向莆铁路高盖山隧道渗漏水治理技术

摘要：通过对向莆铁路高盖山隧道渗漏水情况调查，分析了渗漏水的形成原因，根据不同部位及渗漏形式分别采取了不同治理措施，取得了较好的效果，希望对同类工程能提供一定的帮助和借鉴。

关键词 隧道渗漏水;治理技术

Abstract: Based on the investigation of Xiangpu railway high mountain tunnel water leakage, analyzes the causes of water leakage, according to the different parts and different forms of governance leakage measures were taken respectively, and achieved good results, hope for similar projects can provide some help and reference.

Key words tunnel water leakage; treatment technology

中图分类号：S152.7+2文献标识码：文章编号：

1工程概况

高盖山隧道位于福建省永泰县境内，采用双洞单线隧道设计，左线隧道全长17594m，右线全长17612m。隧道内为单面坡，坡率7.6‰，隧道最大埋深723m，最浅埋深82.1m，隧道采用双块式无砟轨道结构高度51.5cm，本隧道为向莆铁路重点控制性工程。

根据设计资料显示，穿越该隧道的地质断层有39条，断层经过区域围岩稳定性差，易坍塌，渗水。地下水发育，预测涌水量2m3/d～8769m3/d，均为中～强富水断层。隧道表面分别有4座水库和一条富泉溪，有8条断层可能与其发生水力联系。隧道区地下水类型有孔隙水、沉积岩层间裂隙水、基层裂隙水、构造裂隙水，均受大气降水补给。施工过程中出现3次突发涌水淹井，实测最大涌水量为12280m3/d。

2 隧道防水设计

2.1初期支护和二次衬砌间拱墙背后设EVA防水板加土工布，防水板厚度≥1.5mm，幅宽≥2m，土工布重量≥350g/m2。

2.2全隧道二次衬砌采用防水混凝土，防水混凝土抗渗等级不得小于P8。

2.3二次衬砌环向施工缝采用外贴式橡胶止水带+中埋式橡胶止水带。

2.4二次衬砌纵向施工缝设置混凝土界面剂+遇水膨胀止水胶。

2.5变形缝设置缓膨型遇水膨胀橡胶止水带+聚硫密封胶+U型镀锌钢板接水盒+填缝剂。

2.6拱墙防水按《地下工程防水技术规范》的一级防水标准设计，即不容许渗水，结构表面无湿渍。

3 隧道渗漏调查情况

3.1根据混凝土结构上的渗漏水位置、面积、大小及渗漏水现象统计见表1。

表1

3.2根据混凝土结构出现的渗漏形式统计见表2。

表2

4 原因分析

4.1隧道结构外防水失效

4.1.1防水板质量不合格，无法起到防水作用。

4.1.2结构变形过大或裂缝过宽，超过了材料的延伸性，以致防水板断裂，变形缝处居多。

4.1.3防水板的完整性有缺损，致使地下水通过缺损部位渗入结构内部。防水板搭接不良、喷射混凝土基面不平整、基面上的锚杆等尖锐物造成防水板缺损。

5.1.4防水板与基面粘结不良，浇筑二次衬砌时造成防水板的空鼓、脱落等问题，导致防水板破损。

4.2 结构接缝变形使外防水失效

目前隧道工程中渗漏水出现部位最多正是衬砌结构的“三缝”上，即伸缩缝、沉降缝、施工缝。作为富水的高盖山隧道也不例外，就“三缝”处渗水数量约占隧道渗水总数量的80%。

4.2.1弹性密封材料施作不到位，一是支承面不平整，弹性密封材料在承受外水压力下由于无可靠的支承面而超出了其弹性范围。二是粘结面没有处理到位，密封材料没有与结构的基面粘结好，浇筑下一阶段的混凝土时很容易使其松动脱落。

4.2.2止水带搭接质量不合格、破损、位置不正以及止水带周围混凝土振捣不密实以致形成水的通路。

4.3衬砌混凝土结构自防水失效

衬砌混凝土结构自防水是隧道防渗漏的最后一道防线。尽管采用了种种方法和措施配制防水混凝土，但是最终混凝土结构还是出现了渗漏，究其原因有以下几点：

4.3.1 混凝土结构本身存在缺陷，如混凝土表面蜂窝麻面。在混凝土施工过程中加泥夹杂、振捣不够，漏振、跑模、漏浆等因素造成自防水失效。

4.3.2衬砌混凝土结构出现裂缝。拱部、墙部的环向裂缝和纵向裂缝，如果混凝土结构出现裂缝，那么抗渗等级再高的混凝土也起不到自防水作用。衬砌结构产生裂缝的原因主要有：

4.3.2.1混凝土水灰比过高，拆模时间过早，养护不当，使得混凝土中的水泥在硬化过程中体积收缩引起干缩裂缝。

4.3.2.2施工中较大的温差导致混凝土收缩裂缝。混凝土的水泥用量、入模温度、水泥标号过高导致混凝土早起温度过高，随着温度下降，裂缝随之产生。

5 渗漏水治理原则及治理方法

5.1治理原则

5.1.1隧道渗漏水治理应遵循“堵排结合、因地制宜、刚柔相济、综合治理”的原则。

5.1.2治理过程中应选用无毒、低污染的材料。

5.1.3尽可能的少破坏原有完好的防水层。

5.1.4堵漏顺序：大漏变小漏，线漏变点漏，片漏变孔漏，使漏水汇集至一点或数点，最后集中堵塞或引排。堵漏程序应采用先大漏后小漏，先高处后低处，先拱顶后墙身的做法，而注浆堵漏应由下至上进行。

5.2治理方法

5.2.1点渗漏治理

5.2.1.1衬砌表面有渗漏痕迹、范围小或当前无渗水的部位采用表面封堵法。

5.2.1.2衬砌表面有湿渍或渗漏轻微流淌的部位采用化学注浆法。

5.2.1.3衬砌表面有明显渗漏，且渗漏量较大，出水点位于变形缝、施工缝或边墙上采用暗埋PVC管法。

5.2.2 缝渗漏治理

隧道的渗漏缝可分为循环施工缝、变形缝和衬砌混凝土受力后出现的乱向裂缝。

5.2.2.1混凝土裂缝渗漏处理采用化学注浆法。

5.2.2.2循环施工缝渗漏采用PVC管外排法。

5.2.2.3变形缝渗漏采用暗埋PVC管排水法。

5.2.3 面渗漏治理

5.2.3.1衬砌背后水压大，长期渗漏导致衬砌背后与围岩出现空洞时，采用深孔注水泥-水玻璃双液浆法。

5.2.3.2衬砌背后水压力不大，没有出现衬砌与围岩剥离空洞的现象，仅仅由于衬砌混凝土本身出现大量空洞、裂隙，采用浅孔注超细水泥浆法。

6工艺介绍

6.1 表面封堵法

将待修补点表面凿毛；使修补处下陷1cm，并以出水孔为轴，凿直径3cm，深2cm的锥形孔穴；用钢丝刷除去表面浮渣，并用水清洗干净后用遇水膨胀腻子条填充锥形孔穴；用杜拉纤维防水砂浆抹面；最后在表面涂刷两遍SWF混凝土密封胶。工艺见图1。

6.2 点渗漏化学注浆法

在渗水孔位置将衬砌面凿毛后；钻孔，孔径22mm，孔深12～15cm；用钢丝刷刷除表面浮渣；用水清洗干净后用快硬纤维防水砂浆固定带有止浆功能的注浆管；用手压泵灌TZS-Ⅱ水溶性聚氨酯与丙酮的混合液（质量比5:1），注浆压力≤0.6MPa；注浆结束一周后割除注浆管外露部分，用快硬防水砂浆抹平表面，最后涂刷2遍SWF混凝土密封胶。工艺见图2。

6.3缝渗漏化学注浆法

缝渗漏化学注浆法与点渗漏化学注浆工艺大致相同，只是针对渗漏部位和注浆孔数不同而已，缝渗漏分为骑缝埋嘴注浆法和斜缝埋嘴注浆法，注浆孔沿裂缝走向间隔30～40cm布置。注浆顺序为由下而上，注浆压力≤1MPa。工艺见图3。

6.4PVC管外排法（工艺见图4）

6.4.1凿梯形槽。槽上底宽5cm，下底宽6cm，高4cm。

6.4.2用钢丝刷刷除浮渣，并用水清洗干净。

6.4.3敷设铝膜舌片（将0.2mm厚的铝膜剪成长40cm/条，人为将其打皱）。用防水砂浆固定铝膜，抹砂浆时尽量抹压槽的两侧，并抹至于衬砌表面齐平。

6.4.4安装PVC管（内径7cm，壁厚2mm，中间锯为两个半圆形管）。安装顺序是先拱顶后两侧，接茬部位是下节压上节，接茬长度10～15cm，沿PVC两侧间隔50cm钻眼，用U形卡固定PVC管。

6.4.5在PVC管壁两侧及衬砌表面涂刷一层环氧树脂。

6.4.6待环氧树脂涂层有一定粘结强度时，抹压纤维防水砂浆以堵塞PVC管两侧与衬砌表面之间的缝隙，以防止水从此缝溢出。

6.4.7在纤维防水砂浆表面涂刷2遍SWF混凝土密封胶。

6.5暗埋PVC管排水法

暗埋PVC管排水法工艺与PVC管外排法基本一致，只是在变形处考虑了变形和收缩，增加了弹性设置。只是在环氧树脂和防水砂浆中间增加了一道遇水膨胀腻子条。待纤维防水砂浆有一定强度后，沿变形缝割缝。工艺见图5。

6.6 深孔注水泥-水玻璃双液浆法（工艺见图6）

6.6.1 在注浆段按注浆孔布置平面图和剖面图，确定钻孔位置，钻孔密度和深度根据隧道渗漏水情况决定，梅花形布置。本隧道钻孔密度间隔尺寸30～100cm，孔深30～50cm，孔径50mm。

6.6.2水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥；水玻璃浓度25～35波美度；水泥浆水灰比0.8:1；水泥浆:水玻璃=1:0.6（体积比）。

6.6.3 注浆结束割除注浆尾管，在管口2cm处封堵快硬纤维砂浆，表面涂刷2遍SWF密封胶。

6.6.4 注浆压力不宜过高，能克服管道阻力即可，控制在0.2～0.3MPa。

6.6.5 注浆顺序有低处向高处，由无水段到有水段依次推进。

6.6.6 注浆量大时，可分次补压。

6.7 浅孔注超细水泥浆法

6.7.1 梅花形布孔眼，孔间距60～80cm，孔径20mm，孔深20cm。

6.7.2 水灰比1:1，注浆压力0.3～0.5MPa。

6.7.3 表面涂刷2遍SWF混凝土密封胶。

7结束语

隧道渗漏水是一个普遍存在而又危害严重的病害。虽然隧道防水越来越受到隧道界的重视，但是由于种种原因，隧道渗漏水还是不同程度的存在，为此隧道渗漏水治理成为隧道科研的一个热点问题，同时也对隧道施工水平提出了更高的要求。

参考文献

[1]隧道防排水工程指南/吕康成等编著.-北京：人民交通出版社，2004.12