铁路隧道防排水工程病害整治

刘春和

(太中银铁路有限责任公司，太原 030006)

铁路隧道渗漏水对运营设备状态有较大影响，寒冷地区和电气化铁路隧道渗漏水还可能对行车安全构成严重威胁。隧道的防水结构设计采用防排结合。防水措施包括设置防水板和防水混凝土。排水措施包括排水盲沟、泄水孔和洞内水沟。绝大部分隧道渗漏水是因为防排水工程施工质量的原因。隧道发生渗漏水说明实施的防排水措施局部失效，没有有效地引排地下水。下面对隧道渗漏水的原因进行分析，并有针对性地提出相应的解决办法。

1 铁路隧道发生渗漏水的原因

1.1 隧道易发生渗漏水部位

1)施工缝、沉降缝或混凝土裂缝部位渗水。

2)衬砌不密实部位渗水，主要出现在拱部因气密效应导致混凝土无法灌注密实的部位，或边墙、仰拱、二次填充混凝土漏振、漏浆等不密实部位。

3)完工后注浆钻孔施工时打穿防水板，形成局部渗漏。

1.2 防水板施工中易出现的问题

1)忽视下锚段、洞室等断面变化部位防水板的搭接质量，造成该部位的渗漏。

2)挂设过紧，混凝土压力使局部凹陷处的防水板产生拉力，当拉力过大超过防水板的变形极限时，会导致防水板拉裂，失去防水作用。锚杆头等凸出物处理不好也会在灌注后戳破防水板，影响防水效果。

3)对防水板的挂设、焊接、搭接和破损修补不够重视，有的挂设时使用铁钉穿透，焊缝搭接长度不足、焊穿、漏焊现象经常出现，不注意挂设好的防水板的成品保护，刮破后随意修补。防水板挂设是高空作业，施工条件较差，不容易保证质量。

1.3 施工缝和沉降缝处理中易出现的问题

1)施工缝位置。铁路隧道是长筒形地下结构。混凝土结构包括仰拱、二次衬砌和仰拱填充。施工顺序为:先施工仰拱及少量填充，超前二次衬砌不少于3倍的二次衬砌节段长度，然后施工二次衬砌，最后施工仰拱填充混凝土。施工顺序决定了隧道内必须有纵向施工缝和环向施工缝。其中，环向施工缝也起到了变形缝和沉降缝的作用。纵向施工缝分布于仰拱与边墙基础间，环向施工缝位于每节段仰拱和二次衬砌间。

2)纵向施工缝设计上一般考虑设纵向排水管，也有从防水板背后设排水管连通洞内水沟的措施，因其位置较低，出现问题时处理相对容易，不是影响运营的主要因素。

3)环向施工缝设计上一般考虑设置中埋式止水带(见图1)。施工时，将橡胶止水带半幅弯折固定于仰拱或二次衬砌端模上，另外半幅伸入即将浇筑的混凝土中。从理论上讲，如果混凝土质量较好，止水带固定位置准确牢固，是能够保证防水效果的。

图1 中埋式橡胶止水带

目前二次衬砌和仰拱端模主要采用木模或钢模。现场立设时，止水带固定困难，在浇筑混凝土过程中经常出现止水带应深入混凝土的半幅脱出，失去止水效果，而且难以处理。

4)施工缝对应问题。铁路隧道二次衬砌施工一般采用模板台车浇筑混凝土。模板台车一般约为12 m，因此决定了沿隧道二次衬砌纵向约12 m处必须设置一道环向施工缝。采用栈桥施工的仰拱每节段为6～9 m，仰拱的施工缝与二次衬砌的施工缝多数不对应。仰拱填充每施工节段长度约10 m，与仰拱施工缝和二次衬砌施工缝均未对应。这样有两个弊端:第一是在仰拱沉降缝处的仰拱填充混凝土容易因沉降变形而拉裂，形成渗水通道，一旦仰拱施工缝发生渗漏水，水将沿着仰拱表面渗流，至二次填充施工缝或拉裂处流出，甚至还可能连带将沟槽拉裂;第二是难以查找准确的渗漏源头即发生渗漏的仰拱施工缝，使整治难度加大。图2所示隧道渗水点实际为仰拱施工缝渗水，经仰拱与仰拱填充界面流至仰拱填充混凝土拉裂处，从混凝土裂缝处涌出。图2所示白色塑料管为施工单位自行埋设的剖开的塑料管，处理不符合要求。查明原因后，采用高压注浆止水工艺进行了彻底整治。

图2 仰拱、仰拱填充施工缝不对应导致的渗漏水

5)意外施工缝。混凝土浇筑过程中因设备故障、停电等原因导致的施工缝，一般应采用膨胀橡胶止水条。膨胀橡胶止水条本身止水效果是可以保证的，实际使用中止水效果差的原因是:第一，在安装止水条前没有对旧混凝土面进行凿槽处理，在凸凹不平的混凝土表面安装止水条，使止水条膨胀后难以压紧混凝土面，止水效果变差;第二，施工组织不合理，经常出现止水条安装较长时间，已经吸湿膨胀，而此时后续混凝土尚未浇筑，止水条失去止水效果。

1.4 混凝土施工中易出现的问题

混凝土防水的基础在于密实。混凝土施工最容易发生质量问题。施工缝处理、浇筑振捣质量等都影响混凝土的整体密实性。混凝土不密实，防水效果就会受到很大影响。混凝土防水失效时，直接表现为表面出现洇湿、渗水、滴水、淌水等情况。实际混凝土出现不密实的原因包括:

1)拱顶空洞。对二次衬砌混凝土拱顶空洞没有很好的解决措施。泵送二次衬砌混凝土时，由于浇筑拱顶时封闭了部分空气，导致混凝土无法泵入，产生了空洞部位。如果施工时没有预留注浆孔，注浆施工时可能打穿防水板，使注浆孔部位成为漏水点。

2)超挖回填不密实。围岩开挖特别是拱部出现超挖是比较常见的情况，按照验收标准应该回填密实。施工时如果用木板、铁皮等挡住超挖部位后直接在其上喷射混凝土，使超挖部位表面上看很平整，实际背后不密实。二次衬砌完成后，在隧道地质雷达扫描检测时，可以探出未回填密实的部位。在注浆回填时，必须打穿防水板才能注浆回填密实。打穿防水板的位置就是可能发生渗漏水的位置。

3)二次衬砌和仰拱端模密封不好，出现漏浆现象，使止水带两侧混凝土出现蜂窝，形成天然的漏水通道。中埋式橡胶止水带安装工艺多数不过关，定位不牢、不准，有的使用铁钉、铁丝等穿孔定位，破坏了止水带的防水效果。

2 防排水工程施工管理中存在的问题

1)当前施工单位普遍雇用外协队伍一线施工，作业人员水平残差不齐，管理不到位。施工队伍一般只施工，不处理渗漏。施工人员对防排水工程施工质量问题造成的后果没有重视。

2)部分施工单位管理人员没有意识到工程出问题后，必须由施工单位承担整治责任并承担大部分费用，对一些设计没涉及到，但现场又必须认真处理的特殊部位不肯投入，或对一些施工完成后发现的问题简单处理，无法确保长期处理效果，最终导致出现渗漏问题。

3)施工工艺较粗糙，对混凝土施工缝处理、止水带安装、防水板挂设和修补等与防水效果密切相关的工序质量通病不采取根治措施。

4)对防排水工程的系统性重视不够。防水板作为第一道屏障，应该做到全隧密封;防水混凝土作为第二道屏障，应该均匀密实、施工缝封闭严密;排水盲沟、泄水孔、排水沟应连接完好通畅;寒冷地区洞外排水沟应埋深足够，排水口应有防冻措施等等。排水通畅则不容易渗漏，排水不畅必然把水压转移到防水层和防水混凝土上，一旦存在薄弱环节，即形成渗漏水点。

3 防排水质量管理应解决的问题

1)人的因素是防排水工程质量的决定性因素。首先应加强作业人员的质量意识和质量标准的培训。只有一次把工程做好，才是最节约的做法。

2)施工缝对应。目前的铁路隧道施工质量验收标准、铁路隧道工程施工技术指南和设计文件上对仰拱、仰拱填充和二次衬砌的施工缝留置是否对应均未作规定。施工缝留置时，仰拱施工缝应与二次衬砌施工缝相对应，因此，仰拱施工节段长度可以为二次衬砌节段长度的1/2，或等于二次衬砌的施工阶段长度。仰拱填充混凝土施工缝必须与仰拱施工缝留置位置对应。这样做的好处有:①一旦发生渗漏水，比较容易判定问题部位，整治容易;②可防止仰拱填充出现裂缝。当然，这样做也会给施工带来不便:仰拱开挖每次长度不一定正好和二次衬砌节段长度对应，仰拱填充作业条件好，每次浇筑节段长度会比仰拱节段长，对应施工缝施工会降低工效。

3)中埋式止水带定位。要彻底解决这个问题，必须在衬砌模板台车上想办法。常规的模板台车没有配套的端模，因此，在设计模板台车时，应对端模进行配套设计，使其起到固定止水带并保持其位置的作用。这样，不仅可以解决止水带的定位问题，也可以解决止水带两端混凝土漏浆问题，切实保证止水带的止水效果。

4)二次衬砌拱部不密实。对此宜进行专题研究，了解空洞位置与混凝土输送管口的相对位置关系，在空洞易发部位预留出气孔或注浆孔，而不是被动地进行打孔注浆。

5)加强重要工序过程监控。如盲沟铺设、泄水孔留置、防水板焊接、挂设和修补等工序，加强防排水措施的系统性检查，使设计措施能够真正发挥防排水作用。

6)加强相关工序的质量监控。如对超挖回填部位严格检查，使其按标准施工，不用完工后回填注浆;对初期支护表面平整度和外露锚杆头处理进行严格检查，防止防水板挂设过紧和戳破等问题的发生。

4 结语

隧道渗漏水表面上看是防排水工程质量问题，其实质是管理上存在问题。解决隧道渗漏水问题，应坚持预防第一、辅以整治的原则，细化施工工艺，抓好施工过程质量控制，严格遵守标准。在施工阶段加以严格控制，将起到事半功倍的效果。

[1] 李正耀.石门北至怀化铁路隧道渗漏水整治方法［J］.铁道建筑，2008(12):47-49.

[2] 谢文梅.地铁黄庄站三连拱拱部防渗漏施工技术［J］.铁道建筑，2007(10):38-40.