革朗隧道衬砌渗漏水病害处理技术探索

范海云

摘要：本文依托于革朗隧道衬砌渗漏水病害处理施工实例，首先对隧道渗漏水机理及成因进行详细分析，探索渗漏水原因，确定了处治隧道渗漏水的基本原则，针对各种类型渗漏病害提出了具体的治理方案，取得了预期的效果。

Abstract： Relying on the construction example of the leakage treatment of the lining of the Gelang tunnel， this paper analyzes the mechanism and causes of the leakage of the tunnel in detail， explores the causes of the leakage， and determines the basic principles for treating the leakage of the tunnel. According to the type of leakage disease， a specific treatment plan is proposed and the expected results have achieved.

關键词：铁路隧道;渗漏水;处治措施;施工技术

Key words： railway tunnel;seepage water;treatment measures;construction technology

中图分类号：U457+.2                                   文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）11-0120-03

0  引言

隧道建成后出现渗漏水病害在国内外均为常见，因出现渗漏水，增加了隧道内湿度及管线、设备被水浸泡的风险，导致通信、信号等设备出现损坏或是发出错误信号，严重危及铁路行车安全;隧道的渗漏水，特别是具有腐蚀性的渗漏水使得砼碳化速度加快，降低了隧道安全使用年限;特别是严寒地区的隧道，渗漏水循环冻融更是导致衬砌结构中的孔洞及裂缝病害快速增长、恶化，造成严重安全隐患及大幅降低隧道使用寿命。故科学有效地进行隧道渗漏的处治，对于确保行车安全及提高隧道使用寿命具有极高的工程意义。

1  工程概况

新建云桂铁路云南段2标革朗隧道位于富宁～白腊寨区间，为双线铁路隧道，隧道进口部分段落处于r=5500m右偏曲线上，隧道出口部分段落处于r=7000m左偏曲线上，其余中间段落均处于直线上，设计为人字坡;起讫里程：D2K359+042～D2K370+610，中心里程D2K364+823.5，全长11568m。最大埋深约292m，洞身有4处浅埋，最小埋深拱顶以上约5m;洞身穿越富宁断裂、者郎平移断层、那苏断层、牙界断层、革朗背斜，属Ⅰ级风险隧道，是本标段重难点工程。

由于隧道所经地带地质条件复杂，断裂破碎带、软弱膨胀围岩及承压水等不良地质普遍存在，建成后革郎隧道D2K359+490～D2K365+467段部分边墙、拱顶、仰拱的衬砌及伸缩缝处出现渗漏水。

2  革朗隧道渗漏水原因及机理分析

隧道渗漏有多种不同类型，但渗漏发生机理是相同的，即隧道衬砌渗漏处的结构存在有连通外侧围岩地下水的通道。渗漏水处治前需对渗漏水的原因进行调查、分析，以从根本上采取针对性措施，方能彻底及有效根治渗漏病害，切忌盲目处治，不仅事倍功半，且难以完全根治渗漏。

2.1 因防水层材料破损而导致渗漏

革朗隧道防水层由防水板等隔水材料组成。在铺挂、固定及焊接施工中因操作工人工艺水平差或是质量监控不到位，或是防水板材料质量不合格等原因，导致防隔水失效，经现场检查及评估，主要由如下原因造成渗漏水：

①防水板挂设时过于绷紧，浇筑砼后，在砼压力下防水板变形过大而被撕裂，或是固定点间距过大，浇筑砼时防水板褶皱而折破。

②防水板焊接质量没达到施工规范要求，成为防隔水薄弱环节，受围岩复杂变形的作用而出现渗漏水。

③喷射砼表面有尖锐物或是锚杆等端头处理不善，在砼浇筑时剌穿防水板。

2.2 防水砼施工未按规范要求进行

衬砌防水砼施工质量是隧道防隔水的关键，起到防渗漏重要作用，本项目在衬砌砼浇筑时存在不按规范要求进行的情况，常有砼落差超过2m时不设置串筒，造成砼离析;砼振捣人员质量意识不强，砼振捣质量控制不严;为赶工期而提前拆模;不按规范养护。

因以上存在施工问题，导致衬砌砼密实度不足，有连通管孔，或是产生裂缝，形成地下水渗漏通道。

2.3 施工缝、变形缝施工不规范，达不到预期防水效果

施工缝、变形缝为隧道渗漏水多发部位，是防水重点部位，本项目也存在多处施工缝、变形缝出现渗漏水现象，原因如下：

1）中埋式止水带没能牢固固定，砼浇筑时有卷起现象。

2）止水条仅是随意固定或贴在缝端砼面上，不按施工规范要求镶入槽内，出现扭曲、变形现象;即便是镶入了槽内，但槽内松散砼及杂物没有清除干净。

3）施工缝、变形缝处结构砼振捣，止水带、止水条与结构砼贴合不紧密。

4）仰拱施工时基底处理不完善，施工缝处没有冲洗干净，不完全凿除浮碴，存在松散夹层，使得施工处砼结合不紧密，形成防水隐患。本隧道地下水压力较大，地下水突破仰拱薄弱部位，形成渗漏病害。

3  隧道渗漏水的治理方法及施工关键技术

根据隧道渗漏产生机理及以往施工实践，渗漏处治需遵循“排堵结合、刚柔相济、因地制宜、综合治理”的原则。

3.1 渗漏范围大、严重段落的处治

渗漏范围广及渗水量大的隧道段落，通常是因为隧道整体防水系统受损严重，及衬砌后围岩地下水补给丰富。为了增强处治渗漏的效果，先进行一次系统的衬砌后压浆回填后方进行逐项处治，系统注浆以达到填实衬砌后贮水空间、切断水体渗漏通道。

革郎隧道D2K362+970～D2K363+308段隧道漏点较多，渗漏水量大，采取了衬砌后系统回填注浆的处治措施，注浆主要采用原预留的注浆管，及部分新设注浆管以补充原预留注浆管的不足，注浆管穿透衬砌且深入喷射砼内5cm为宜。注浆材料主要是水泥液浆并掺入膨胀剂或膨润土，个别隧道段落根据渗漏情况采用了水泥—水玻璃等快凝浆材。注浆时对压力严格控制，以避免对隧道衬砌产生破坏。

3.2 明显出水点，形成明流渗漏水的处治

对于有明显出水点，形成明流的渗漏水，采用埋设排水管的方法将漏水引导排出。首先，用切割机在出水点周围及水流路径上切“梯”形沟槽，沟槽的切割宽度及深度要适应拟埋设排水管的大小，如沟槽太宽则难以封堵，沟槽两侧易形成新的渗漏点;如沟槽太深，在拱腰及拱顶的位置处进行沟填补时，因填补材料重力下坠原因，而造成脱落及不密实，影响处理效果。

沟槽宽度为排水管体直径加5cm及深度为管体半径加4cm为宜;埋设的排水管采用软质PVC，PE管以顺应隧道洞身的弧度变化而管体不会破坏。本项目埋设的排水管为？准50mm半管，即将？准50mm管剖成两半，清槽后平顺扣于槽内并固定，管内可填充少量类如土工布条的吸水物质，以起到集中吸附漏水不向管体四周扩散的作用;最后采用环氧砂浆树脂、锚固剂等快凝及具有防水性能的胶凝材料等将排水管周边填实，沟槽外侧2cm采用1：2水泥砂浆将沟槽抹平，最后在沟槽表面敷设宽50cm碳纤维布加强防水。

本项目凿槽埋管处理渗漏水方案如图1所示。

3.3 渗漏水点的處治

不密实的渗水部位先钻设超过衬砌厚度2/3的深孔，采用高压稳压灌浆的办法压注聚氨酯化学止水材料。然后钻浅孔压注改性低粘度环氧材料，随后采用水泥基渗透结晶将渗漏点衬砌表表涂料刮二层，最后按衬砌表面装饰要求粉刷涂刮。处治渗漏范围需扩大周边50cm范围，才能确保渗漏处治质量，确保减少反复出现渗漏水的可能性，具体施工参数见图2、图3所示。

3.4 渗水断裂缝的处治

对渗水断裂缝，先采用钻深孔（衬砌厚度2/3）斜穿裂缝灌浆堵漏的办法处治，使裂缝不渗水，再用浅钻孔（衬砌厚度1/3）灌注环氧的办法对裂缝加固。渗水裂缝先行灌浆堵漏工序如下：

①将渗漏裂缝表面干净。

②钻孔：使用直径为？准14mm（或10mm）电钻沿裂缝两侧钻斜向裂缝的孔眼，钻孔角度宜≤45°，孔眼距50cm左右，距裂缝10～15cm，钻孔深度超过衬砌厚度2/3以上，但不得将结构打穿（壁后灌浆除外），且穿过裂缝。

③清缝：向灌浆孔眼内注入压力水以清洗干净孔眼及裂缝内粉尘，直到裂缝处出水洁净为止。采用高压清洗机以6MPa的压力注水。

④安装灌浆嘴：把灌浆嘴安装于钻设的注浆孔眼上，灌浆嘴采用专用内六角板手拧紧，灌浆嘴带设置有膨胀橡胶，以填补灌浆嘴周边的空隙，确保不漏浆。

⑤封缝：用环氧类快干水泥将渗漏水的裂缝封闭，以避免灌浆时少跑浆，并留置观测口，以观测灌浆效果。

⑥压浆及压力控制：采用高压灌浆机向孔眼内压注化学灌浆料止水，注浆顺序竖直方向按先下后上，水平方向上从一端开始向另一端单一逐孔顺序进行，压浆至邻孔出浆后保存压力3～5min后，即可停止注浆，进行下一相邻孔压浆。压力控制在0.2～0.4MPa。对裂缝灌浆须在裂缝两端头各延长50cm。确保整体治理效果。

⑦拆嘴及封口：完成压灌检查无漏压浆孔眼后，拆除露出的灌浆嘴，清理干净溢流在衬砌表面的浆液。然后用快干水泥填补灌浆口，进行封口处理，再钻设浅孔眼灌注环氧树脂加固裂缝，最终对处治处表面进行装饰处理。

3.5 施工缝、变形缝渗漏水处治

①将渗水施工缝、变形缝的表面清理干净。

②钻孔：采用电钻沿施工缝、变形缝两侧钻设？准14mm或10mm，且内斜向缝隙的孔眼，孔眼角度宜小于45°。孔眼深度超衬砌厚度3/4，且穿过裂缝，但不能把衬砌打穿（壁后灌浆除外），如图4所示。

③洗缝、埋嘴、封缝、拆嘴及封口：以上工序施工工艺及方法与渗水断裂缝的处治相同。

④安装止水条效果不好的，需要在灌浆堵漏和加固后，在施工缝表面开槽2～3cm宽，2～3cm深，清理干净保持干燥，用专用底涂液，再用塑性的聚氨酯密封膏材料来填塞，相当于恢复止水条的效果。

⑤在处理区域的砼表面涂刷一层性改性聚胺酯，改性聚胺酯具有良好的伸缩性，其伸缩率高达300%，且干燥后的聚胺酯与衬砌砼具有良好粘贴性。当施工缝、变形缝在外部原因影响下开裂或是沉降变形时，其良好的延伸性可起到保护作用，避免施工缝、变形缝再出现渗漏水。

⑥按原衬砌表面平整度及颜色恢复装饰。

3.6 仰拱漏水的处治

革朗隧道仰拱渗漏水的处治与拱顶及墙身渗漏水的处治方法相同。因隧道衬砌后地下水的水压力较大也是造隧道渗漏水较为严重的主要原因之一，故在隧道两侧排水沟下的仰拱处钻设了适当数量的？准80mm排水减压孔，减少了隧道其它部位的地下水压力，降低了隧道渗漏程度。

3.7 排水系统管道堵塞的处治

由于围岩裂缝水中钙质较多，系统排水管常被“水垢”堵塞，导致排水系统功能降低或失效，使得压力增大的地下水突破衬砌结构的薄弱部位渗流出来，形成病害。

在条件允许情况下采用人工将水垢直接清除。当堵塞难以直接清除时，在排水系统的上游处注入化学除垢剂，使水垢软化溶解后清除。并在部分管道在除垢剂清洗后，再用气压脉冲清洗法进一步处理，即以气和水为介质，靠高速射流、可控脉冲所形成的物理波，对管壁水垢进行冲击和震动，逐层剥落水垢和存积物并快速排除管外，达到清洗目的。

4  结束语

由于施工质量控制不严、防水技术尚未完善及不良地质等诸多因素的影响，隧道渗漏水为工程施工难以处治的痼疾。革朗隧道采取了上述的渗漏水处治措施，虽然科学有效地整治了隧道渗漏水病害，但做好隧道不渗不漏的关键在于严格质量控制、施工工艺控制和科学、规范地组织施工，才能达到防患于未然，事半功倍，一劳永逸的目标。

参考文献：

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