隧道渗漏水原因及其治理措施

摘 要：进入21世纪以来，随着我国路桥建设的蓬勃发展，隧道漏水的弊病也逐渐显露出来，而隧道漏水会缩短道路的使用寿命并带来一系列不安全的因素，所以在隧道施工中要特别注意加强防水。防水除了技术和施工方面的因素，还应加强管理，只有这样，才能保证工期，优化工程质量。本文针对隧道渗漏水，分析漏水的各种原因，提出了以排为主，防、排、截堵相结合的原则，阐述了隧道渗漏水的治理措施和方法。

关键词：隧道；防渗漏；技术因素；治理措施

中图分类号：U45文献标识码： A

引言:

近年来随着我国国民经济的高速发展，我国已相继修建了京沪、武广、郑西、石太、福厦、合武等一些高速铁路客运专线，这些客运专线有大量的隧道工程。隧道作为地下通道的一种，通常用来穿山越岭，方便高速列车的顺利通行。作为地下通道的隧道渗漏水不仅会降低混凝土衬砌的耐久性，而且会降低隧道内各种设施的功能，恶化了隧道内的环境，会对施工和运营带来不可估计的危险，从而影响隧道的正常使用。

而隧道的防排水工程对隧道使用寿命、正常运营和安全性起到了举足轻重的作用，隧道防排水一般遵循“防、截、排、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则，达到防水可靠，经济合理，不留后患的目的，并对地表水、地下水作妥善处理，洞内外形成一个完整的防排水系统，同时衬砌结构无渗水，表面无湿渍。在设计、施工、材料、验收等各个环节必须严格按规范要求去做, 才可能达到设计要求的防水质量。隧道渗漏水的因素与防治与很多因素有关，因此，分析隧道漏水的各种原因，提出隧道渗漏水的治理措施和方法是非常有必要的。

2 隧道渗漏水的主要原因

总体来看，目前隧道渗漏水现象仍然十分严重， 对严重渗漏水的隧道，铁路工作人员做了大量治理工作， 但相当数量的整治工作成效不大。引起隧道渗漏水的原因很多，具体原因如下：

2.1 使用的防水材料质量不高

目前我国防水材料的发展迅猛， 防水材料门类齐全， 品种多， 产量居世界前列, 但主要以低档产品为主, 使用效果上却并不尽如人意。据建材部门统计， 我国沥青油毡中，改性沥青油毡只占1.5 %。高分子卷材中以废旧橡胶和塑料为主要原料的中、低档产品约占87 %。防水涂料中低档产品约占80 %。密封材料中低档产品占80 %～90 %。

近几十年来随着我国国民经济的高速发展, 我国高速客运专线铁路建设也得到飞跃式发展, 高速铁路不仅仅在平原、沿海地带建设, 也开始在复杂地质情况的山岭地区建设, 隧道工程在其土建工程中所占比例也越来越大。随着大量建设工程上马, 造成对防水材料的需求旺盛, 刺激了各种防水材料厂的快速发展。有些厂家是既无人才，又无技术和设备, 以致造成假冒伪劣产品盛行。并且相当数量的企业为了降低成本, 不惜降低产品质量, 甚至只是象征性地掺入一些高分子乳液。凡此种种, 自然会影响隧道防水工程质量。

2.2.设计与施工的原因

隧道防水的设计依据不充分。由于地质情况复杂， 勘探费用昂贵，因此很难仅通过勘探来掌握隧道的地质情况，大都要经过试验和估算推测。当前的隧道防水设计及规定仍缺乏可靠的理论依据。由于某种原因，隧道设计在山沟破碎带或断带上又未进行防排水处理，地表水大量补给地下，最终造成隧道渗漏；对不稳定的地基没有进行处理造成地基不均匀沉降,导致补砌结构出现缝或隙,从而产生渗漏现象；拆模时间过早，或围岩压力过大超过衬砌体的设计荷载等,都能使衬砌内应力超过其破坏强度而导致隙和缝。

隧道防水的施工做法不规范。尽管规范对不同隧道的防水进行了规定, 但国内对不同的防水措施没有从经济上、效率上进行过系统的研究, 对防水施工措施缺乏规范, 通常是, 不同的工程根据不同的要求, 按照自己的意愿来实施防水，没有统一的评价标准, 在细部做法方面更是如此。因此建设设计和施工单位对采取哪种防水方法, 如何实现防水措施,主要参照已往经验和国外的做法, 这就存在很大的盲目性。

3、隧道防排水技术及施工措施

3.1防水混凝土防渗漏

混凝土是一种非均性材料，从微观上看属于多孔体，体内含有许多大小不同的微细孔隙。这些孔隙或因不同分为施工孔隙(由于浇灌、振捣质量的不良所引起)和构造孔隙(由于配比不当等原因索引起)。防水混凝土是从材料和施工两方面抑制和减少混凝土内部孔隙的生成,改变孔隙的特性(形状和大小)，堵塞漏水通路提高混凝土本身密实性来达到防水的目的。

3.2 防水混凝土工程的施工

防水混凝土工程质量的好坏不仅取决于混凝土本身及其配比,而且施工过程中的各种工序对其质量有一定的影响,因此施工时,必须严格控制施工环节,避免一切可能造成渗漏的隐患。

3.2.1 各种缝隙防漏

混凝土衬砌一般有三种缝隙,即施工缝、伸缩缝、沉降缝。这缝隙都是地下隧道渗漏的主要部位,必须注意处理。

(1)施工缝是衬砌混凝土间歇灌注时造成的,是防水工程的薄弱环节之一。一般在灌注第二次混凝土前,将第一次衬砌接头表面刷洗干净,铺上20～25m厚的水泥砂浆。

(2)沉降缝又称变形缝,是为防止不均匀沉降引起衬砌的开裂而设置的。伸缩缝是考虑混凝土的热胀冷缩而设置的缝隙。这两种缝隙也是渗漏水的主要通道。防水措施有沥青防水、沥青木板或橡胶带防水等方法。其中橡胶防水适用要求较严的衬砌工程。

3.2.2 疏排水

对一般性围岩裂隙渗水,采用相应的疏排水措施,将地下水引出,减轻地下水对衬砌结构的压力,有利于更好地进行防水,具体方式常采用盲沟、洞内排水沟及沉井等。

3.2.3复合式衬砌防水

复合式衬砌是隧道新奥法施工的基本形式。它被应用于国内外大量的隧道工程, 具有先进合理, 防水可靠的优点。这种复合衬砌由一次支护、二次模注混凝土以及防水层组成。通常先安装钢筋网、锚杆、钢支架, 喷射混凝土, 形成初期支护系统; 接着在喷层上铺土工合成材料(起保护防水薄膜和将水引导到隧道排水系统作用), 用钉子将塑料圆盘钉人喷层固定; 然后用热焊法将聚氯乙烯薄膜固定在塑料圆盘上; 最后用双焊缝将相邻薄膜接起来。这种做法易于干法或湿法安装; 价格较便宜; 安装质量可以检验; 合理安装可保证不透水。

3. 2.4 二次衬砌防水

利用二次衬砌防水是盾构隧道的一种防水技术, 有些做法还在管片与二次衬砌之间增加防水板。

在盾构隧道内侧, 增加二次衬砌, 使隧道内的水分和氧气与一次衬砌隔绝, 这样不但可以防水, 而且可以对一次衬砌接头的金属构件和螺栓起防腐作用。目前的施工技术很难做到在管片接头处不漏水,因此防水等级要求较高的工程, 通常要进行二次衬砌防水处理, 且增加防水板。二次衬砌能充分利用混凝土本身的密实性、增水性以及结构刚度来提高衬砌本身的抗渗性能, 设计时采用较高抗渗等级的防水混凝土(> 5 8 ) 。混凝土也是渗透材料, 尽管其渗透系数值很低, 但如果人渗水流不纯净, 将会留下难看的斑迹, 而且在混凝土硬化过程中将产生的细微裂缝, 即便有充分的排水系统, 水也会找到最细微的的裂缝通道。而对于沉埋隧道, 衬砌本身的防水性能很重要, 而且接缝和施工缝需要进行特殊处理。另外如果现浇混凝土衬砌, 应重视混凝土配比,使其在施工中达到最佳密度; 控制模注混凝土的收缩裂缝, 避免过多的施工缝; 使整个衬砌厚度都能起到防水作用, 保证工程寿命。然而, 有几个要注意的问题, 一是分阶段浇注的施工缝合理防水; 其次, 拱顶区混凝土浇注困难, 某些部位还要设置各种设施 (如通风、信号、照明等), 就会变成薄弱部位。而当采用预制砌块衬砌时, 需要对接缝特殊处理, 包括拼装、接缝面涂防水材料、设防水垫或注浆

因此二次衬砌存在的主要问题是, 防止二次衬砌产生裂缝以及做好衬砌接缝本身的防水设计与施工。如果再增设防水层, 则完全有可能做到盾构隧道不漏水。例如在上海延安东路越江隧道的盾构法施工中, 对隧道接缝防水、衬砌自身防水和外加防水涂层等进行综合考虑, 达到了防水要求。

3.2.5 排水法防水

制定排水措施通常要预测排水量。当考虑排水法来防水时, 可分以下几步来实

(l) 预先排水。在开挖后的衬砌前, 为便于施工对围岩进行排水, 将大量地下水引出汇集到纵向排水管沟内。衬砌后未进行注浆防水的隧道, 也可采用这种方法做为永久防水。

(2) 围岩排水槽。可在衬砌施工前、后, 起补充预排水作用(尤其当围岩中地下水以扩散方式渗透时) , 或分流渗入衬砌拱腹内的地下水, 减轻衬砌中的渗透压。

(3) 采用衬砌排水沟槽。沿衬砌接缝或垂直于接缝均可设置一些沟槽, 沟槽可采用不同的断面。

3. 2.6 注浆防水

注浆可用于已建成的隧道而不需拆除衬砌, 而且是施工期涌水的有效预防措施。在实际应用中, 注浆防水主要用于盾构隧道防水及填缝堵漏。在常用的泥水盾构和土压盾构掘进的同时, 在管片环外的空间注人注浆填料, 使管片外周围浆液形成一定的厚度, 这样不仅能防止管片的漏水, 而且浆液本身作为防水层也能发挥很大的防水作用。如果采用具有长期稳定性的防水材料, 则注浆防水可获得永久性的防水作用。注浆也用于隧道变形缝的处理。

四、渗漏水处理施工工艺

1.检查墙面,标出渗漏水部位,根据渗漏水情况,确定处理方案。

对于点及裂纹渗漏水的,采用凿槽堵漏方案;对于面渗漏水的,视渗水轻重程度分别采用堵漏和注浆方案;对于施工缝的渗漏水,将采用注浆方案。但也不是绝对的,要根据具体情况,综合分析漏水原因而采取最适宜的处理方案。

2. 堵漏施工工艺

(1)对于裂缝渗漏水,沿裂缝剔凿出宽深各为20mm、40mm的凹型槽,对于渗漏点,则以渗漏点为圆心凿洞,孔洞直径为10～30mm,深为20～40mm,孔洞尽量保持与基面垂直。另外,凿连续墙槽缝要适当加深加宽,按接缝两边的疏松程度而定。

(2)彻底清理并清洗凹型槽及孔洞;

(3)取适当量的堵漏材料加水拌制成泥状,搓成条形或锥形,迅速将胶泥堵漏到槽(洞)中,并用力挤压密实,保持45～60秒不动。

(4)对漏水情况严重的,将采用注浆施工方案。

3.注浆、引流施工工艺

注浆主要是在施工缝部位,该部位主要是由于浇筑混凝土时处在模板的端头部位,部分施工缝处由于工人施工时操作不到位,混凝土不能完全密实填充,尤其在拱顶部位,这样,该处的膨胀型止水条便起不到止水的作用,同样,由于止水条安装不规范,在施工缝整个断面上,都会有漏水的可能,而这种情况也比较普遍,因此用采注浆的方法可达到较好的堵漏效果。

五、结论

通过施工实践,采取上述施工技术,很好的控制了结构的渗漏水现象,为同类隧道工程结构的渗漏水处理积累了一些经验,隧道防水,除了施工和技术方面的因素外,加强管理也是一个至关重要的因素。用长远发展的眼光看,只有加强管理,努力提高整体技术水平,才能保证工期,创优质工程,才能获得良好的经济效益和社会效益,企业才能得以发展。