伍勇
(貴陽職工培訓(xùn)基地,貴陽550005)
隧道滲漏水是隧道最常見的病害,在我國的隧道工程素有“十隧九漏”之稱,隧道滲漏水問題是個世界性難題,目前世界上還沒有一種工藝或技術(shù)能夠徹底根治隧道滲漏水問題。
當(dāng)隧道結(jié)構(gòu)(含隧底仰拱)有了裂縫、洞隙,周圍的水滲流到隧道襯砌背底,向裂隙擠壓形成滲漏水(滲濕、滴水),故產(chǎn)生隧道滲漏水的直接因素為水源和裂隙[1]。
在隧道襯砌上出現(xiàn)蜂窩麻面、孔洞等,受地表水及地下水的影響,隧道產(chǎn)生滲漏水,其主要原因如下:①澆筑混凝土?xí)r,在鋼筋分布密集或者有預(yù)埋件的地方,造成混凝土未充滿模板。②沒有按規(guī)定順序振搗混凝土而漏振,拌合中混入雜物,混凝土離析,粗細(xì)骨料分離,嚴(yán)重跑漿。③進(jìn)行澆筑時,一次倒入模板的混凝土過多,下部混凝土振動不到位,形成松散狀態(tài)等。
隧道混凝土襯砌裂縫形成的原因非常復(fù)雜,混凝土作為多組材料組成的脆性材料,裂縫的存在是客觀的,往往是多種不利因素綜合作用的結(jié)果。
①混凝土施工混用不同品牌水泥,施工中使用外加劑沒有嚴(yán)格按照設(shè)計,摻量隨意性較大,現(xiàn)場砂、石料實際含水率調(diào)整不及時,造成改變混凝土水灰比。②在襯砌施工中橫向、縱向接縫較多,這些接縫防水處理施工方法不當(dāng),澆筑大體積混凝土,溫度控制不嚴(yán)出現(xiàn)溫度裂縫。③由于地基的不均勻沉降、混凝土的收縮等產(chǎn)生裂縫,進(jìn)而導(dǎo)致隧道防水結(jié)構(gòu)的破壞。④混凝土運輸,在混凝土運輸及泵送過程中加水的現(xiàn)象比較普遍,運輸途中攪拌沒有保持在3~6r/min 慢速轉(zhuǎn)動,從而隨意改變混凝土的初凝、終凝時間。
圖1
整治隧道滲漏水,應(yīng)查明水源、滲漏水位置及滲漏水量大小,遵循“拱部以堵為主、邊墻以排為主,防、排、堵、截相結(jié)合,因地制宜,綜合治理”的原則進(jìn)行整治,達(dá)到防水可靠,經(jīng)濟(jì)合理。
“防”——襯砌防抗?jié)B和襯砌外防水,包括襯砌外圍防水層和壓注漿體,主要針對于在隧道施工作業(yè)過程中的防水措施。
“截”——截斷隧道洞頂及邊墻山體水流??梢圆捎枚错斣黾涌v橫向排水溝,使水排出洞頂之外,不滲入隧道初襯結(jié)構(gòu)背底,主要用于隧道初襯外病害。隧道洞頂截水溝或排水溝要經(jīng)常清理,保證流水暢通不淤積。
“堵”——堵塞隧道內(nèi)襯砌裂隙的滲漏水。如面積較小、滲漏不大,可直接封閉;如大面積、滲漏水大,可采用封閉、鉆孔灌漿,結(jié)合開鑿暗槽排水,鋪設(shè)防水層、壓注灰漿或化學(xué)漿液等辦法,將滲漏水集中起來,按照規(guī)定出水口(如設(shè)置盲溝等)排出,防止水源到處分散滲漏。
“排”——排出隧道內(nèi)及底部水流,山嶺隧道排水順暢顯得尤為重要。可采取縱橫向排水盲管、邊墻及鐵路中心線排水溝,防洪汛前汛期排水溝需經(jīng)常清理,保持排水暢通。貴州在寒冷冬季,對于中心排水溝及洞外排水溝,還需做好相應(yīng)防凍措施。在襯砌背后每隔30m 左右(滲漏水嚴(yán)重部位間距要加密),須設(shè)置排水暗溝或盲溝,通過儲水溝將引出至中心排水溝內(nèi)。
鐵路隧道滲漏水病害整治“防截堵排”,應(yīng)本著因地制宜,有效截堵,合理疏導(dǎo)相結(jié)合的原則。
隧道滲漏水與所處山體環(huán)境、巖石土體類別、襯砌結(jié)構(gòu)以及施工質(zhì)量密切相關(guān),應(yīng)在充分現(xiàn)場勘察,查閱內(nèi)業(yè)資料基礎(chǔ)上(包括隧道所處地殼板塊、巖層巖性、襯砌構(gòu)造、地下水或地表水、滲漏水位置及水量大小等),優(yōu)化制定施工整治方案。
①堵漏處理。研究蜂窩、孔洞滲漏水的情況,查找漏水位置,進(jìn)行堵漏處理。進(jìn)行堵漏的材料可用各種速凝防水材料,也可采用水泥速凝材料、水玻璃漿體等各種專用材料。
②修補(bǔ)處理。進(jìn)行修補(bǔ)時,首先將裂縫剔鑿成八字形凹槽,表面打毛處理,剔除松散石子,沖刷干凈后用水泥素漿打底,再抹1∶2.5 水泥砂漿進(jìn)行找平壓實,或基層修補(bǔ)處理完成后,根據(jù)漏水情況采取不同的補(bǔ)漏措施,所選用的補(bǔ)漏材料一定要符合國家防水規(guī)范,按照不同的施工工藝進(jìn)行,此種修補(bǔ)處理在隧道拱頂要慎用,防止造成掉塊。
4.2.1 拱部(或邊墻)滲漏水
①注漿將不透水的膠凝物質(zhì)(可選丙凝、聚氨酯漿液)通過鉆孔注入擴(kuò)散到初砌及背后一定深度的巖層裂隙中去,把裂隙中的水?dāng)D走,堵住地下水的通路,減少或防止襯砌漏水,同時起到固結(jié)破碎巖層的作用。這種方法只要應(yīng)用得當(dāng),對整治隧道漏水具有較好效果。禁止使用水玻璃漿液做永久堵水材料,因為水玻璃短期內(nèi)效果雖好,但不耐久。
②初砌外貼防水層,如與排水設(shè)施結(jié)合得好是能夠根治水害的,可采用防水性較好的焦油聚氨酯冷涂或其他防水材料,由于外貼防水層施工困難,失效后不易重做。
圖2 川黔上行線洋壩隧道拱頂漏水整治圖
③襯砌內(nèi)貼防水層是整治大面積漏水病害的常用方法,可采用抗裂性防水涂料和防水砂漿(摻入防水劑和速凝劑水泥砂漿)抹面,若滲漏水量大或水壓較大時,應(yīng)首先進(jìn)行排水處理。
4.2.2 隧道施工縫、變形縫滲漏水的整治方法
鐵路隧道的滲漏水常發(fā)生在襯砌中的施工縫、變形縫的部位。實際上,當(dāng)施工質(zhì)量和襯砌材料達(dá)到要求時,滲漏水一般很難從混凝土表面發(fā)生,而接縫才是經(jīng)常滲漏水的部位,它是防水最弱、耐久性最差的部位,隧道接縫處部位不可避免地會發(fā)生變形[2]。
施工縫及變形縫滲漏水可采用嵌填彈性橡膠防水條、膨脹嵌縫膩子條、橡膠止水帶等,對于施工接縫處可根據(jù)現(xiàn)場情況采用壓注水溶性聚氨酯等速凝止水漿液。
4.2.3 引水歸槽施工法整治隧道襯砌裂縫滲漏水
在隧道襯砌裂縫滲漏水比較集中(如一點或一條縫漏水)的地方,尋找其水源,用鑿巖機(jī)或鋼釬將漏水孔眼擴(kuò)大并穿透襯砌,使其背后積水通過此孔流入事先在襯砌中鑿好的“U”形槽內(nèi)排除。引水歸槽是隧道拱頂漏水常用的方法。圖2 是川黔上行線洋壩隧道拱頂漏水整治圖。該方法簡單易行,效果明顯。但要求鐵路供電接觸網(wǎng)停電配合,需在天窗時間內(nèi)進(jìn)行施工作業(yè),會給鐵路行車運輸生產(chǎn)帶來較大影響。
鐵路隧道滲漏水病害,應(yīng)遵循“以排為主,有效截堵,合理疏導(dǎo),防、截、排、堵相結(jié)合,因地制宜,經(jīng)濟(jì)可靠”的原則進(jìn)行整治。維護(hù)好隧道防排水設(shè)施,確保排水溝通暢,保持隧道干燥,確保鐵路隧道正常運營,減少隧道病害發(fā)生率。