团二处有限公司首届科技大会胜利召开!2隧道渗漏水病害的预防与治理3摘要渗漏水病害是危及隧道结构和运营安全的一种常见的病害,本文分析了隧道渗漏水病害发生的原因、预防及治理措施。关键词：隧道渗漏水预防治理4隧道渗漏水是国内外隧道常见病害之一，有关资料统计，1990年，日本建成通车的公路隧道6705座，总长1970km，其中运行条件恶化隧道占23.9%，大部分为隧道衬砌开裂渗漏水；我国2019年，铁路隧道5000多座，总长2500km，其中因渗漏水影响运营的达1502座，占隧道总数的30%。※※※※前言※※※※5●渗漏水型式-拱部漏水-边墙淌水-三缝（施工缝、变形缝、砼裂缝）渗漏水-隧底道床及路面积水-隧底翻浆冒泥6●渗漏水的危害-钢轨、通讯、照明等设施的损坏-直接危及隧道的使用功能，造成不应有的交通事故-破坏混凝土的结构，减少了隧道的使用寿命-降低地下水位，对生态环境造成破坏7由于隧道渗漏水的普遍性和严重的危害性，引起了工程界的高度重视，不少专家学者和科研单位，对此进行了研究。近年来，中铁隧道集团公司科研所也结合工程实践，对隧道渗漏水发生的原因、预防措施和治理技术等方面进行了研究，并成功地整治了多座隧道，取得了一定的成绩。8隧道渗漏水产生的原因是多方面的，有客观存在的原因，但更多的是人为因素造成的。分析隧道渗漏水发生的原因，有利于有针对性的预防和整治。※※※※隧道渗漏水发生的原因分析※※※※9隧道的开挖，在原有地层中形成了一个“空洞”，破坏了原地下水的平衡状态，形成了地下水的低压力区，改变了地下水的地下径流方向，向着开挖后的隧道方向汇集。研究表明，隧道开挖后，在隧道周围一定范围内形成了围岩松动区，在此范围内，由于地层的原始地应力的调整，围岩产生变形，裂缝张开，从而使地下水沿张开裂缝流入隧道，而在离隧道开挖轮廓线较远处，地层未受到扰动，地下水的径流路线仍按原来的规律进行技术措施。●原因之一隧道的开挖使地下水渗流场发生了改变，隧道周边的地下水集中向隧道方向排泄。10长期以来，人们对隧道渗漏水的病害的危害性认识不足，因此在隧道设计上存在重结构、轻防水的倾向。许多设计人员对结构强度、刚度及稳定度进行多次计算、验算（这是很必要的），但除了水沟断面尺寸外，很少有人对防排水进行计算，即使在高水压地段水压值的计算，也只是考虑结构设计的需要。对隧道防水最薄弱的底部，即使软岩或遇水易软化的岩石（如泥岩），既不设仰拱，又不铺底，放任地下水侵入道床，形成翻浆冒泥，危及行车安全。施工缝、变形缝处理材料只是按工程类比法（有些比较还并不同类）选用，很少按材料性能，地下水压力等进行计算等等。●原因之二隧道防排水设计上存在诸多漏洞。11●原因之三隧道施工质量控制不佳，是隧道渗漏水发生的主要因素。一、防水混凝土未达到预期的防水效果主要是目前的防水混凝土施工中，违规作业的现象时有发生，导致混凝土质量差。1不按设计配合比配制防水混凝土，特别是随意加水的现象并不罕见。2不按规定浇筑混凝土。在浇筑高度大于2m的情况下，不采取任何措施进行浇筑，造成混凝土离析。3未按规定进行混凝土振捣，致使混凝土不密实。4拆模时间过早。5未按规定的时间养护。12二、施工缝、变形缝处理时，操作不细，防水材料形同虚设。主要是在实际施工中，存在着马虎、粗糙的现象：1中埋式止水带固定不牢，浇筑混凝土时有卷起现象。2止水条安放不规范，不按规定镶入槽内，而是随意粘贴或钉在接头混凝土表面，造成扭曲、变形；即使设了镶嵌槽，也不把灰土和浮碴清理干净。3施工缝、变形缝处混凝土振捣不到位，止水带和止水条与混凝土不密贴。由于以上原因，隧道建成后施工缝、变形缝渗漏水几率最高，有关资料表明，施工缝、变形缝渗漏水占隧道总渗漏水的60%以上，个别工程甚至出现“见缝必漏、无缝不漏”的现象，不得不花费高昂的代价进行整治。目前的防水混凝土施工中，违规作业的现象时有发生，导致混凝土质量差。13三、隧道基底处理不到位，地下水隐蔽在底板以下，造成隐患。隧道底板是防水最薄弱的部位，在以往的隧道设计中，底板不采取任何防排水措施，仅靠仰拱或铺底混凝土进行防水。但施工中经常出现漏洞，主要是基底处理不干净，有残留的泥水，在浇筑时，混凝土不能和地层紧密结合，中间存在泥沙夹层，影响了混凝土的质量，给防水造成了很大的隐患。隧道运营后，在列车动载及冲击荷载的作用下，隧道底板破裂，地下泥水便从下面冒出，轨道变形，直接危及行车安全。14四、塑料防水板千疮百孔，防水只是一句空话。塑料防水板是复合衬砌结构防水中一道重要的防线，塑料防水板从选材到无钉铺设、机械双焊缝等施工工艺都有了长足进步，塑料防水板在许多工程上都起到了防水、抗裂的作用。但就在目前，塑料防水板的铺设也不尽人意。1不采用无钉铺设工艺，仍用“铁钉”将塑料板钉在铺设基面上，而对穿透的钉孔不做任何处理。2焊接工艺不过关，漏焊、焊穿现象仍有发生。3对铺设好的塑料防水板保护不够、防水板被扎破、烧破，在二次衬砌前也很少对破损处修补。对于塑料板的破损，有人讲，“打把破伞总比不打伞好”。实际上，塑料板与二衬混凝土之间不会粘贴，总留有透水间隙，只要塑料板漏水，就会一漏百漏，而且治理时寻找水源也非常困难。15五、隧道排水形不成体系，不能有效地排除衬砌背后的积水。隧道与地下工程防水原则是：“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”。因此有限制地排出衬砌背后的地下水，减小地下水对衬砌的压力，也是结构防水的关键所在。但目前隧道施工中，虽也建立了防排水体系，但由于种种原因，常使体系功能失效，如在二衬或注浆施工中，由于对排水盲沟、盲管未进行有效的保护，砂浆、浆液堵塞了盲沟、盲管，起不到排水作用；有的不设泄水孔或泄水孔堵塞，上部盲沟、盲管的水排不到排水沟中。这样，衬砌背后地下水越积越多，就在衬砌薄弱地方渗流排泄出来。16●原因之四防水材料选择失当，不能满足长期防水需要。近几年来，隧道与地下工程防水材料迅速发展，防水注浆材料、混凝土外加剂、各种止水带、止水条、嵌缝防水腻子、渗透结晶型材料等，应有尽有。在众多生产厂家蜂拥而至的情况下，难免会发生鱼目混珠的情况。有些标称为橡胶防水腻子中根本无橡胶成份，抗水性极差，在水中浸泡很短时间便崩解；有些厂家生产的双面复合无纺布的塑料防水板，边上厚、中间薄，更有甚者，中间仅是两层无纺布复合，根本就没有塑料板；止水带、止水条的橡胶成份低，力学性能达不到使用要求；排水盲管刚度小，混凝土浇筑压力将其挤扁等等。虽然这些伪劣产品不是材料的主流，但如果不认真鉴别，不认真选择，一旦使用，定将后患无穷。17※※※※隧道渗漏水病害的预防※※※※隧道渗漏水发生的原因是多方面的，而且人为因素占主导地位，为了减少隧道渗漏水病害的发生，就必须采取相应的预防措施。18-设多道防线防水-重视防水混凝土的抗渗等级和其它技术指标-重视塑料防水板的材料及性能-重视接缝及预埋件的防水材料及性能指标-隧道的内、外（明、暗）排水系统、材料及性能指标●措施之一重视隧道防排水设计工作，完善隧道防排水设计。19-浅埋隧道上方的洼地要填平，减少池塘或沟渠水下渗。-减少开挖对地层的扰动-在高压、富水、破碎、软弱围岩地段，开挖前进行全断面或帷幕注浆●措施之二尽量隔断或减少地下水向隧道方向的渗流。20-严格按防排水设计和施工规范进行施工-强化隐蔽工程的检查验收制度-有防排水工程施工经验的人组织和进行施工●措施之三强化防排水工程施工管理，确保防排水工程质量。21为使隧道防水可靠，必须在众多的防水材料中进行试验、检验，挑选出物理力学性能满足防水要求、稳定性及耐久性好的，用于防排水工程之中。●措施之四选用物理力学性能满足防水要求、稳定性及耐久性的防水材料。22※※※※隧道渗漏水的治理※※※※隧道渗漏水型式多种多样，但其渗漏水机理是一致的，即渗水处与结构外地层存在水力联系或结构存在渗水通道。渗漏水治理时需仔细分析渗漏水成因，从根本入手，采取针对性的措施，遵循“排堵结合、刚柔相济、因地制宜、综合治理”的原则。23-施工缝“以堵为主”，清洗槽内杂物，埋设φ6~φ8注浆管注浆。-混凝土裂缝可直接埋设注浆管注浆。-环向缝自下而上注浆。-如针注后仍有渗漏或存在渗漏隐患之处应凿槽引排。●治理措施之一施工缝及混凝土裂缝渗漏水治理。24-凿槽埋管进行引排-沿变形缝台阶形切槽连通排水通道-清除槽底杂物-窄槽底部嵌入止水条-外用柔性防水材料封堵-嵌入透水弹簧盲管，用PVC半管封盖，盲管同槽壁间空隙用防水腻子密封-防水砂浆等材料封堵并抹平沟槽●治理措施之二变形缝渗漏水治理。25●治理措施之三大面积渗漏水治理。-衬砌背后从低向高回填注浆-渗漏处混凝土表面针注超细水泥浆或环氧树脂等化学浆液-充填混凝土内部空隙及细小裂缝，采用水泥基结晶渗透型防水材料涂抹26●治理措施之四基底渗漏水及翻浆冒泥的治理。-加深洞内排水沟-铺设横向盲沟、盲管将水引入排水沟中-回填加固注浆27●治理措施之五特殊部位渗漏水治理。-针注超细水泥浆或水溶性聚胺脂等可注性较好的材料-周边凿开，在螺栓或预埋件上套遇水膨胀橡胶圈，用防水砂浆抹平-表面再采用水泥基结晶材料进行处理28※※※※工程实例※※※※大垭口隧道病害治理前大垭口隧道病害治理后●工程实例之一万开公路大垭口隧道病害治理29●工程实例之二深圳宝安南人行地下通道渗漏水治理30●工程实例之三郑州火车站旅客地道渗漏水治理31●工程实例之四西合线磨沟岭隧道渗漏水治理32对于隧道及地下工程普遍的渗漏水状况，其彻底消除的关键在于施工控制，只有严格工艺控制，规范施工操作，才能防患于未然，做到一劳永逸，从而真正达到节约成本、优质高效的工程目标，使渗漏水不再是隧道及地下结构的通病。随着地下工程技术的发展及防水技术的进一步完善，在广大工程技术人员的高度重视及共同努力下，相信不久的将来地下工程的防水状况会发生日新月异的变化。※※※※结束语※※※※33谢谢观阅