張建濤
摘要:滲漏水病害是危及隧道結(jié)構(gòu)和運營安全的一種常見的病害,本文淺談隧道滲漏水病害發(fā)生的原因、治理措施。
關(guān)鍵詞:隧道、滲漏水、治理
隧道滲漏水是隧道常見病害之一,由于隧道滲漏水,增加了隧道內(nèi)空氣的濕度,極易造成對照明燈具、鋼軌、基礎(chǔ)等部位的加快損壞,特別是隧底冒水,直接危及隧道的使用功能;隧道滲漏水還加快了襯砌混凝土的碳化速度,特別是有腐蝕性的地下水,破壞了混凝土的結(jié)構(gòu),減少了隧道的使用壽命。嚴寒地區(qū)的隧道滲漏水的危害更大,由于冬季滲漏水結(jié)冰,形成冰柱,更有甚者會侵入限界。年復一年的凍融循環(huán),破壞了混凝土的結(jié)構(gòu),嚴重影響隧道行車安全。本文重點淺談隧道滲漏水產(chǎn)生的原因及表現(xiàn)形式及整治措施,不足之處懇請指導。
一、產(chǎn)生隧道滲漏水的原因分析。
隧道滲漏水產(chǎn)生的原因是多方面的,有客觀存在的原因,但更多的是人為因素造成的 ,分析隧道滲漏水發(fā)生的原因,有利于有針對性的進行整治。
1、地層中的地下水按照由高壓力區(qū)向底壓力區(qū)滲透、補充、排泄的規(guī)律,形成了自己正常的循環(huán)系統(tǒng),通過正常的循環(huán)系統(tǒng),保持了地下水的基本穩(wěn)定。
由于隧道開挖,在原有地層中形成了一個“空洞”,破壞了原本地下水的平衡狀態(tài),形成了地下水的低壓力區(qū),改變了地下水的徑流方向,向著開挖后的隧道方向匯集。由于地下水徑流路線的改變使流入隧道附近的地下水量增多,給隧道滲漏水創(chuàng)造了充分的條件。
2、隧道施工質(zhì)量控制不佳,是隧道滲漏水發(fā)生的主要因素。
在隧道結(jié)構(gòu)防水中,防水混凝土是防水的主體,只要讓土體達到防水效果,其他問題就比較容易解決了。在前期的設(shè)備排查過程中我們發(fā)現(xiàn)個別隧道襯砌存在混凝土襯砌不密實,表面蜂窩麻面現(xiàn)象嚴重,襯砌開裂等現(xiàn)象,給地下水的滲漏開辟了通道。由此我們可以推測前期在防水混凝土施工中,有可能存在以下問題:
(1)不按規(guī)定澆筑混凝土。在澆筑高度大于2m的情況下,不采取任何措施或采取措施未能起到有效效果就進行澆筑,造成混凝土離析。
(2)未按規(guī)定進行混凝土振搗,致使混凝土不密實。
(3)拆模時間過早。
(4)未按規(guī)定時間進行養(yǎng)護。
3、施工縫、沉降縫施工時,操作不細,防水卷材鋪設(shè)不到位。
(1)中埋式止水帶固定不牢,澆筑混凝土時有卷起現(xiàn)象。
(2)止水條安放不規(guī)范,不按規(guī)定嵌入槽內(nèi),而是隨意粘貼或釘在接頭混凝土表面,造成扭曲、變形;即使設(shè)在嵌槽內(nèi),也沒有把灰土和浮渣清理干凈。
(3)施工縫、沉降縫處混凝土振搗不密實、止水帶和止水條與混凝土不密貼。
4、隧道基底處理不到位,地下水隱蔽在底板以下,造成隱患。
隧道底板是防水最薄弱的地方,在施工過程中往往基底處理不干凈,有殘留的泥水,在澆筑時,混凝土不能和地層緊密結(jié)合,中間存在泥沙夾層,影響了混凝土的質(zhì)量,給防水造成了很大的隱患。隧道運營后,在列車動載及沖擊荷載的作用下,隧道底板容易引起破裂,地下泥水便從下面冒出,具體表現(xiàn)在軌道板支撐層處產(chǎn)生滲水。
5、塑料防水板質(zhì)量不過關(guān)。
塑料防水板是復合襯砌結(jié)構(gòu)防水中一道重要的防線,在襯砌中起到了防水、抗裂的作用。但在現(xiàn)場檢查過程中發(fā)現(xiàn)存在以下問題:
防水板和熱熔墊片進行焊接,但是個別地方存在焊接工藝等問題,造成漏焊、焊穿等現(xiàn)象時有發(fā)生。
對鋪設(shè)好的塑料防水板保護不夠,防水板被扎破、燒破,在二次襯砌前未能有效對破損處修補。
二、隧道滲漏水主要表現(xiàn)形式。
1、點狀滲漏水
滲漏水在隧道內(nèi)表面呈單點滲漏水,周圍沒有連續(xù)。
2、線狀滲漏水
滲漏水在隧道內(nèi)表面呈水平向、豎向、斜向或彎曲型的縫,整條縫均有滲漏水現(xiàn)象。
3、面滲漏水
滲漏水在隧道內(nèi)表面呈區(qū)域性,區(qū)域內(nèi)有點狀、線狀,但距離較近,不能相互分開單獨處理。
4、濕漬
在隧道內(nèi)沒有明顯的滲漏水現(xiàn)象,沒有水流或水滴,但隧道表面長期潮濕。相對于前三種表現(xiàn)形式,濕漬對隧道壁危害程度相對較少。
三、隧道內(nèi)整治滲漏水的原則。
一般整治隧道滲漏水采取的原則是:“防、排、截、堵、相結(jié)合,因地制宜、綜合治理”。
四、采取的整治措施。
1、點漏的整治措施。
點漏為滴水、滲水時,采用襯砌外注漿整治措施,并在表面噴涂水泥基滲透結(jié)晶型防水涂層。
①注漿孔打設(shè)
注漿孔的布置為滲漏水點中心布置一處注漿孔,外側(cè)0.2m~0.3m處均勻布置4個注漿孔。
注漿管安裝方式為鉆孔固管,采用沖擊電鉆或風槍,鉆孔直徑2cm,孔深約為襯砌厚度的三分之一,不得超過襯砌厚度的二分之一。
安裝注漿管時,應(yīng)清洗孔壁混凝土殘屑,注漿管應(yīng)緊抵孔底出水點,用環(huán)氧砂漿等封縫固管材料緊密填塞孔管間隙,孔口用鐵抹壓實抹平。
注漿管埋設(shè)封縫固定后,其外露部分長度為8~10cm,以便與注漿設(shè)備管路連接。封縫完成,待封縫材料固結(jié)后,應(yīng)對其進行質(zhì)量檢查,滲漏水只能從注漿管內(nèi)流出,其它部位不得有滲水現(xiàn)象,否則應(yīng)重新封埋或采用涂刷環(huán)氧樹脂進行補救。待達到質(zhì)量要求后,方可進行下步作業(yè)。
②注漿
封縫養(yǎng)護數(shù)天,待封縫材料具有一定強度后,進行壓水試驗,以檢查封縫質(zhì)量及固管強度,疏通裂縫,確定壓漿參數(shù),其壓力應(yīng)維持在0.4MPa左右,試驗需詳細記錄各注漿管出水時間及水量。試驗過程中若出現(xiàn)封縫漏水則重新進行封補,壓水應(yīng)測定水壓及進水量,作為注漿的依據(jù)。
注漿流程及機具布置簡圖如下:
注漿前對整個注漿系統(tǒng)進行全面檢查,在注漿機具運轉(zhuǎn)正常,管路暢通的條件下,方可注漿。注漿采用環(huán)氧樹脂漿液,注漿順序為先周邊孔,再注中間孔。
③注漿效果檢查
注漿完成后,必須對注漿效果進行檢查,以確保堵水的質(zhì)量。檢查的方法有分析法和觀察法。對于不符合要求的地段必須進行補孔注漿。
分析法主要是對鉆孔記錄進行的統(tǒng)計分析,檢查每孔是否達到注漿結(jié)束標準。
觀察法:通過為期不小于1年的觀察,確保襯砌表面無濕漬。
對于檢測不合格的部位重新打孔注漿。
④噴涂水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料
注漿結(jié)束后在注漿范圍外不小于1m進行噴涂水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料,且四邊平整,確保美觀。
噴涂水泥基滲透結(jié)晶型材料前應(yīng)清潔二次襯砌混凝土表面,應(yīng)確?;炷帘砻娓蓛魸駶?,但不應(yīng)有明顯的水印。
水泥基滲透結(jié)晶型材料噴涂后,40分鐘開始初凝,8小時后開始固化,此時應(yīng)及時噴霧進行養(yǎng)護,但嚴禁噴水沖刷以防止活性材料的流失。養(yǎng)護次數(shù)不得小于3~5次/d,養(yǎng)護時間為3~5天。
2、縫漏的整治措施。
縫漏為股流、射流、線流或多處滴水時,采用鉆泄壓引排孔、襯砌外注漿整治措施,并在表面噴涂水泥基滲透結(jié)晶型防水涂層。
(1)首先在襯砌滲水段邊墻排水槽鉆泄壓排水孔,間距1.5m,高度同原設(shè)計維護孔高度,深度至襯砌背后。
(2)其次根據(jù)鉆泄壓排水孔后,施工縫滲水情況決定是否在襯砌邊墻鉆孔引排。若需要,則在排水槽頂面上15cm高處,鉆φ80泄壓排水孔,深度至防水板背后,鑿槽引排至水溝,外斜30°打入8cm 長的M8 膨脹螺栓,沿隧道環(huán)向間距30cm,膨脹螺栓外露1.5cm,與Φ8鋼筋焊接連接。在溝槽兩側(cè)壁涂刷界面膠,然后再充填支座灌漿料或軌道板修補砂漿,抹至與襯砌混凝土表面齊平。
注漿封堵
①施工縫注漿范圍為向無滲漏方向外延1m,孔距0.3m~0.5m,環(huán)向施工縫及側(cè)溝電纜槽未施作的縱向施工縫沿縫兩側(cè)交錯布置,側(cè)溝電纜槽已施作的縱向施工縫單側(cè)布置。
注漿管安裝方式為鉆孔固管,采用沖擊電鉆或風槍鉆斜孔穿過裂縫(或穿過襯砌結(jié)構(gòu)至止水帶迎水面),斜孔傾角宜為45°~60°,鉆孔直徑2cm,施工縫應(yīng)根據(jù)環(huán)向止水帶位置確定孔深,孔深約為襯砌厚度的三分之一,不得超過襯砌厚度的二分之一。
注漿管埋設(shè)封縫固定后,其外露部分長度為8~10cm,以便與注漿設(shè)備管路連接。封縫材料應(yīng)隨拌隨抹,每次拌和不宜超過1kg干料,封縫固定管應(yīng)不間斷一次完成。
封縫完成,待封縫材料固結(jié)后,應(yīng)對其進行質(zhì)量檢查,滲漏水只能從注漿管內(nèi)流出,其它部位不得有滲水現(xiàn)象,否則應(yīng)重新封埋或采用涂刷環(huán)氧樹脂進行補救。待達到質(zhì)量要求后,方可進行下步作業(yè)。
②封縫養(yǎng)護數(shù)天,待封縫材料具有一定強度后,進行壓水試驗,以檢查封縫質(zhì)量及固管強度,疏通裂縫,確定壓漿參數(shù),其壓力應(yīng)維持在0.4MPa左右,試驗需詳細記錄各注漿管出水時間及水量。試驗過程中若出現(xiàn)封縫漏水則重新進行封補,壓水應(yīng)測定水壓及進水量,作為注漿的依據(jù)。注漿結(jié)束后,用鐵絲將注漿管外露部分反轉(zhuǎn)綁扎,待漿液終凝后,割除外露部分并將注漿孔周圍及管口打磨平整。
③注漿效果檢查
注漿完成后,必須對注漿效果進行檢查,以確保堵水的質(zhì)量。檢查的方法有分析法和觀察法。對于不符合要求的地段必須進行補孔注漿。
分析法主要是對鉆孔記錄進行的統(tǒng)計分析,檢查每孔是否達到注漿結(jié)束標準。
觀察法:通過為期不小于1年的觀察,確保襯砌表面無濕漬。
對于檢測不合格的部位重新打孔注漿。
④噴涂水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料
注漿結(jié)束后在注漿范圍外不小于1m進行噴涂水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料,且四邊平整,確保美觀。
在現(xiàn)場實踐過程中發(fā)現(xiàn),點漏和縫漏在現(xiàn)場存在的問題最多,所以在現(xiàn)場整治滲漏水的措施中尤以上述兩種方法應(yīng)用最多。
隧道滲漏水問題涉及到方方面面,我們只有客觀的去看待,找到問題的規(guī)律,摸清病害起因,才能做到有的放矢。這就要求我們在平時的設(shè)備檢查過程中對隧道滲漏水處作為重要項點加以關(guān)注,同時認真做好問題記錄,并且要學會動態(tài)的去分析,每月對比、每季對比、每年對比,逐漸掌握其變化規(guī)律,為將來集中整治提供科學依據(jù),最終消滅滲漏水病害,為高鐵安全高速運行做出我們應(yīng)有的貢獻。
參考文獻:
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