论既有隧道渗漏水治理技术
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摘 要:通过对既有隧道进行现状调查,分析了隧道渗漏水的原因,提出设计与施工为一体的整治思路,对既有线隧道的渗漏水治理具有一定的参考作用。
关键词:隧道;渗漏水;治理
目前我国公路、铁路隧道多数存在不同程度的地下水渗漏问题。随着漏水情况的逐步恶化,严重的不仅损坏顶棚、内装、通风、照明、安全等各种附属设施,而且路面积水引起眩光、车辆打滑等,影响车辆正常安全行驶,在严寒地区还会产生侵界挂冰、路面结冰,另外结冰冻胀还会破坏二次衬砌混凝土。铁路隧道中尤其是拱顶部的渗漏水经常导致列车停驶,必须进行打冰作业。增加各方面维护成本。
一、渗漏水的原因
隧道渗漏水的原因大致分为自然因素和人为因素两种,但最主要的是人为因素。
(一)自然因素
由于开挖隧道,形成临空面的低水压区,改变了围岩的力学特性和地下水泾流路线,使周围地下水向隧道内汇集和积聚,给衬砌及底部渗漏水留下隐患。研究表明,隧道开挖后,在隧道周围一定范围内形成了围岩松动区,由于地层的原始地应力的调整,围岩产生变形,出现裂缝,地下水便沿张开裂缝流入隧道。开挖隧道对地下水的影响,是隧道发生渗漏水的客观因素。
(二)人为因素
1.设计原因
对隧道涌水条件认识不全面, 遗漏重要隧道出水条件。受干旱、半干旱地区地下水贫乏或隔水地层概念的困扰,忽略对水文地质条件的仔细分析。
在进行隧道设计时,有些设计人员忽视防排水设计,即使在进行高水压地段水压值的计算时,也仅考虑结构设计的需要。表现在防排水系统不完善、对特殊地段没有采取特殊处理措施等。
2.施工原因
在具体施工过程中没有严把质量关,施工工艺存在问题。
(1)防水混凝土失效。比如未按设计配合比配制防水混凝土或者浇筑、振捣、养护不符合工艺要求。导致混凝土衬砌不密实,表面蜂窝麻面现象严重,衬砌开裂,防水混凝土失效。
(2)施工缝、变形缝施工问题。比如止水带固定不牢,浇筑混凝土有卷起现象;止水条安放不规范,造成扭曲、变形。施工缝、变形缝处混凝土振捣不到位,止水带和止水条与混凝土不密贴。导致渗漏率较高。
(3)隧道基底处理不当。隧道基地施工中没有得到足够重视,基地整体性差,混凝土质量差造成了极大的隐患。隧道运营后,在列车动载及冲击荷载的作用下,隧道底板破裂,轨道变形,出现翻浆冒泥,直接危及行车安全。
(4)防水板失效
未采用无钉铺设工艺,仍用“铁钉”将塑料板钉在铺设基面上,而对穿透的钉孔不做任何处理。焊接工艺不过关,漏焊、焊穿现象仍有发生。对铺设好的塑料防水板保护不够,防水板被扎破、烧破,在二次衬砌前也很少对破损处修补。
二、渗漏水的诊断与整治设计
(一)诊断
渗漏水诊断是病害治理的前提,但诊断存在很多困难与误判。通过对隧道周边地质水文情况的了解,通过隧道每一处渗漏情况的分析,结合地质雷达等探测仪器辅助寻找水源情况。
(二)整治设计
隧道渗漏水治理宗旨为以“排”为主,采取“防、排、堵、截”相结合的方法,因地制宜,进行综合治理。
1.衬砌注浆防水
利用“壁可法”对隧道表面,渗水裂缝进行封堵。选择适合的注胶材料,在注入过程中始终保持约3kg/cm2的压力,能保证将修补材料注入到宽仅0.02mm的裂缝末端。达到较好的封堵效果。
2.衬砌内防水注浆
对于拱部渗漏水较严重处,除了凿槽封堵外,需压注水泥浆,并进行二次止水注浆,浆液选用某化学浆液。注浆压力为0.2~0.5MPa。目的是加固封堵衬砌外的岩层裂隙,使出水口改变方向,保障线路运行。
3.引排水暗槽
在渗漏水的施工缝处施做引排水暗槽。在引排水暗槽中,向围岩方向间距2m钻1m长引水孔。
4.基地注浆
对道床翻浆冒泥部位进行基底注浆处理。注浆孔自隧道底面向下施钻,采用掏碴埋盒的方式来保证成孔。钻长度为1m 的注浆孔,清除孔壁上的岩屑浆液,以便达到良好的注浆效果。清孔时用高压风猛吹,清孔后用棉纱头临时堵孔。注浆采用长1.5m,直径40mm 的花管,浆液采用加固型水泥浆液,水灰比约为0.4;注浆压力可采用0.4~0.6MPa。
三、渗漏水整治施工
(一)目前隧道渗漏水处理现状
1.所使用的大多数防渗漏材料本身抗渗漏效果不够理想;
2.对施工条件及施工工艺要求高,由于隧道内施工条件恶劣,很难满足一些材料对施工条件及工艺的要求,从而导致施工质量不高;
3.大多数防渗漏材料使用寿命段,一般只有三到五年的有效时间。
(二)施工注意事项
既有线隧道渗漏水整治施工是一项高风险,高难度的特种施工作业,首先要明确工艺要求,对使用材料要进行材料性能试验及工艺检验,提高工作质量和效率。安排好几种处理方案之间的关系,合理安排施工顺序,遵照设计者“防堵排结合”的宗旨,及时调整现场作业内容。
四、结束语
既有线隧道渗漏水整治是一项设计施工为一体的系统工程,要根据隧道的具体情况对症下药。设计时根据隧道的具体运营状态,确定整治思路;对隧道渗漏水病害,防、堵、排结合,比如拱堵墙排,才能提高隧道衬砌抗渗、抗蚀能力;成熟的先进工艺和对新型材料的把握是治理的关键。
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