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【摘要】渗漏是隧道常见病害,不仅影响隧道结构的耐久性,而且影响隧道的使用寿命和性能,尤其高寒地区隧道渗漏给铁路运营带来极大安全隐患。针对卧龙山隧道渗漏病害现状,进行了实地调查分析,提出了该隧道防排水系统的治理方案和施工工艺要求,刻为类似隧道病害治理提供经验借鉴。
【关键词】高寒地区;铁路隧道;渗漏水;治理方案;施工工艺
1.前言
渗漏是隧道常见病害,其带来的危害是很严重的,不仅损坏隧道内各种设施,而且影响铁路运营安全,在冰冻期内,冻胀病害对衬砌结构造成影响,降低隧道使用寿命,而滴水形成浮冰对铁路运行构成极大安全威胁。因此,在隧道施工过程中药严格实施规范可惜的施工方法和工程质量控制,发生渗漏水病害的隧道应及时调查分析,采取有效的治理措施,避免造成更大的经济损失。
2.工程概况
卧龙山隧道位于黑龙江省滨绥铁路线扩能改造中段,隧道全长6020米,单洞双线隧道,最冷月平均气温为-20℃,属高寒地区。卧龙山隧道于2008年竣工,运营后,隧道渗漏水严重,经人工堵缝后又说减缓,但仍严重影响隧道使用寿命及行车安全。
3.病害调查分析
欧龙山隧道渗漏水少部发生在衬砌环向施工缝,大部分发生于衬砌纵横裂缝处,根据雷达检测衬砌裂缝,原拱顶区域拱背填充不密实并形成大面积的空洞,从而使衬砌承受的围岩压力不均匀,侧墙承受大部分的围岩压力,因此在拱腰区域形成了拉力集中区,同时由于本隧道衬砌厚度不足,相应的强度和刚度均较低,这样易受拉开裂,形成裂隙主要集中在拱腰区域,这是导致本隧道开裂的主要原因,其次当时施工时防排水措施不足,导致围岩地下水缺乏合适的导流通道,不断积聚的水压增加了衬砌承受的压力,引发衬砌开裂,同时在渗漏水区域,冬季冻胀形成冻胀压力进一步对衬砌结构造成破坏,从而造成恶性循环。
4.治理方案
根据对卧龙山隧道病害的调查结果进行分析研究后,认为除对渗漏水处理外,应重新构造隧道排水系统,因原衬砌内部排水系统已被泥浆堵实,无法疏通,根据竣工文件描述及现场观察,卧龙山隧道地下水属层间裂隙水,主要补给来源为地表下渗,数量一般不大,故采用在漏水处凿槽下管形成环向排水,并在水沟电缆槽下部钻孔引水至电缆槽水沟,以降低衬砌背后水压,减轻渗漏水量。
4.1衬砌堵漏防水系统修补
卧龙山隧道衬砌防水结构采用的是复合衬砌防水,由于施工中未能保护好防水板,而由此渗漏的地方,加之粘接缝施工质量的问题,所以在较大范围内出现衬砌渗漏水现象。渗漏水处不一定是防水板破坏处,地下水可能沿二衬背后纵向移动,在有缺陷的混凝土处流入,故一味采用封堵的措施,会使水压增加,迫使地下水寻找新的出来,这也是以往封堵未能成功的主要原因。衬砌漏水现有施工缝环向漏水,开裂横缝漏水,点状漏水和局部面流4中,漏水部位有拱部和边墙之分。
4.2施工缝漏水治理
结合环向排水的要求,采用沿施工缝环向刻梯形槽,在槽底下设100mmPVC半管,用R-6材料补强嵌缝,R-2型堵漏防水剂涂刷2遍,辅以保温板,填充防水砂浆,R-3型防水涂料和无纺布处理。
4.3横向裂缝处理
横向裂缝本身是混凝土衬砌的严重缺陷,对结构受力是不利的,除采取堵水措施外还应考虑补强作用,故沿裂缝凿槽,间隔3米埋设注浆管,裂缝外涂抹环氧树脂2遍,后用双液浆注浆封堵。
4.4点状漏水处理
点状漏水一般出水较集中,先找到出水口,用电钻钻孔,将水用管导出;再在周围凿深3cm半径不小于15cm的圆形凹面,用R-2涂料涂刷2遍,用R-6封堵后,对于拱部点状漏水采用注R-4浆液,对于边墙水量较大的出水点可用凿槽引排至水沟电缆槽内。面流漏水是衬砌混凝土多种缺陷组合的结果,其中包括混凝土不密实或 夹有杂物等,除采用短管集水引排处理,凿槽封堵外,对于面渗流采用凿毛压堵得方法,总之采用排堵结合,水大排水小堵,拱部堵边墙排。
5.施工工艺要求
5.1施工缝处理
(1)沿开槽方向画锯槽线,用无齿锯锯出2条缝隙后,用移动空压机风镐沿缝凿除混凝土。
(2)用水冲洗槽内面,不得有粉渣。
(3)待检查后进行安装PVC半管。
(4)将R-6材料置入搅拌容器,按1:0.4的粉水比例加水拌合均匀,将拌制好的材料抹压在PVC半管需封堵处,每遍抹压厚度不得超过3cm,每抹压完毕后用水养护;配制的浆液应在失去塑性以前用完,随拌随用,不得与其他产品混合使用。
(5)抹压面硬化后应及时养护,时间不得小于3天,辅以保温板后,用R-6产品配制防水砂浆填充凿槽。
(6)待防水砂浆填充面干透或含水率不大于10%时,清理后将R-3材料均匀抹开,待表面干透后涂第二遍R-3材料同时辅以无纺布,不免保持平直,让下层R-3材料将布渗透;然后,刷第三遍R-3材料,表干后,涂第四遍R-3材料,同时辅以第二层无纺布,再涂R-3材料。
(7)防水层施工完毕后进行检查,对空鼓,褶皱,粘接不实现象及时处理。
5.2横缝漏水处理
(1)开槽用施工缝处理,在需要安装注浆管处用電钻钻孔,清孔后,插入注浆管,并用R-6材料封堵孔口,使之牢固。
(2)槽内如有水或难以干燥时,先在槽面上刷涂2遍R-2材料,每层间隔以不沾手为准,再用R-6材料封堵所开槽,并养护至要求的标准。
(3)在注浆管内注水,试水后,用注浆机注双液浆,注意控制注浆压力小于0.2MP,浆液充满缝隙从排气孔溢出时方为合格。
5.3点状漏水处理
(1)清除表面,寻找漏水点,凿毛漏水点周围表面。
(2)在漏水点钻孔安装注浆管,试水后注浆,或安装短注浆管并开槽引水。
(3)注浆结束或开槽引水结束,用R-2材料涂抹表面,后用R-6材料抹压。
5.4面流漏水处理
有关面流的开凿引水,钻孔注浆堵水同前所述。对于面渗水采用
(1) 凿毛渗水表面,清洗干净,表面难以干燥处涂抹2遍R-2材料,工艺要求同前。
(2) 用R-6材料配制防水砂浆,压抹凿毛处,使之与原衬砌平齐,并养护至要求。
(3) 用R-3材料做防水层,工艺要求同前。
5.结语
渗漏水整治费时费力,而且影响外观质量,对于隧道存在的渗漏水状况,只有在设计上高度重视,在施工中严格工艺控制,规范施工操作,杜绝偷工减料,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质量通病。
参考文献:
「1」 杨新安,黄宏伟.隧道病害与防治「M」上海:同济大学出版社。
「2」 郑晋文.关于隧道渗漏水处理研究「J」.科技情况开发与经济,2004
「3」 金海,关于隧道衬砌产生裂隙的原因及防治「J」.西部探矿工程
「4」 崔凌秋.寒冷地区隧道渗漏与病害综合防治技术探讨「J」.现代隧道技术。
【关键词】高寒地区;铁路隧道;渗漏水;治理方案;施工工艺
1.前言
渗漏是隧道常见病害,其带来的危害是很严重的,不仅损坏隧道内各种设施,而且影响铁路运营安全,在冰冻期内,冻胀病害对衬砌结构造成影响,降低隧道使用寿命,而滴水形成浮冰对铁路运行构成极大安全威胁。因此,在隧道施工过程中药严格实施规范可惜的施工方法和工程质量控制,发生渗漏水病害的隧道应及时调查分析,采取有效的治理措施,避免造成更大的经济损失。
2.工程概况
卧龙山隧道位于黑龙江省滨绥铁路线扩能改造中段,隧道全长6020米,单洞双线隧道,最冷月平均气温为-20℃,属高寒地区。卧龙山隧道于2008年竣工,运营后,隧道渗漏水严重,经人工堵缝后又说减缓,但仍严重影响隧道使用寿命及行车安全。
3.病害调查分析
欧龙山隧道渗漏水少部发生在衬砌环向施工缝,大部分发生于衬砌纵横裂缝处,根据雷达检测衬砌裂缝,原拱顶区域拱背填充不密实并形成大面积的空洞,从而使衬砌承受的围岩压力不均匀,侧墙承受大部分的围岩压力,因此在拱腰区域形成了拉力集中区,同时由于本隧道衬砌厚度不足,相应的强度和刚度均较低,这样易受拉开裂,形成裂隙主要集中在拱腰区域,这是导致本隧道开裂的主要原因,其次当时施工时防排水措施不足,导致围岩地下水缺乏合适的导流通道,不断积聚的水压增加了衬砌承受的压力,引发衬砌开裂,同时在渗漏水区域,冬季冻胀形成冻胀压力进一步对衬砌结构造成破坏,从而造成恶性循环。
4.治理方案
根据对卧龙山隧道病害的调查结果进行分析研究后,认为除对渗漏水处理外,应重新构造隧道排水系统,因原衬砌内部排水系统已被泥浆堵实,无法疏通,根据竣工文件描述及现场观察,卧龙山隧道地下水属层间裂隙水,主要补给来源为地表下渗,数量一般不大,故采用在漏水处凿槽下管形成环向排水,并在水沟电缆槽下部钻孔引水至电缆槽水沟,以降低衬砌背后水压,减轻渗漏水量。
4.1衬砌堵漏防水系统修补
卧龙山隧道衬砌防水结构采用的是复合衬砌防水,由于施工中未能保护好防水板,而由此渗漏的地方,加之粘接缝施工质量的问题,所以在较大范围内出现衬砌渗漏水现象。渗漏水处不一定是防水板破坏处,地下水可能沿二衬背后纵向移动,在有缺陷的混凝土处流入,故一味采用封堵的措施,会使水压增加,迫使地下水寻找新的出来,这也是以往封堵未能成功的主要原因。衬砌漏水现有施工缝环向漏水,开裂横缝漏水,点状漏水和局部面流4中,漏水部位有拱部和边墙之分。
4.2施工缝漏水治理
结合环向排水的要求,采用沿施工缝环向刻梯形槽,在槽底下设100mmPVC半管,用R-6材料补强嵌缝,R-2型堵漏防水剂涂刷2遍,辅以保温板,填充防水砂浆,R-3型防水涂料和无纺布处理。
4.3横向裂缝处理
横向裂缝本身是混凝土衬砌的严重缺陷,对结构受力是不利的,除采取堵水措施外还应考虑补强作用,故沿裂缝凿槽,间隔3米埋设注浆管,裂缝外涂抹环氧树脂2遍,后用双液浆注浆封堵。
4.4点状漏水处理
点状漏水一般出水较集中,先找到出水口,用电钻钻孔,将水用管导出;再在周围凿深3cm半径不小于15cm的圆形凹面,用R-2涂料涂刷2遍,用R-6封堵后,对于拱部点状漏水采用注R-4浆液,对于边墙水量较大的出水点可用凿槽引排至水沟电缆槽内。面流漏水是衬砌混凝土多种缺陷组合的结果,其中包括混凝土不密实或 夹有杂物等,除采用短管集水引排处理,凿槽封堵外,对于面渗流采用凿毛压堵得方法,总之采用排堵结合,水大排水小堵,拱部堵边墙排。
5.施工工艺要求
5.1施工缝处理
(1)沿开槽方向画锯槽线,用无齿锯锯出2条缝隙后,用移动空压机风镐沿缝凿除混凝土。
(2)用水冲洗槽内面,不得有粉渣。
(3)待检查后进行安装PVC半管。
(4)将R-6材料置入搅拌容器,按1:0.4的粉水比例加水拌合均匀,将拌制好的材料抹压在PVC半管需封堵处,每遍抹压厚度不得超过3cm,每抹压完毕后用水养护;配制的浆液应在失去塑性以前用完,随拌随用,不得与其他产品混合使用。
(5)抹压面硬化后应及时养护,时间不得小于3天,辅以保温板后,用R-6产品配制防水砂浆填充凿槽。
(6)待防水砂浆填充面干透或含水率不大于10%时,清理后将R-3材料均匀抹开,待表面干透后涂第二遍R-3材料同时辅以无纺布,不免保持平直,让下层R-3材料将布渗透;然后,刷第三遍R-3材料,表干后,涂第四遍R-3材料,同时辅以第二层无纺布,再涂R-3材料。
(7)防水层施工完毕后进行检查,对空鼓,褶皱,粘接不实现象及时处理。
5.2横缝漏水处理
(1)开槽用施工缝处理,在需要安装注浆管处用電钻钻孔,清孔后,插入注浆管,并用R-6材料封堵孔口,使之牢固。
(2)槽内如有水或难以干燥时,先在槽面上刷涂2遍R-2材料,每层间隔以不沾手为准,再用R-6材料封堵所开槽,并养护至要求的标准。
(3)在注浆管内注水,试水后,用注浆机注双液浆,注意控制注浆压力小于0.2MP,浆液充满缝隙从排气孔溢出时方为合格。
5.3点状漏水处理
(1)清除表面,寻找漏水点,凿毛漏水点周围表面。
(2)在漏水点钻孔安装注浆管,试水后注浆,或安装短注浆管并开槽引水。
(3)注浆结束或开槽引水结束,用R-2材料涂抹表面,后用R-6材料抹压。
5.4面流漏水处理
有关面流的开凿引水,钻孔注浆堵水同前所述。对于面渗水采用
(1) 凿毛渗水表面,清洗干净,表面难以干燥处涂抹2遍R-2材料,工艺要求同前。
(2) 用R-6材料配制防水砂浆,压抹凿毛处,使之与原衬砌平齐,并养护至要求。
(3) 用R-3材料做防水层,工艺要求同前。
5.结语
渗漏水整治费时费力,而且影响外观质量,对于隧道存在的渗漏水状况,只有在设计上高度重视,在施工中严格工艺控制,规范施工操作,杜绝偷工减料,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质量通病。
参考文献:
「1」 杨新安,黄宏伟.隧道病害与防治「M」上海:同济大学出版社。
「2」 郑晋文.关于隧道渗漏水处理研究「J」.科技情况开发与经济,2004
「3」 金海,关于隧道衬砌产生裂隙的原因及防治「J」.西部探矿工程
「4」 崔凌秋.寒冷地区隧道渗漏与病害综合防治技术探讨「J」.现代隧道技术。