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[摘要]由于隧道渗漏水,增加隧道内空气湿度,造成轨、通讯、照明等设施损坏,据铁路公务部门统计,漏水隧道钢轨的使用寿命约为正常状态下的1/2,所以对铁路隧道渗漏水的整治,刻不容缓。
[关键词]铁路隧道 渗漏水 现状 整治方法
中图分类号:TU4 文献标识码:A 文章编号:1 671—7597(2009)1010126—01
目前国内兴起客运专线建设高潮,由于客运专线工程质量标准高、要求严,特别是隧道工程,各工序施工必须符合设计和规范的要求。但是由于施工的不确定性,隧道结构往往产生局部缺陷,如局部渗漏水,响了结构外观质里。针对这一现象,笔者提出了自己的一些建议。
一、渗漏水原因分析
1,隧道穿越的山体岩性为石灰岩、灰岩,节理裂隙较发育,小型溶沟较多,地下水通道畅通,岩溶、裂隙等地下水丰富,涌水量大,造成隧道洞体周边有大量的水蓄积。
2,隧道防排水系统不完善。隧道虽然采用了复合式衬砌,但仅在拱部设有防水板,并且当二次衬砌产生贯穿性裂缝时,拱部防水板已经破坏失效。
3,两侧边墙没有铺设防水板,仅设有竖向盲管。岩体与混凝土的析出物、渣体极易堵塞管道,导致地下水没有出路,而沿衬砌施工缝和裂缝渗漏出来。
4,在混凝土施工过程中因施工环节及施工工序的搭接等原因造成混凝土施工不是一次性灌注完成,形成施工缝,局部会存在漏水现象。
5,隧道开挖基面不平整,以及初期支护的喷射混凝土厚度不足,造成防水板基面不平整,局部存在针状凸点,在混凝土浇注时,针状凸点戮破防水板,引起渗漏。
6,混凝土的干缩裂缝。这些裂缝大部分为环向施工缝,其产生的主要原因是在村砌施工过中,养护不到位,其深度很可能贯穿整个隧道村砌,对施工防水影响很大。
7,地质条件恶化。因围岩破碎、节理发育,使围岩饱含裂隙水,又因本地区雨水充足,地下水补给充分,使得隧道容易渗水。还由于受到软弱围岩松动压力,大变形岩体的挤压,相邻洞室开挖的影响,导致隧道结构变形或破坏。
8,隧道开挖成型差,村砌混凝土厚度严重不均匀:欠挖或初期支护侵入衬砌限界,造成衬砌混凝土厚度不足。个别隧道衬砌混凝土背后存在脱空现象。
9,在隧道拱顶部位,特别是刹尖部位,有明显的渗诵水孔眼,呈蜂窝状,地下水就从这些孔眼中渗出或流出,沿衬砌下流至隧道排水沟中。形成点漏的主要原因是在施工过程中,因刹尖部位捣固不密实或漏捣,造成混凝土内部疏松,形成孔眼。
10,混凝土大面积渗漏水,主要出现在混凝土拱部,边墙也有这种现象。形成大面积渗漏的主要原因是施工过程中采取先墙后拱的施工方法,使得在起拱线处形成施工缝,又在起拱线处,因边墙结束灌注,其残余拌合料中粗骨料居多,使得在捣固过程中,拇固不密实,形成孔眼,为地下水的渗出提供通道。
二、渗漏水解决措施
(一)大面积渗漏水。对于面状的大面积渗水,应先降低水位,尽量在无水的条件下作业,如因条件限制不能降水,需在渗漏水情况下直接进行操作时,则首先认真做好引水工作,逐步进行封堵,使面漏变成线漏,线漏变成点漏,最后按点的渗漏水治理方案进行堵漏防水。还有就是采用刮、刷、喷等工艺增设附加防水层的方法来解决的。从隧道内部做迎水面的附加防水层已不可能,所以就只能在背水面做内防水,这就要求防水层抗渗性好,凝结固化时间短,有一定的膨胀性或弹性,能在潮湿基面施工且必须与基层粘结牢固。
(二)点状渗漏水。对于点状的漏水,主要采用注浆堵水的方法。根据漏水的程度和产生漏水的原因的不同,可分别采用向村砌内注浆和向衬砌后的围岩或回填层注浆两种方式。对注浆材料的要求是:可灌性好、凝结时间可调、固结体强度高、抗渗性好、粘结力强、耐久性好、价格便宜、无毒无污染。但实际上一种材料要全部满足上述要求是不可能的,所以只能依据不同需要选用不同的材料。对于向村砌后的围岩或回填层注浆,一般使用水泥水玻璃浆液和双快水泥浆液。对于向衬砌内注浆则一般使用超细水泥浆液和以聚氨酯为代表的各种化学浆液。
(三)线状渗漏水。对于线状的三缝部位的渗漏水,主要是采用剔槽,加设排水盲沟,外加弹性密封材料封堵的方法。目前常用的密封材料有改性沥青密封膏,聚硫、硅酮、聚氨酯密封胶,和各种定型橡胶或膨胀橡胶止水条等。对密封材料的要求是:弹性好,与衬砌的粘结性好,抗渗性好,耐老化性好,价格便宜,施工简便。目前常用的密封材料在隧道中,由于基面潮湿,粘结性较难保证,而固化后其压缩恢复率又有一个逐渐下降的过程,所以其长期防水性能并不理想。而膨胀橡胶止水条,由于它是定型产品,外形尺寸很难正好适应三缝部位的需要,所以施工很困难。针对这一现状,我们开发了一种不定型的遇水膨胀型防水密封胶,遇水膨胀率可达50%~100%,兼具了一般密封胶施工方便和膨胀止水条遇水膨胀的优点,可以很好地适应治理隧道三缝部位渗漏水的需要。还有就是采用快速直接堵塞法。这种方法适用水压较小的慢、快和急流渗漏水。操作时沿裂缝剃八字形槽,洗干净后填充拌好的促凝型胶,挤压密实。经检查无漏水后,再抹素灰、水泥砂浆各一层并扫毛,待砂浆凝固后,再做防水层。
(四)丙凝法堵漏方法。这是一种有效的整治隧道漏水的新方法,它以丙烯酸胺为主剂,配以其他化学药剂(如二甲基双丙烯酸胺、p一二甲胺基丙睛、过硫酸按等)以水溶液状态注入地层或岩层中,发生聚合反应,形成具有弹性的不溶于水的聚合体,堵塞结构空隙,岩层裂缝,阻止水的通过,从而起到堵水的作用。
还有以下事项要注意:
1,在材料选择方面要选择经过工程实践证明的成熟产品,质量、规格和物理性能应符合标准、规范的规定要求,确定的材料要进行复测检验。
2,建筑设计方案方面,洞室的地面标高应略高于洞口外的地面标高,以便组织有效的排水系统。对于防水薄弱部位,如变形缝、穿墙管、沟坑等,应从建筑布置上为加强防水措施创造条件。
3,施工时,防水构造的施工应严格按照操作规程进行。主体结构和防水构造完工后,应及时回填,回填土应分层夯实。所有排水用的明沟、盲沟、天沟、虑层等,施工后应清理,以防堵塞。
渗漏水问题是隧道的常见病害。也是影响隧道运营安全的重大问题。文中对隧道渗漏水的危害及其原因进行了阐述,提出了预防和整治隧道渗漏水的若干措施。总之,只要做到了科学设计、合理选材、精心施工和高效管理,就能有效防治隧道渗漏水现象的发生。
[关键词]铁路隧道 渗漏水 现状 整治方法
中图分类号:TU4 文献标识码:A 文章编号:1 671—7597(2009)1010126—01
目前国内兴起客运专线建设高潮,由于客运专线工程质量标准高、要求严,特别是隧道工程,各工序施工必须符合设计和规范的要求。但是由于施工的不确定性,隧道结构往往产生局部缺陷,如局部渗漏水,响了结构外观质里。针对这一现象,笔者提出了自己的一些建议。
一、渗漏水原因分析
1,隧道穿越的山体岩性为石灰岩、灰岩,节理裂隙较发育,小型溶沟较多,地下水通道畅通,岩溶、裂隙等地下水丰富,涌水量大,造成隧道洞体周边有大量的水蓄积。
2,隧道防排水系统不完善。隧道虽然采用了复合式衬砌,但仅在拱部设有防水板,并且当二次衬砌产生贯穿性裂缝时,拱部防水板已经破坏失效。
3,两侧边墙没有铺设防水板,仅设有竖向盲管。岩体与混凝土的析出物、渣体极易堵塞管道,导致地下水没有出路,而沿衬砌施工缝和裂缝渗漏出来。
4,在混凝土施工过程中因施工环节及施工工序的搭接等原因造成混凝土施工不是一次性灌注完成,形成施工缝,局部会存在漏水现象。
5,隧道开挖基面不平整,以及初期支护的喷射混凝土厚度不足,造成防水板基面不平整,局部存在针状凸点,在混凝土浇注时,针状凸点戮破防水板,引起渗漏。
6,混凝土的干缩裂缝。这些裂缝大部分为环向施工缝,其产生的主要原因是在村砌施工过中,养护不到位,其深度很可能贯穿整个隧道村砌,对施工防水影响很大。
7,地质条件恶化。因围岩破碎、节理发育,使围岩饱含裂隙水,又因本地区雨水充足,地下水补给充分,使得隧道容易渗水。还由于受到软弱围岩松动压力,大变形岩体的挤压,相邻洞室开挖的影响,导致隧道结构变形或破坏。
8,隧道开挖成型差,村砌混凝土厚度严重不均匀:欠挖或初期支护侵入衬砌限界,造成衬砌混凝土厚度不足。个别隧道衬砌混凝土背后存在脱空现象。
9,在隧道拱顶部位,特别是刹尖部位,有明显的渗诵水孔眼,呈蜂窝状,地下水就从这些孔眼中渗出或流出,沿衬砌下流至隧道排水沟中。形成点漏的主要原因是在施工过程中,因刹尖部位捣固不密实或漏捣,造成混凝土内部疏松,形成孔眼。
10,混凝土大面积渗漏水,主要出现在混凝土拱部,边墙也有这种现象。形成大面积渗漏的主要原因是施工过程中采取先墙后拱的施工方法,使得在起拱线处形成施工缝,又在起拱线处,因边墙结束灌注,其残余拌合料中粗骨料居多,使得在捣固过程中,拇固不密实,形成孔眼,为地下水的渗出提供通道。
二、渗漏水解决措施
(一)大面积渗漏水。对于面状的大面积渗水,应先降低水位,尽量在无水的条件下作业,如因条件限制不能降水,需在渗漏水情况下直接进行操作时,则首先认真做好引水工作,逐步进行封堵,使面漏变成线漏,线漏变成点漏,最后按点的渗漏水治理方案进行堵漏防水。还有就是采用刮、刷、喷等工艺增设附加防水层的方法来解决的。从隧道内部做迎水面的附加防水层已不可能,所以就只能在背水面做内防水,这就要求防水层抗渗性好,凝结固化时间短,有一定的膨胀性或弹性,能在潮湿基面施工且必须与基层粘结牢固。
(二)点状渗漏水。对于点状的漏水,主要采用注浆堵水的方法。根据漏水的程度和产生漏水的原因的不同,可分别采用向村砌内注浆和向衬砌后的围岩或回填层注浆两种方式。对注浆材料的要求是:可灌性好、凝结时间可调、固结体强度高、抗渗性好、粘结力强、耐久性好、价格便宜、无毒无污染。但实际上一种材料要全部满足上述要求是不可能的,所以只能依据不同需要选用不同的材料。对于向村砌后的围岩或回填层注浆,一般使用水泥水玻璃浆液和双快水泥浆液。对于向衬砌内注浆则一般使用超细水泥浆液和以聚氨酯为代表的各种化学浆液。
(三)线状渗漏水。对于线状的三缝部位的渗漏水,主要是采用剔槽,加设排水盲沟,外加弹性密封材料封堵的方法。目前常用的密封材料有改性沥青密封膏,聚硫、硅酮、聚氨酯密封胶,和各种定型橡胶或膨胀橡胶止水条等。对密封材料的要求是:弹性好,与衬砌的粘结性好,抗渗性好,耐老化性好,价格便宜,施工简便。目前常用的密封材料在隧道中,由于基面潮湿,粘结性较难保证,而固化后其压缩恢复率又有一个逐渐下降的过程,所以其长期防水性能并不理想。而膨胀橡胶止水条,由于它是定型产品,外形尺寸很难正好适应三缝部位的需要,所以施工很困难。针对这一现状,我们开发了一种不定型的遇水膨胀型防水密封胶,遇水膨胀率可达50%~100%,兼具了一般密封胶施工方便和膨胀止水条遇水膨胀的优点,可以很好地适应治理隧道三缝部位渗漏水的需要。还有就是采用快速直接堵塞法。这种方法适用水压较小的慢、快和急流渗漏水。操作时沿裂缝剃八字形槽,洗干净后填充拌好的促凝型胶,挤压密实。经检查无漏水后,再抹素灰、水泥砂浆各一层并扫毛,待砂浆凝固后,再做防水层。
(四)丙凝法堵漏方法。这是一种有效的整治隧道漏水的新方法,它以丙烯酸胺为主剂,配以其他化学药剂(如二甲基双丙烯酸胺、p一二甲胺基丙睛、过硫酸按等)以水溶液状态注入地层或岩层中,发生聚合反应,形成具有弹性的不溶于水的聚合体,堵塞结构空隙,岩层裂缝,阻止水的通过,从而起到堵水的作用。
还有以下事项要注意:
1,在材料选择方面要选择经过工程实践证明的成熟产品,质量、规格和物理性能应符合标准、规范的规定要求,确定的材料要进行复测检验。
2,建筑设计方案方面,洞室的地面标高应略高于洞口外的地面标高,以便组织有效的排水系统。对于防水薄弱部位,如变形缝、穿墙管、沟坑等,应从建筑布置上为加强防水措施创造条件。
3,施工时,防水构造的施工应严格按照操作规程进行。主体结构和防水构造完工后,应及时回填,回填土应分层夯实。所有排水用的明沟、盲沟、天沟、虑层等,施工后应清理,以防堵塞。
渗漏水问题是隧道的常见病害。也是影响隧道运营安全的重大问题。文中对隧道渗漏水的危害及其原因进行了阐述,提出了预防和整治隧道渗漏水的若干措施。总之,只要做到了科学设计、合理选材、精心施工和高效管理,就能有效防治隧道渗漏水现象的发生。