水工隧洞的渗漏与综合治理

摘要：在选择治理方案时，要结合隧洞的地质条件、运行方式、经济成本、具体病害特征及可能带来的后果综合确定，以达到最佳的技术经济效益。应不断总结工程实践经验，对防止水工隧洞渗漏的设计方法、措施和处理方案进一步完善和提高。本文分析了水工隧洞渗漏的原因，阐述了水工隧洞渗漏处理的原则，探讨了水工隧洞渗漏综合治理措施。

关键词：水工隧洞；渗漏；综合治理；措施

中图分类号： TV672+.1 文献标识码： A 文章编号：

水工隧洞是以输水为目的，在岩石、土体中通过开挖形成的隧洞，大量应用于水力发电、灌溉、供水等工程，其中以跨流域引水工程应用最多。在我国建成的和在建的水工隧洞中，渗漏是最常见的主要病害之一。

一、水工隧洞渗漏成因的分析

隧洞渗漏的种类很多，要根本解决问题，还是需要从渗漏的形成原因入手。具体分析如下：

1、隧洞开挖后，在隧洞周围一定范围内形成了围岩松动区。在此范围内，由于地层原始地应力的调整，围岩产生变形，裂缝张开，从而使地下水沿张开裂缝流入隧洞。

2、隧洞防排水设计上存在诸多漏洞。长期以来，人们对隧洞渗漏水病害的危害性认识不足，在隧洞设计上存在重结构、轻防水的倾向。

3、隧洞施工质量控制不佳，是隧洞渗漏水发生的主要因素。

二、水工隧洞渗漏处理的原则

1、渗漏处理应遵循防水和排水相结合，“上截下排，先排后堵，以截为主，以排为辅”的基本原则。按先止漏、排水，然后再设置永久防水层两个步骤完成。防渗和排水设计的原则是堵# 如防渗结构、封闭外水水源、固结灌浆& 、截# 如设防渗帷幕& 、排# 排水孔、排水幕、结构外排水管& 等综合治理。

2、 对伴有地下水活动的不良地质洞段，特别是高压水应按截断水源、引排涌水、降低围岩透水性的原则采取相应工程措施，并以引排为主。

3、防水堵漏应尽可能靠近渗漏源头。这样可以直接止住渗漏，防止渗漏水对结构物的侵蚀和溶蚀，降低内部渗透压力，有利于建筑物稳定。对于复杂的散渗点或渗漏缝群，堵住渗水源头，可能会止住多个散渗点或裂缝的渗漏。渗漏宜在迎水面封堵，不影响结构安全时也可在背水面封堵。

4、 水工隧洞混凝土衬砌的质量缺陷，应采取恢复整体性和加强耐久性的修补措施，以防渗为重点。防渗措施可从三个方面着手，其一，修复现有混凝土衬砌缺陷，提高其抗渗性能；其二，加强围岩的防渗性能；其三，增加混凝土内防渗措施。

5、选择修补材料时，要考虑修补材料不能对水质产生污染。修补材料在特定环境下应与被修补体材料具有较好的相容性和耐久性

三、渗漏综合治理的方法

1、 点渗漏的处理

当水压不大( < 0.1 MPa) 时, 可采用直接堵漏法。把漏水孔壁凿成上大下小的楔形槽, 并冲洗干净。将快凝止水灰浆塞入孔内, 以堵住漏水。表面可选用水泥防水砂浆、聚合物水泥砂浆或树脂砂浆进行保护。对水压较大, 漏水量较多的渗漏孔, 把渗水处凿成圆孔, 将铁管插入孔中, 铁管四周用快凝止水砂浆封堵, 凝固后将裹有棉纱的木楔打入铁管堵水, 最后用防水砂浆层覆盖保护; 也可用灌浆方法进行集中渗漏处理, 灌浆材料可以用水泥、超细水泥、丙凝、丙烯酸盐、氰凝和水溶性聚氨酯类等, 灌浆压力的选择与孔洞大小、静水压力、浆液粘度、总灌浆量有关, 一般灌浆压力为0.2- 0.4 MPa, 也可根据试验确定。

2、大面积渗漏的处理

处理大面积渗漏, 一般选用防水修补材料把渗水混凝土表面进行覆盖封闭。对于混凝土密实度较差或网状深层裂缝产生的渗漏也可以采用水泥灌浆和化学灌浆方法处理。喷射混凝土( 砂浆) 适用于迎水面大面积面渗处理。处理时, 应先对衬砌混凝土进行导渗降压, 即在漏水较严重处凿孔导水, 降低混凝土内部的渗水压力, 以便在混凝土表面进行防渗施工。常用修补材料有各种有机或无机防水涂膜材料、水泥防水砂浆、水泥基渗透结晶型防水材料、聚合物水泥砂浆、钢丝网喷浆、环氧玻璃钢等。

3、变形缝渗漏的处理

处理变形缝止水结构失效而造成的渗漏常用嵌填止水密封材料、粘贴或锚固防水片材和化学灌浆堵漏等方法。渗漏处理应先止漏后修补, 止漏可采用直接堵塞法、导渗堵塞法。嵌缝施工时应注意不得使密封材料和凹槽底部混凝土粘结, 否则缝的伸缩变形会拉开密封材料。嵌缝密封材料主要有GB 止水材料、SR塑性止水材料、双组份聚硫密封膏、聚氨酯嵌缝材料、遇水膨胀橡胶止水材料、自粘性橡胶密封带、橡胶改性沥青嵌缝油膏、聚氯乙烯防渗胶泥等。防水片材有氯丁橡胶片材、三元乙丙橡胶片材、聚氯乙烯片材、橡胶布等。

灌浆止漏可采用化学灌浆法, 根据渗漏情况进行全缝或局部灌浆。钻孔可骑缝也可以从缝两侧钻斜孔。对于环向封闭变形缝, 灌浆以底面􀀁 侧面􀀁 顶面顺序进行; 对于竖向变形缝沿自下而上顺序灌浆; 对于水平缝则由一侧灌向另一侧。灌浆材料可选用氰凝、丙凝、丙烯酸盐类、水溶性聚氨酯等化学浆材。灌浆压力一般为0.3-0.5MPa。

4、施工缝的渗漏处理

（ 1） 处理的特点：

砼衬砌较一般地下工程厚，且周边围岩裂隙水丰富，在无防水措施的条件下进行砼浇筑、其衬砌砼与围岩之间的空隙有一定的连通性。在进行化学注浆补强止水处理时，如控制不当，浆液沿施工缝裂隙面流过，而不是充填饱满缝隙，不但影响处理效果，同时造成材料的浪费。实践表明，采用水泥和化学材料复合灌浆措施，在浆材、设备和工艺及参数择用恰当的条件下、补强处理可以达到预期的效果。可采用加入复合的E N A 改性剂和表面处理剂的E A A 环氧材料。材料具有粘度低、润湿性强、综合力学性能强度高、耐老化、无毒的特性。对水有良好的亲和性，能克服被粘物界面的水膜对固体进行粘结。

（ 2） 施工方法

沿缝开“V ”型槽，槽深×宽为4~5 ×4~5cm ；沿缝钻骑缝孔，孔距40cm，孔径25~28mm，孔深约5 5 c m，（设E A A 浆液的扩散半径为20~25cm）； 清缝、清孔，达到孔内、槽缝无泥垢、碎碴；在孔内布置注浆管及排气管，注浆管长约4 5 c m ，管径1 8 m m ；排气管长约1 0 c m ，管径8 m m ；采用速凝水泥嵌缝、埋管，要求嵌入均匀，孔内压贴密实、平整，不得有渗漏；注入丙酮浆液， 记录注浆压力和注浆量； 注入E A A 环氧浆液，注浆第一次压力0 . 8 M p a ，

第二次重复注浆1 . 0 M p a ，采用逐级升压施灌；注浆结束标准以达到结束压力后，恒压1 0 ~ 1 5 分钟，以不进浆为结束；第一次注浆结束后5 小时，现场负责人进行孔口检查，如发现孔口浆液不饱满，即进行第二次注浆，至孔口饱满为止。

目前我国在水工隧洞常见渗漏病害的治理方面有很多可供选择的修补方法，但各种方法都有自身的特点和应用范围，也都存在着某些不足。在选择治理方案时，要结合隧洞的地质条件、运行方式、经济成本、具体病害特征及可能带来的后果综合确定，以达到最佳的技术经济效益。应不断总结工程实践经验，对防止水工隧洞渗漏的设计方法、措施和处理方案进一步完善和提高。

参考文献：

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[2] 苏凯,伍鹤皋.水工隧洞内水外渗耦合分析[J]. 岩土力学. 2009(04)

[3] 张海深,张培海.浅谈水工隧洞灌浆施工技术[J]. 中国水运(下半月). 2009(06)