隧道衬砌渗漏水整治措施研究

马鹏达

【摘 要】随着我国铁路的高速发展，验收标准和规范也不断提高，施工中的外美内实和运营后安全可靠已经成为当下对铁路工程最基本要求。但是受多重因素影响，铁路施工缺陷整治已成为验交前的重要一项内容，隧道衬砌常出现各类缺陷，对既有营运线路产生不利影响，重则影响生命财产安全。文章以南龙铁路工程为背景，以后岭下隧道衬砌、仰拱、底板渗漏水整治为例，通过分析衬砌渗漏水产生的原因，在此基础上提出与工程实际情况相适应的整治措施，并确定了具体设计方案和施工方法，希望对今后隧道工程衬砌病害预防及整治起到一定的借鉴作用。

【关键词】铁路隧道;仰拱;底板;渗水

【中图分类号】U457.2 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2022）02-0093-03

1 工程背景

后岭下隧道位于福建省南平市境内，为新建合福铁路联络线，燕尾式隧道。进口段为双线隧道（长186 m），洞身及出口段为单线隧道，下行线隧道长4 200 m，上行线隧道长4 133.9 m。设计行车速度为160 km/h。

2 隧道地质情况

后岭下隧道主要为浅埋段、断层破碎带，洞身围岩以粉质黏土、全风化岩、强风化岩为主，顶板厚度小，岩体破碎，地表水、地下水发育，开挖时容易发生渗水现象，洞顶还容易坍塌，因此需要加强支护并做好相应的防水处理。

3 缺陷整治原则

？譹？訛根据实际的缺陷状况采取监测并通过增设钢筋、注浆等措施，对这些缺陷进行处理。？譺？訛对于检测过程中发现的缺陷位置，需要使用仪器再次扫描进行验证，进一步确定缺陷的实际位置与程度。？譻？訛经整治完毕的工程经检验后必须满足铁路隧道验收规范要求。

4 衬砌（仰拱）渗漏水成因及处理方式

4.1 渗漏水原因

？譹？訛隧道内的地下水含量丰富，隧道裂隙发育，部分岩层含有裂隙水，施工防水板之前没有对地下水进行注浆封堵或简单处理，长期大量流水导致初期支护喷混凝土中水泥浆流失堵塞盲管，水头上升导致衬砌渗漏水。？譺？訛隧道防水板的施工质量差出现破损现象，而且部分焊缝没有焊牢固，存在较严重的破损[1]。？譻？訛施工中止水带的质量不高，固定较差，浇筑混凝土时很容易出现卷起的现象，并没有真正发挥到止水的作用。？譼？訛施工中对变形缝及裂缝处的混凝土振捣不到位，止水带与其贴合性较差，地下水沿止水带周边混凝土渗出。？譽？訛初期支护渗漏水没有及时有效进行引排或封堵，直接铺设防水板，导致地下水在衬砌防排水薄弱处溢出。？譾？訛二次衬砌混凝土不密实、疏松、蜂窝麻面，在混凝土内形成排水通道。？譿？訛围岩变形引起衬砌开裂，初期支护后存在空洞形成排水通道，出现漏水薄弱点[2]。

4.2 处理措施

（1）初期支护漏水。开挖期间地下水丰富，而施工中没有对地下水进行注浆封堵，直接铺设防水板造成排水盲管无法短期排除地下水，水压上升造成出现二次衬砌、道床或施工缝渗漏水地段，考虑后期运营安全，应拆除二次衬砌，重新对地下水进行注浆封堵，注浆确认地下水得到有效封堵后重新施作排水系统及二次衬砌[3]。

（2）点漏、大面积渗漏水。整治措施：需要对存在缺陷的部位进行加密探测，确定范围后，对存在漏水的部位或者是缺陷部位进行注浆封堵处理，将水集中排出[4]。

（3）环向施工缝渗漏水。整治措施：需要对漏水位置周边的混凝土缺陷进行探测，如果发现存在较大的缺陷就需要返工处理，在返工处理之前需要对裂缝周边的混凝土进行注浆操作，封堵完毕后，再沿着施工缝的位置进行排水。

（4）纵向施工缝渗漏水。整治措施：针对渗漏地段周边的混凝土缺陷进行加密探测后，缺陷的位置进行返工处理，仰拱填充分2次浇筑的应先凿除渗漏水区域第2层仰拱填充，先对施工缝附近的矮边墙及仰拱填充渗漏区域进行注浆止水，然后對施工缝进行注浆，处理完毕后按照上述操作再次进行排水，重新浇筑的第2层仰拱填充前需进行进行植筋处理[5]。

（5）仰拱及底板渗漏水。在处理之前需要将第2层仰拱填充去除干净，并通过采取电磁法对附近的漏水阶段进行处理，漏水地段处理范围大约是在出水点的附近100 m左右进行排查，然后对隧道施工质量进行加密探测，根据实际的探测状况对仰拱填充施工缺陷进行处理，在注浆完成后，再沿施工缝的位置进行排水，做好植筋处理，重新浇筑第2层的仰拱填充。

4.3 环向施工缝渗漏水处理施工工艺及要求

？譹？訛核查隧道纵向盲管的疏通情况及衬砌施工质量，盲管未疏通的应采用高压水管进行疏通，然后对衬砌拱墙混凝土进行加密探测，如果发现有缺陷的地方，则需要立即进行返工处理。？譺？訛在对环向施工缝周边区域内进行钻孔注浆止水处理过程中，钻孔的间距需要控制在50 cm以下，深度要大于结构厚度的一半，孔径不宜大于20 mm，灌浆材料采用水泥基灌浆材料（如图1所示）。？譻？訛对环向施工缝进行注浆止水。钻斜孔穿过结构至止水带迎水面，并注入水泥基灌浆材料，钻孔的间距为50～100 cm，在确定好漏水位置后，注浆范围要在漏水位置的左右2 m处，对无法确定的漏水位置，需要沿着整个变形缝进行注浆操作。？譼？訛注浆压力为0.3～0.5 MPa，现场进行注浆试验确定注浆压力和配比，防止压力过大导致环向施工缝开裂、掉块。？譽？訛注浆完毕后在施工缝处设置排水槽进行排水，排水槽采用切割机切割成内宽外窄的倒梯形结构。？譾？訛倒梯形槽内宽13 cm、外宽10 cm、深10 cm，对槽中的混凝土进行清理时要使用清水先对其周围进行处理，并在槽中放入固定大小的半圆形波纹管，做好相应的固定操作后，迅速将已经调好的速凝型无机防水堵漏剂填入槽中，并使其高度高于槽，然后使用抹刀将这一部分抹平[6]。在凝固工作完成后，需要在槽底周围使用已经调好的水泥基渗透结晶型防水涂料刮涂两层防水层，用量需要控制在1.5 kg/m2以下，涂抹厚度应小于2.0 mm（如图2所示）。

4.4 纵向施工缝渗漏水处理施工工艺及要求

（1）核查纵向盲管的疏通情况及仰拱填充施工质量，盲管未疏通的应采用高压水管进行疏通，对仰拱、仰拱填充、矮边墙、仰拱填充下虚砟进行加密探测，有缺陷的应先进行返工处理（含仰拱下有虚砟的地段）。

（2）对纵向施工缝周边区域进行钻孔注浆止水，钻孔间距不宜大于50 cm，钻孔深度不宜小于结构厚度的1/2，孔径不宜大于20 mm，灌浆材料采用水泥基灌浆材料。

（3）对纵向施工缝进行注浆止水。钻斜孔穿过结构至水带迎水面，并注入水泥基灌浆材料，钻孔间距宜为50～100 cm，对于查清漏水点位置的，注浆范围为漏水部位前后各10 m范围。

（4）注浆压力为0.3～0.5 MPa，现场进行注浆试验确定注浆压力和配比，防止压力过大导致环向施工缝开裂、掉块。

（5）仰拱填充分2次浇筑的应先凿除第2层仰拱填充，采用大型混凝土凿毛机对第1层仰拱填充面表面进行凿毛并清洗干净，在结合面植入钢筋（φ6 mm@400 mm×400 mm，L60 cm，锚入下部仰拱填充的长度位40 cm）。

（6）注浆及植筋完毕后在纵向施工缝及第1层仰拱填充面处（纵向间距为5 m）设置排水槽进行排水[7]。排水槽宽10 cm、深10 cm，在清除槽中的混凝土残渣时，先需要使用清水清洗其周围，并在槽中放入直径为50 mm的半圆形PVC管，使用相应尺寸的金属卡和射钉将其固定，然后使用已经调好的堵漏剂进行涂抹，对于高出槽的部分需要用抹刀抹平，排水槽末端接入中心排水沟进行引排，横向排水槽引入中心排水沟内的排水坡度不小于2%（如图3所示）。

4.5 拱墙衬砌表面大面积渗漏水整治施工工艺

（1）整治前先采用加密扫描和混凝土钻芯的方式对混凝土缺陷进行加密检测，有缺陷的应先进行混凝土缺陷整治。

（2）衬砌表面尤其是拱部大面积渗漏且有明水时，首先采取衬砌内浅层注浆止水，然后在基层的表面设置一层防水层，在基层的表面均匀地布置间距为200 mm×200 mm的孔，而且钻孔的深度要保持小于结构的厚度一半，孔径保持在30 mm，注浆材料采用聚氨酯灌浆材料。

（3）注浆工序将水集中完成后，在渗漏水集中处进行钻孔引水，并在引水孔以下边墙环向施工缝处凿槽埋设直径为50 mm的半圆形PVC管引排至隧道侧沟，钻孔深度至防水板表面，间距为22 m，孔径为50 mm。

4.6 仰拱、底板渗漏水整治施工工艺及要求

处理前采用瞬变电磁法、雷达对仰拱渗漏水地段（排查范围含出水点附近前后100 m范围）进行排查，准确分析资料，确定地下水在仰拱下部出水点位置;对仰拱、仰拱填充、矮边墙，施工缝、仰拱与仰拱填充结合面，两层仰拱填充结合面，底板与找平层结合面，仰拱及底板下部虚砟等进行加密探测，同时核查施工缝处止水带施工情况。

（1）对仰拱下部围岩渗漏水点进行注浆封堵。检测仰拱下部出水点后先进行注浆封堵。注浆范围：纵向为出水点前后10 m范围、渗漏水地段前后10 m范围;横向为整個道床范围内。注浆钻孔直径为50 mm，间距为80 cm（横向）×100 cm（纵向），注浆孔口设置采用马牙扣形注浆管，直径为60 mm，壁厚8 mm，管长50 cm。钻孔后须清孔，并埋设注浆管。埋管前在马牙扣处缠以黏有铅油的麻丝，用大锤将钢管打入孔内，使麻丝与孔壁充分挤压紧密。

注浆浆液采用硫铝酸盐水泥浆，水灰比（重量比）为0.5∶1，注浆压力为0.3～0.5 MPa。注浆顺序：由周边向中间。注浆结束标准：注浆压力达到设计终压后稳定10 min，注浆孔不进浆或很少进浆，即可结束注浆。注浆完毕后应对仰拱下孔洞及虚砟进行重新检测，检测仍存在缺陷的应补充注浆处理。

（2）锚杆加固。注浆完毕后经监测仰拱/底板下无空洞虚砟缺陷后再采用锚杆进行加固处理，锚杆在原注浆钻孔位置设置，锚杆采用长5 m、直径22 mm的砂浆锚杆，锚杆砂浆采用M30无收缩水泥砂浆，无砟轨道地段锚杆端部应与道床板纵向钢筋进行焊接连接，焊接长度满足规范要求[8]。

（3）仰拱及仰拱填充注浆。经加密检测仰拱、仰拱填充存在施工缺陷（如混凝土不密实、疏松，仰拱与仰拱填充间存在虚砟，仰拱填充强度未达到通车强度的重车行走导致仰拱填充开裂等），应进行内注浆加固处理。注浆孔布置：间距为50 cm×50 cm，呈梅花形布置，钻孔深度穿越缺陷范围不小于10 cm，孔径为20 mm。注浆范围：加密检测缺陷周边外延3 m范围内。注浆浆液：采用1∶1的超细硫铝酸盐水泥浆液。注浆压力为0.3～0.5 MPa。注浆完成后应对缺陷进行重新检测，没有达到验收规范要求时需重新补充注浆处理。

（4）切槽排水。注浆完成后，在渗漏水集中处，仰拱填充面环向施工缝、纵向施工缝处切槽引水，排水槽宽10 cm、深10 cm，在清除槽中的混凝土残渣时，需要先用清水对周围进行清洗，然后在其中放φ50 mm半圆形PVC管，使用金属卡与射钉将其固定，操作完成后立马涂上已经调好的堵漏剂，排水槽末端接入中心排水沟进行引排，横向排水槽引入中心排水沟内的排水坡度不小于2%（如图4所示）。

参 考 文 献

[1]金成军.铁路隧道防水层施工技术和质量控制[J].2021（5）：91-92.

[2]滕召顺.公路隧道工程中防水防渗施工技术的应用[J].交通世界，2021（8）：139-140.

[3]邵东华.高速铁路营业线隧道衬砌缺陷整治技术研究[J].铁道建筑技术，2019（S1）：113-117.

[4]胡昌庆，廖凯.浅谈铁路隧道防排水施工措施和建议[J].2021（8）：137.

[5]明冬雨，唐曌，王少锋，等.水下浅埋无压圆形隧道衬砌合理渗水模式分析[J].武汉大学学报（工学版），2021，54（4）：7.

[6]黄鑫，张福林，何庆姝，等.一种二次衬砌渗漏水综合治理方法[P]：中国专利：CN111005743A，2020.

[7]吕刚，刘建友，岳岭，等.一种隧道混凝土衬砌结构裂缝渗漏水处理方法[P].中国专利：CN111140264A，2020.

[8]关凯升.隧道初砌渗水掉块等缺陷整治施工技术[J].2021（3）：73-76.