富水地区隧道渗漏水整治措施

陈荣国

(中铁二局集团广西工程公司，南宁530031)

    摘  要  针对南昆线临管运营期间部分隧道出现的渗漏水现象，文章简要地分析其原因之后，重点介绍了整治措施、范围、工艺和材料，对富水地区铁路隧道的渗漏水整治有一定的参考意义。

    关键词  铁路隧道  渗漏水  整治

1 概  述

    为了提高运输能力，近年来我国加快了既有铁路的电气化改造，而现行设计规范要求隧道“拱部不滴水，边墙不淌水，安装设备之孔眼不渗水”，这就要求对存在渗漏水的隧道进行整治，以提高其防排水等级：南昆线设计为电气化铁路，但防排水等级低、措施少，在近几年的临管运营中，部分隧道出现不同程度的渗水、淌水、滴水、线流等现象。为防止渗漏

水对衬砌、轨道、通信及电力设备的损坏、腐蚀和电力牵引区段放电等危害，我们同建设单位、柳州铁路局一道，对隧道渗漏水情况进行了详细调查，并逐一制定整治方案；从目前情况来看，存在渗漏水现象的隧道经整治后达到了防渗等级的要求，整治方法行之有效。

2  渗漏水的原因

    (1)广西地区雨量充沛，一年中雨期达5—6个月，雨水下渗，围岩裂隙水丰富，而该段隧道围岩普遍为砂岩夹泥岩、泥岩、页岩互层，风化较严重，节理发育，自稳力较差，隧道开挖过程中大小坍方连绵不断，形成了良好的地下水补给通道。

    (2)隧道设计时无防水层及防水混凝土，对衬砌只有强度要求，无抗渗要求。

    (3)先拱后墙法施工时拱部刹尖封顶和拱脚与边墙的封口处理不密实，混凝土灌注不连续造成的接缝多而不严，以及沉降缝与伸缩缝设计无防水措施，致使衬砌遇缝必漏。

    (4)拱圈、边墙混凝土捣固不密实，造成蜂窝状洞眼，形成了渗水通道。

(5)安装电气化承力索的锚杆子L密封不实。

    (6)隧道衬砌为长大体积素混凝土，在温度应力、围岩应力及衬砌不均匀沉降的共同作用下，使隧道衬砌，主要是在拱部，产生许多环向裂缝和网状裂纹。

3  整治原则

    拱部渗漏水整治采用堵、排结合，综合治理；边墙以排为主，仅在伴有泥砂涌出时采用堵的方法进行整治；拱部及边墙水量较大的集中出水点，均以凿槽嵌埋管方式引至洞内排水沟。

    点漏：拱部单点漏水为射流、股流、线流时，采用凿槽嵌埋管直接引排；拱部单点漏水为滴水时，采用衬砌内部注浆封堵。

    缝漏：对于有股水、射流出现且缝宽较大(>3mm)的漏水缝采用凿槽埋管引排；对于有渗漏水，水量中等且缝宽较小(<3 nlm)的漏水缝采用沿缝进行衬砌内部注浆，在注浆后集中出水点凿槽引排；对于仅为渗水、水量较小的滴水缝，采用凿槽嵌缝进行封堵。

面漏：拱部衬砌渗漏面无明显集中出水点，仅因成片渗水聚积成滴水时，采用凿毛衬砌表面内贴防水层封闭堵水；拱部多处渗漏水采用衬砌内部注浆，在注浆后集中出水点凿槽引排，表面凿毛贴防水层综合堵、排。

4 整治措施及材料、工艺

4．1  整治范围

(1)点漏：单独点仅整治出水点，相邻点视其距离、相对位置考虑是否合并整治，其距离小于1 m的合并整治；同一里程不同高程时，凿槽埋管以较高位置为起点；里程相差位置超过1 m时，分别整治；介于两者之间，采用“Y”形凿槽埋管处理；相邻出水点均采用压浆封堵，应先压注出水量小的一点，另一点视其他点封堵后水量之变化确定采用引排或压浆封堵。

    (2)缝漏：环状裂缝，整治时向无渗漏方向延伸0．5m；水平裂缝、斜向裂缝，起迄点以外延伸0．5 m；拱部施工缝向两端各延伸1．0 m。

    (3)面漏：在凿毛检查的漏水范围向四周外延0．5  n、-

4．2  衬砌内部注浆施工

    通过向衬砌内部压注化学浆液，增强混凝土自身的抗渗性，对整治衬砌裂损、混凝土不密实、施工缝隙等引起的漏水效果不错，近年来被逐渐推广。

4．2．1  注浆管的设置

    注浆管的埋设为钻孔固管(图1)，采用冲击电钻或风钻钻了L，直径不小于3cm，孔深约为衬砌厚度的三分之一，不得超过衬砌厚度的二分之一，一般控制在8~10cm。    

    点漏直接对准出水点钻注浆孔：面漏需先凿除面漏范围2—3 cm厚表层混凝土，查找主要漏水点，当漏水点难以查找时，在面上洒干水泥，最早有湿渍处即漏水点：缝漏首先沿缝凿宽深均为8 cm之“v”’形槽，槽顶端正对漏水缝，钻注浆管孔紧抵漏水缝，其间距在水量大、裂缝大(如施工缝)时为0．6~1．0 m：水量小、裂缝小时为0．3～0．5 m。用FⅡ封

缝快凝胶泥紧密填塞管了LI司隙及“V”形槽，并用铁抹压实抹平：注浆管埋设封缝固管后，其外露部分长度为8—10 cm，以便与注浆设备之管路连接。封缝完成后，待封缝快凝胶泥固结，对其进行质量检查，其渗漏只能从注浆管内流出，其他部位不得有渗水现象，否则应重新封埋：

4．2．2  注浆

    待FⅡ封缝快凝胶泥固结达到强度，封缝、固管、抹面质量合格后，通过注浆管向衬砌内部压注高分子丙烯酰胺(丙凝)化学双液浆液：点漏注浆先注漏水小者，后注较大者。垂直裂缝、施工缝由下而上依次注浆，水平或斜裂缝由水量较小端向较大端依次注浆。面漏由周边管向中心依次注浆。

    注浆前对整个注浆系统进行全面检查，在注浆机具运转正常、管路畅通的条件下，可配制浆液注浆。当注浆系统与注浆嘴牢固联结后，打开排水阀门排水，开放注浆系统全部阀门并起动压水泵，待浆液从排水阀门流出后，关闭排水阀加压进行注浆。

注浆压力为0．3—0．4 MPa。

    当吸浆量与预计的浆液用量差不多、压力较稳定、且吸浆量逐渐减少至0．01 L／min时，再继续压注3—5 min即可结束注浆。注浆过程中随时观察压力变化，当压力突然增高应停止注浆；压力急剧下降时应停止该孔注浆，调整浆液的凝结时间(减少缓凝剂用量)及浆液浓度后继续注浆。注浆结束时，立即打开泄浆阀门，排放管路及混合器内残浆，拆卸管路并进行清洗。用铁丝将注浆管外露部分反转绑扎，待浆液终凝后，割除外露部分，再以封缝快凝胶泥将孔口补平抹光：

4．2．3  注浆材料

    丙凝是以丙烯酰胺为主剂的4—6种丙烯酰胺类浆材，其特点是：    。

    ①浆液粘度低(与水相近)，渗透性好，能注入<0．1 mm的细微裂缝中，可在有水和很潮湿的环境下凝结。可通过调整部分材料配合比，控制在数秒钟至数十秒钟内凝结厂———

    ②抗渗性好，其抗渗系数为2 x10—l”cm／s，几乎是不透水的，胶凝后在水中还稍有膨胀(膨胀率5％—8％)，干缩后遇水还可膨胀，能保持良好的堵水性能。

    ③能耐酸碱、细菌的侵蚀和大气影响。

    配合比：通常以丙凝的10％浓度为标准溶液浓度，使用时视具体情况在7％—15％浓度范围内变化。A液与B液配合比为1：1，详见表1。

表1所示为标准液的配合比，正式配合时，应按渗漏水的流量、环境温度，在施工前经过试配确定凝固时间。一般在渗漏水流量≤1L／s时，可选用8％~10%浓度的浆液；当渗漏水流量>1L／s时，可选用12％~14％浓度的浆液，并加速凝固时间。无论那种浓度的浆液，只通过增减A、B液的水量调节，丙烯酰胺与甲基比丙烯酰胺之比为10．5：0．6不变。

表1  丙凝配合比

    加速凝固的方法有：加氯化亚铁，但不超过0．05％；加大过硫酸铵，但不超过1％；加大三乙醇胺，但不超过2．5％。

    若需延长丙凝浆液凝固时间，可采取与上述相反的措施。取消A液中的氯化亚铁，铁掺量控制在0．05％内，其余各材料均不得低于标准溶液中的含量。

    各材料均应用塑料桶或陶瓷桶密封贮存，配剂时将A、B液材料分别按配合比加水搅拌均匀。在注浆前必须将A、B液分别存放，不得使两液混合。

4．3  衬砌嵌缝堵漏施工

    在局部衬砌裂缝或施工缝浸水、渗水、潮湿等水量较小处，采用沿裂缝凿宽2em、深6cm槽后嵌入复合膨胀橡胶条，并结合边墙凿槽埋管，将水引至侧沟。

    嵌缝材料：水泥—水玻璃砂浆，具有水泥的优点，兼有化学浆材的特色，凝固后结石体的固结率可达100％，抗渗性强，不易开裂，不易老化。砂浆凝固的时间通过加缓凝剂可按需要在几秒至几十分钟之间调节。

    配合比：

    水玻璃：水：水泥：砂=1：2：2．5：2．5。

    配  制：将水玻璃加水配制成水剂，将水泥、砂干拌均匀，然后加入水剂，和易性和干硬性与普通砂浆相似，砂浆要随配随用，以免硬化变质。

4．4  衬砌凿槽埋管排水施工(图2)

本办法在以下情况中采用：拱部、边墙具有单一点位的线流、股流、射流，水量较大，而不易采用注浆抹面、嵌缝等堵水措施时采用；拱部经衬砌内部注浆、抹面防水层后，渗水集中于一点，但水量较大，而形成一处线流或股流时采用。

    (1)在漏水处先凿U形槽，尽可能通过较多的出水点，槽宽通常5-6 cm，深10—12 cm，松动混凝土要凿除干净。·上口稍小于下口，下口平顺，凿槽以较高位置为起点，尽可能相邻渗漏点合并整治，以减少凿槽量，可采用“I”、“Y”、“Ψ”形凿槽埋管处理，先用观察、撒干水泥等方法确定出准确渗漏点部位，然后从渗漏水处自上而下凿槽。

    (2)在凿好的槽中渗漏水较多的渗水点之上打孔眼，打到岩面使地下水集中从孔眼排出，孔眼内≮40mm厚的泡沫堵眼滤水，防止岩石遇水风化后石碴堵塞孔眼及引水管。

    (3)用高压水、钢刷清洗槽壁，清除槽内松动混凝土块及残屑，然后刷一层氯化铁水泥净浆，其质量比为：水泥：水：防水剂=1：0．6：0．04。

    (4)用剖开的￠40mm聚氯乙烯塑料管作为引排水通道，安放时割去1／3，割口朝内侧，把渗漏水引入管内。塑料管仅作临时隔水层，老化后不会影响排水效果，防水胶浆形成了自然泄水通道。防水胶浆采用水泥及BR--2型增强防水剂现场拌制，其配合比为水泥：BR增强防水剂：BR一2专用粉：水=1：0．16：0．35：0．3。

    (5)用掺有防水剂、膨胀剂、增粘剂和速凝剂配出的双快、密实、微膨胀水泥浆抹压在塑料管上面，厚度3cm以上，形成第一道防水层。其质量比例为：水泥：砂：氯化铁防水剂：U形混凝土膨胀剂：速凝剂：A107型增粘剂：1：0．8：0．04：0．10：0．08：0．01，

以稠度控制用水量，未加速凝剂时为10—12 cm。

    (6)第一道防水层完工后，制作第二道防水层，其质量比例为：水泥：砂：氯化铁防水剂：U形混凝土膨胀剂：速凝剂：A107型增粘剂：1：0．8：0．04：0．10：0．05：0．01，厚2cm以上，以稠度控制用水量，未加速凝剂时厚7—9 cm。

    (7)抹压时，要将已拌好的胶浆搓成条形，待胶浆开始凝面、发热时，迅速填人已安排水管的沟槽中，并向两侧用力挤压密实，使水泥胶浆与槽壁紧密结合，整个槽分段按此堵塞。

    (8)做好这两道防水层后，不急着下一步工序，待一段时间之后观察是否渗漏。若渗漏．需反工重来。然后用环氧煤焦油涂料刷两次以上(每隔24 h涂刷一次)，厚度1~2 mm，以保证永久性密封。

4．5  衬砌表面施做防水层

拱部衬砌成片渗水聚积成滴水，造成大面积渗漏时，通过凿毛、埋管挤压引排，按图3施作防水砂浆防水层来整治。

(1)先凿除面漏范围2~3 cm厚表面混凝土，迄点以外延伸0．5 m，凿面应平整，并清除混凝土块及残屑：

    (2)查找主要漏水点，针对漏水点凿槽埋管引排，一般面漏范围要埋两条以上环形排水管，操作程序同4．4(1)～(4)：

    (3)完毕后，清洗凿面：抹2~3cm的氯化铁水泥浆一道，再抹4～5 cm的氯化铁水泥砂浆一道，用木板抹平。24h后，用同样方法再抹氯化铁水泥浆和氯化铁水泥砂浆各一道，最后压光，12 1、后洒水养护7 d：氯化铁防水砂浆质量比为：水泥：砂：氯化铁：水=1：2．5：0．03：0．5；氯化铁水泥浆质量比为：水泥：氯化铁：水：1：0．03：0．5。最后涂贴环氧煤焦油涂料两层做面层，施做方法同4．4(8)。

    涂贴材料：环氧煤焦{由具有强度高、粘结力强、膨缩小、化学稳定性好和能在室温下固化等优点，适于修补大面积渗漏水，效果显著。配合比如表2所示。为了便于操作，环氧煤焦油在配置时可随时调整稀释剂(甲苯)和填料(水泥)的用量。

表2  环氧煤焦油配合比

    (1)严格执行“请消点”制度，只能在供电臂停电的“天窗”时间作业，严禁带电施工。

    (2)确保施工和行车安全，作业平台、脚手架设在可移动式的平板车上，旦其外轮廓尺寸和机具材料堆放应在行车建筑限界以内。

    (3)施工地段两端必须有防护人员并有可靠的预防措施。

    (4)化学材料堆放使用必须专人保管，严格领料、用料制度，避免发生事故。

    (5)施工人员应严格执行有关劳动保护规定，一有过敏反映，立即退出，进行治疗。