成绵乐客运专线机场路隧道渗漏水治理浅析

摘要：成绵乐客运专线机场路隧道出现渗漏后,通过详细的调查分析，针对性的采取治理措施并取得了良好的效果，为类似工程渗漏水治理可提供借鉴。

关键词：隧道渗漏分析治理效果

中图分类号：U45 文献标识码：A文章编号：

1、工程概况

成绵乐客运专线DK165+420～DK170+920段为机场路隧道，全长5500m。隧道位于成都市区，采用明挖顺作法施工。隧道采用以结构自防水为主，衬砌外全包防水，同时对施工缝、变形缝进行重点防水处理的原则，进行综合防水。隧道衬砌采用C35防水混凝土，其抗渗等级不低于P10。衬砌全环铺设ECB防水板，全隧拱部防水板外铺设双层无纺布，边墙、底板防水板外铺设单层无纺布。全隧环向施工缝设2mm厚的水泥基渗透结晶性防水涂料+中埋式橡胶止水条+可维护注浆管的防水措施；环向变形缝设外贴式橡胶止水带+中埋式钢边止水带+2cm聚苯板+双组份聚硫密封胶的防水措施。

隧道侧墙及拱部在施工完成后不久局部出现开裂渗水，尤其是降雨后较为严重，进入工程后期后，拱顶回填开始，降水井全部停止使用，随着雨季的到来地下水位上升，在结构侧墙、拱部一次性突发较多渗漏点，不仅影响整体美观，还给工程质量留下安全隐患。为了彻底治理隧道的渗漏水，我们详细的调查了渗漏水点的分布，分析了渗漏产生的原因，有针对性的采取治理措施，取得了良好的效果。

2、渗漏部位分类及形式

经过仔细的统计与分析，机场路隧道渗漏部位主要分成四类：一是变形缝处，二是施工缝处，三是结构裂纹，四是衬砌局部。渗漏形式主要为湿渍、渗水、水珠、点漏、线漏、严重渗漏等。

3、渗漏原因分析

渗漏产生的原因是外包防水失效和结构砼失去自防水能力。通过渗漏点的分布调查，我们从衬砌设计和施工过程中的具体情况进行分析，认为隧道渗漏的主要原因有以下几个方面：

(1)变形缝出现渗漏的原因分析

①目前隧道变形缝设置为72米一道，变形缝宽度2cm，衬砌产生收缩情况比较明显，变形缝宽度根据时间的推移最大处增大约1cm，由于变形过大，容易导致止水带产生拉力出现破裂；

②中埋式钢边止水带安装固定及接头处理不到位，砼浇筑过程中，止水带局部变形或损伤；

③背贴止水带在实际施工中很难做到密贴基面，局部扭曲可能存在缝隙，地下水从该缝隙渗入结构内；

④隧道基底地质主要为泥岩，该地层遇水极易稀释变软，局部位置在浇筑垫层前未清理干净导致后期衬砌出现沉降拉伸，使得变形缝位置止水带出现损伤，从而地下水通过该缝隙渗入结构内。

(2)施工缝出现渗漏的原因分析

①中埋式橡胶止水带安装固定及接头处理不到位，砼浇筑过程中，止水带局部变形或损伤；

②由于衬砌分节段浇筑，新旧砼收缩程度不同，导致施工缝处出现收缩裂纹，止水带收缩过大时产生损伤；

③施工缝处砼凿毛及清理不到位，新旧砼结合不好导致产生空隙或止水带附近砼捣固不到位，形成渗水空隙。

(3)结构裂纹出现渗漏原因分析

①垂直开挖段侧墙施工后按照设计需要需及时对侧墙进行钢支撑架设，减少两侧土体对侧墙的侧压力，如果钢支撑架设时间控制不好，混凝土未达到设计允许强度值进行架设、长时间不架设或架设时钢支撑施加轴力过大均会导致侧墙混凝土出现开裂而渗漏；

②底板、边墙和拱顶施工不同步，边墙和拱顶滞后底板较多，导致底板和边墙收缩程度不同，容易在底板矮边墙产生收缩裂纹并向上发展；

③混凝土在浇筑完成后，如果拆模过早，养护不当，容易导致混凝土表面及内部水分蒸发过快，造成混凝土在塑性阶段的体积收缩产生裂纹；

④表面温差收缩产生裂纹，隧道侧墙设计厚度为90cm或100cm，基本属于大体积混凝土浇筑，由于水泥水化热导致混凝土内部温度较高，当混凝土表面温度与气温相差过大时，会产生温度收缩裂缝。在混凝土浇筑初期（3～5天），如果混凝土表面温度与环境温度相差大于10摄氏度时，则由于温差收缩产生的拉应力将大于混凝土的抗拉强度，极有可能出现温差裂纹。

(4)衬砌局部出现渗漏原因分析

①砼浇筑时，局部出现漏振或振捣不密实，出现蜂窝现象，拆模后未按修补方案修补而是简单的进行表面封闭，导致后期出现大面积潮湿渗水甚至涌水；

②砼浇筑过程中布料不均，依靠振捣使砼流动到位，使得局部砂浆过重，粗细骨料偏少，导致砼收缩开裂；

③砼供应不及时，砼浇筑间隔时间较长形成施工冷缝，冷缝处砼结合不好导致产生空隙。

(5)外包防水失效原因分析

外包防水就像雨衣一样，如果未进行有效的分区防水，一处破坏产生渗漏，则地下水将到达整段衬砌。

①防水板焊接局部达不到爬焊机行走条件，采用热熔办法，焊缝质量难以保证；

②防水板铺设前基面处理不到位，基面平整度较差或存在个别尖锐物体，砼浇筑时造成压力，刺破防水板；

③防水板铺设时松弛度不够，砼浇筑时造成压力，将焊接部位撕开或顶破防水板；

④砼浇筑时振捣棒紧贴防水板，损坏防水板；

防水板隐蔽前保护不当，导致防水板被钢筋刺破、电焊烧伤等，同时未能及时发现并修补。

4、渗漏处理措施

针对以上渗漏部位分类及渗漏原因分析，我们采取先排后堵、先高后低、分部位、分里程、分涌水量进行定点处理。隧道除了发生严重渗漏部位，水压较大时，采用油溶性聚氨酯灌浆材料以外，其余注浆堵漏浆液采用EAA高渗透性清水性固结环氧材料，该材料具有高强度，强粘结力，收缩小，化学稳定性好和能在温室条件下固化等一系列优点，对治理裂纹、孔洞渗漏水可迅速止水，加固裂缝。注浆针头采用150mm高压注浆止水针头，填缝料采用改性环氧树脂砂浆。

4.1 侧墙裂纹及施工缝渗漏点处理

采用开槽封堵注浆法施工，施工步骤如下：

(1)首先沿渗水处使用电锤将混凝土面开凿宽约5～8cm，深度约3～5cm的V型槽道，用清水冲洗清理槽道内虚碴，漏水较大部位埋设引水管，把缝内主要漏水引出缝外。

(2)沿开凿的槽道底垂直钻孔，钻孔深度10～15cm，孔径14mm，孔距20～30cm，钻孔完成后埋设止水针头。止水针头预埋深度以低于砼面约2cm～3cm为宜，在不规则裂缝的交叉点及端部均要布置止水针头。然后用水泥结晶剂均匀涂刷槽面。

(3)将拌好的改性环氧树脂砂浆嵌入到凿槽内，同时保证预埋针眼位置预留圆形空间，不能将针头封死。嵌入后的砂浆养护2小时后压气检查各孔的贯通情况，压气压力＜0.25MPa，对于不串通的孔，应查明原因进行分析和处理。

(4)注浆堵漏采用SL-500注浆机，注入EAA高渗透性清水固结环氧材料，注浆时经过观察，直至每个针头处出现注浆液外流，停止注浆。

(5)注浆完成后通过几天的观察，如果该部位仍然出现渗漏，通过针头重复进行注浆，直至渗漏点完全没有渗漏为止。

(6)待浆液完全凝固后，重新用相同配置的砂浆填充预留孔，打磨残留注浆液。观察一段时间后，不再渗漏后即可对混凝土表面进行装修处理。

4.2 变形缝渗漏水处理

当变形缝出现严重渗漏，水压较大时采用注入油溶性聚氨酯灌浆材料进行临时封堵，同时在衬砌背后注入水泥浆液，将渗漏部位背后充填密实，阻断渗漏源头，对继续渗漏的采用EAA高渗透性清水固结环氧材料注浆，具体做法为：

(1)将变形缝分成若干个注浆区段，分段进行注浆止水处理，注入环氧胶泥，形成阻断节点。

(2)油溶性聚氨酯灌浆材料进行临时封堵采用骑缝注浆的方式埋设注浆嘴（注浆嘴设置间距20～25cm），采用单边顺序注浆，注浆压力一般为0.3～2Mpa。注浆时做好变形缝封缝密封，尽量采用高压注浆，使浆液能充盈到变形缝的全部空间和孔隙，将缝内的水挤走并能对膨胀的胶凝体进行挤密。

(3)衬砌背后注入水泥浆液时注浆孔孔径不小于40mm，钻孔深度需打孔至衬砌结构背后并避开止水带位置，采用强度等级不低于42.5MPa的普通硅酸盐水泥配制浆液，由下往上进行注浆。

(4)在整条变形缝注浆结束后，砼面仍出现少量潮湿现象可采用EAA高渗透性清水固结环氧材料注浆封堵。具体方法参照侧墙渗漏点处理。

4.3 拱顶裂纹渗漏水点处理

采用在拱顶防水板施工前，施做基面处理时增刷单组份聚氨酯防水涂料。具体做法如下：

(1)处理拱顶基面后，对照结构内外两侧裂纹再在拱顶外侧相对应的部位涂刷单组份聚氨酯防水涂料，涂刷厚度约0.3cm,宽度约30cm，涂刷3～4遍。长度宜超裂纹长度50cm，对于环向施工缝或者变形缝，整条缝均涂刷聚氨酯防水涂料。

(2)拱脚（即起拱线位置）宜整条纵向均涂刷防水涂料，同时保证防水涂料与外包防水板（ECB防水板）相粘接为一体。保证地表水无法通过该空隙渗漏。

(3)防水涂料涂刷完毕后可适当在施工缝位置或者变形缝位置增加宽度约30cm的双面自粘防水卷材。

4.4 侧墙墙面砼不密实渗漏点处理

采用超细水泥浆液注浆。具体方法如下：

(1)首先用电锤凿除不密实位置砼直至密实处并用风枪吹干净后埋设水泥注浆嘴，在凿除砼面涂刷水泥结晶剂，然后按一定比例配置水泥砂浆（可适当增加外加剂提高凝固时间）填充。

(2)配置纯超细水泥浆液，水灰比宜用0.5～0.6，注浆直至墙面渗出水泥浆液。观察其注浆效果，可反复注浆直至不再渗漏。

5、渗漏治理效果

经过今年雨季考验，渗漏治理完成且土方已回填地段，结构再次发生渗漏情况较少，相对比较稳定。

⑴结构施工缝、裂纹部位出现的渗漏，堵漏后效果较好，在同一处出现反复渗漏的情况极少。

⑵砼表面发生面渗部位一般需用水泥砂浆作衬砌后回填注浆，然后对结构内部注入EAA环氧材料处理,在还有潮湿状况下，需要对潮湿部位反复进行注浆处理。治理成功后该部位一般不会再出现反复渗漏。

⑶变形缝渗漏水治理比较难也比较复杂。对于严重渗漏的变形缝，需要先注入油溶性聚氨酯灌浆材料进行临时封堵，同时在衬砌背后注入水泥浆液，再采用EAA高渗透性清水固结环氧材料注浆，大部分变形缝治理后可以做到不再渗漏。但个别变形缝和新做结构段变形缝，结构收缩及其不稳定，通过砼产生收缩，经过不同季节温度变化，缝宽变化比较大，虽然通过治理但还会出现反复渗漏。

6、结束语

要减少隧道的渗漏水，主要应以加强砼自身品质控制，保证砼结构的自防水为主，施工过程中还可以采用以下措施，减少渗漏水的产生。

（1）对砼配合比进行优化，可以采用掺加矿粉，减少水泥用量，降低水化热，从而减少裂纹的产生；

（2）采用分区防水，减少地下水影响区段。前期机场路隧道未采用分区防水，后期采用每隔36m增加2m宽的双面自粘防水板，但实际效果不理想，如果采用每隔12m或24m采用12m全环的双面自粘防水板，分区防水效果会更好；

（3）加强施工缝和变形缝的防水措施。机场路隧道防水设计中施工缝和变形缝的中埋止水带采用橡胶或钢边止水带，实际施工中容易变形、损坏，接头质量控制差，如果采用中埋的铝合金钢板，施工简单，质量容易保证。

参考文献:

⑴王铁梦《工程结构裂缝控制》

⑵严永德、李宝川《砼裂缝处理技术浅谈》

⑶徐荣年、徐欣磊《工程结构裂缝控制:"王铁梦法"应用实例集》