1、1热烈祝贺热烈祝贺中铁隧道集团二处有限公司中铁隧道集团二处有限公司首届科技大会首届科技大会胜胜 利利 召召 开开!2隧道渗漏水病害隧道渗漏水病害的预防与治理的预防与治理中铁隧道集团有限公司中铁隧道集团有限公司洛阳科学技术研究所洛阳科学技术研究所韩忠存韩忠存 张文强张文强3摘摘 要要 渗漏水病害是危及隧道结构和运营安全的一种常见的病害,本文分析了隧道渗漏水病害发生的原因、预防及治理措施。关键词：关键词：隧道 渗漏水 预防 治理4 隧道渗漏水是国内外隧道常见病害之一，有隧道渗漏水是国内外隧道常见病害之一，有关资料统计，关资料统计，19901990年，日本建成通车的公路隧道年，日本建成通车的公路隧道
2、67056705座，总长座，总长1970km1970km，其中运行条件恶化隧道占，其中运行条件恶化隧道占23.9%23.9%，大部分为隧道衬砌开裂渗漏水；我国，大部分为隧道衬砌开裂渗漏水；我国19971997年，铁路隧道年，铁路隧道50005000多座，总长多座，总长2500km2500km，其中因渗，其中因渗漏水影响运营的达漏水影响运营的达15021502座，占隧道总数的座，占隧道总数的30%30%。前言前言5渗漏水型式渗漏水型式-拱部漏水-边墙淌水-三缝（施工缝、变形缝、砼裂缝）渗漏水-隧底道床及路面积水-隧底翻浆冒泥6渗漏水的危害渗漏水的危害-钢轨、通讯、照明等设施的损坏-直接危及隧道的
3、使用功能，造成不应有的交通事故-破坏混凝土的结构，减少了隧道的使用寿命-降低地下水位，对生态环境造成破坏 7 由于隧道渗漏水的普遍性和严重的危害性，引起了工程界的高度重视，不少专家学者和科研单位，对此进行了研究。近年来，中铁隧道集团公司科研所也结合工程实践，对隧道渗漏水发生的原因、预防措施和治理技术等方面进行了研究，并成功地整治了多座隧道，取得了一定的成绩。8 隧道渗漏水产生的原因是多方面的，有客观存在的原因，但更多的是人为因素造成的。分析隧道渗漏水发生的原因，有利于有针对性的预防和整治。隧道渗漏水发生的原因分析隧道渗漏水发生的原因分析 9 隧道的开挖，在原有地层中形成了一个“空洞”，破坏了原
4、地下水的平衡状态，形成了地下水的低压力区，改变了地下水的地下径流方向，向着开挖后的隧道方向汇集。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，在此范围内，由于地层的原始地应力的调整，围岩产生变形，裂缝张开，从而使地下水沿张开裂缝流入隧道，而在离隧道开挖轮廓线较远处，地层未受到扰动，地下水的径流路线仍按原来的规律进行技术措施。原因之一原因之一 隧道的开挖使地下水渗流场发生了改变，隧道周隧道的开挖使地下水渗流场发生了改变，隧道周边的地下水集中向隧道方向排泄。边的地下水集中向隧道方向排泄。10 长期以来，人们对隧道渗漏水的病害的危害性认识不足，因此在隧道设计上存在重结构、轻防水的倾向。
5、许多设计人员对结构强度、刚度及稳定度进行多次计算、验算（这是很必要的），但除了水沟断面尺寸外，很少有人对防排水进行计算，即使在高水压地段水压值的计算，也只是考虑结构设计的需要。对隧道防水最薄弱的底部，即使软岩或遇水易软化的岩石（如泥岩），既不设仰拱，又不铺底，放任地下水侵入道床，形成翻浆冒泥，危及行车安全。施工缝、变形缝处理材料只是按工程类比法（有些比较还并不同类）选用，很少按材料性能，地下水压力等进行计算等等。原因之二原因之二 隧道防排水设计上存在诸多漏洞。隧道防排水设计上存在诸多漏洞。11原因之三原因之三 隧道施工质量控制不佳，是隧道渗漏水发生的主隧道施工质量控制不佳，是隧道渗漏水发生的主
6、要因素。要因素。一、防水混凝土未达到预期的防水效果 主要是目前的防水混凝土施工中，违规作业的现象时有发生，导致混凝土质量差。1 不按设计配合比配制防水混凝土，特别是随意加水的现象并不罕见。2 不按规定浇筑混凝土。在浇筑高度大于2m的情况下，不采取任何措施进行浇筑，造成混凝土离析。3 未按规定进行混凝土振捣，致使混凝土不密实。4 拆模时间过早。5 未按规定的时间养护。12 二、施工缝、变形缝处理时，操作不细，防水材料形同虚设。主要是在实际施工中，存在着马虎、粗糙的现象：1 中埋式止水带固定不牢，浇筑混凝土时有卷起现象。2 止水条安放不规范，不按规定镶入槽内，而是随意粘贴或钉在接头混凝土表面，造成
7、扭曲、变形；即使设了镶嵌槽，也不把灰土和浮碴清理干净。3 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。由于以上原因，隧道建成后施工缝、变形缝渗漏水几率最高，有关资料表明，施工缝、变形缝渗漏水占隧道总渗漏水的60%以上，个别工程甚至出现“见缝必漏、无缝不漏”的现象，不得不花费高昂的代价进行整治。目前的防水混凝土施工中，违规作业的现象时有发生，导致混凝土质量差。13 三、隧道基底处理不到位，地下水隐蔽在底板以下，造成隐患。隧道底板是防水最薄弱的部位，在以往的隧道设计中，底板不采取任何防排水措施，仅靠仰拱或铺底混凝土进行防水。但施工中经常出现漏洞，主要是基底处理不干净，有残留的泥
8、水，在浇筑时，混凝土不能和地层紧密结合，中间存在泥沙夹层，影响了混凝土的质量，给防水造成了很大的隐患。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，地下泥水便从下面冒出，轨道变形，直接危及行车安全。14 四、塑料防水板千疮百孔，防水只是一句空话。塑料防水板是复合衬砌结构防水中一道重要的防线，塑料防水板从选材到无钉铺设、机械双焊缝等施工工艺都有了长足进步，塑料防水板在许多工程上都起到了防水、抗裂的作用。但就在目前，塑料防水板的铺设也不尽人意。1 不采用无钉铺设工艺，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。2 焊接工艺不过关，漏焊、焊穿现象仍有发生。3 对铺设好的
9、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。对于塑料板的破损，有人讲，“打把破伞总比不打伞好”。实际上，塑料板与二衬混凝土之间不会粘贴，总留有透水间隙，只要塑料板漏水，就会一漏百漏，而且治理时寻找水源也非常困难。15 五、隧道排水形不成体系，不能有效地排除衬砌背后的积水。隧道与地下工程防水原则是：“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”。因此有限制地排出衬砌背后的地下水，减小地下水对衬砌的压力，也是结构防水的关键所在。但目前隧道施工中，虽也建立了防排水体系，但由于种种原因，常使体系功能失效，如在二衬或注浆施工中，由于对排水盲沟、盲管未进行有效的保护，砂浆、浆液堵
10、塞了盲沟、盲管，起不到排水作用；有的不设泄水孔或泄水孔堵塞，上部盲沟、盲管的水排不到排水沟中。这样，衬砌背后地下水越积越多，就在衬砌薄弱地方渗流排泄出来。16原因之四原因之四 防水材料选择失当，不能满足长期防水需要防水材料选择失当，不能满足长期防水需要。近几年来，隧道与地下工程防水材料迅速发展，防水注浆材料、混凝土外加剂、各种止水带、止水条、嵌缝防水腻子、渗透结晶型材料等，应有尽有。在众多生产厂家蜂拥而至的情况下，难免会发生鱼目混珠的情况。有些标称为橡胶防水腻子中根本无橡胶成份，抗水性极差，在水中浸泡很短时间便崩解；有些厂家生产的双面复合无纺布的塑料防水板，边上厚、中间薄，更有甚者，中间仅是两
11、层无纺布复合，根本就没有塑料板；止水带、止水条的橡胶成份低，力学性能达不到使用要求；排水盲管刚度小，混凝土浇筑压力将其挤扁等等。虽然这些伪劣产品不是材料的主流，但如果不认真鉴别，不认真选择，一旦使用，定将后患无穷。17隧道渗漏水病害的预防隧道渗漏水病害的预防 隧道渗漏水发生的原因是多方面的，而且人为因素占主导地位，为了减少隧道渗漏水病害的发生，就必须采取相应的预防措施。18-设多道防线防水-重视防水混凝土的抗渗等级和其它技术指标-重视塑料防水板的材料及性能-重视接缝及预埋件的防水材料及性能指标-隧道的内、外（明、暗）排水系统、材料及性能指标 措施之一措施之一 重视隧道防排水设计工作，完善隧道防
12、排水设计。重视隧道防排水设计工作，完善隧道防排水设计。19-浅埋隧道上方的洼地要填平，减少池塘或沟渠水下渗。-减少开挖对地层的扰动-在高压、富水、破碎、软弱围岩地段，开挖前进行全断面或帷幕注浆 措施之二措施之二 尽量隔断或减少地下水向隧道方向的渗流。尽量隔断或减少地下水向隧道方向的渗流。20-严格按防排水设计和施工规范进行施工严格按防排水设计和施工规范进行施工-强化隐蔽工程的检查验收制度强化隐蔽工程的检查验收制度-有防排水工程施工经验的人组织和进行施有防排水工程施工经验的人组织和进行施工工 措施之三措施之三 强化防排水工程施工管理，确保防排水工程质量。强化防排水工程施工管理，确保防排水工程质量
13、。21 为使隧道防水可靠，必须在众多的防水材料中进行试验、检验，挑选出物理力学性能满足防水要求、稳定性及耐久性好的，用于防排水工程之中。措施之四措施之四 选用物理力学性能满足防水要求、稳定性及耐久选用物理力学性能满足防水要求、稳定性及耐久性的防水材料。性的防水材料。22隧道渗漏水的治理隧道渗漏水的治理 隧道渗漏水型式多种多样，但其渗漏水机理是一致的，即渗水处与结构外地层存在水力联系或结构存在渗水通道。渗漏水治理时需仔细分析渗漏水成因，从根本入手，采取针对性的措施，遵循“排堵结合、刚柔相济、因地制宜、综合治理”的原则。23-施工缝“以堵为主”，清洗槽内杂物，埋设68注浆管注浆。-混凝土裂缝可直接
14、埋设注浆管注浆。-环向缝自下而上注浆。-如针注后仍有渗漏或存在渗漏隐患之处应凿槽引排。治理措施之一治理措施之一 施工缝及混凝土裂缝渗漏水治理。施工缝及混凝土裂缝渗漏水治理。24-凿槽埋管进行引排-沿变形缝台阶形切槽连通排水通道-清除槽底杂物-窄槽底部嵌入止水条-外用柔性防水材料封堵-嵌入透水弹簧盲管，用PVC半管封盖，盲管同槽壁间空隙用防水腻子密封-防水砂浆等材料封堵并抹平沟槽治理措施之二治理措施之二 变形缝渗漏水治理。变形缝渗漏水治理。25治理措施之三治理措施之三 大面积渗漏水治理。大面积渗漏水治理。-衬砌背后从低向高回填注浆-渗漏处混凝土表面针注超细水泥浆或环氧树脂等化学浆液-充填混凝土内
15、部空隙及细小裂缝，采用水泥基结晶渗透型防水材料涂抹26治理措施之四治理措施之四 基底渗漏水及翻浆冒泥的治理。基底渗漏水及翻浆冒泥的治理。-加深洞内排水沟-铺设横向盲沟、盲管将水引入排水沟中-回填加固注浆27治理措施之五治理措施之五 特殊部位渗漏水治理。特殊部位渗漏水治理。-针注超细水泥浆或水溶性聚胺脂等可注性较好的材料-周边凿开，在螺栓或预埋件上套遇水膨胀橡胶圈，用防水砂浆抹平-表面再采用水泥基结晶材料进行处理28工程实例工程实例大垭口隧道病害治理前大垭口隧道病害治理前 大垭口隧道病害治理后大垭口隧道病害治理后 工程实例之一工程实例之一 万开公路大垭口隧道病害治理万开公路大垭口隧道病害治理29
16、工程实例之二工程实例之二 深圳宝安南人行地下通道渗漏水治理深圳宝安南人行地下通道渗漏水治理30工程实例之三工程实例之三 郑州火车站旅客地道渗漏水治理郑州火车站旅客地道渗漏水治理31工程实例之四工程实例之四 西合线磨沟岭隧道渗漏水治理西合线磨沟岭隧道渗漏水治理32 对于隧道及地下工程普遍的渗漏水状况，其彻底消除的关键在于施工控制，只有严格工艺控制，规范施工操作，才能防患于未然，做到一劳永逸，从而真正达到节约成本、优质高效的工程目标，使渗漏水不再是隧道及地下结构的通病。随着地下工程技术的发展及防水技术的进一步完善，在广大工程技术人员的高度重视及共同努力下，相信不久的将来地下工程的防水状况会发生日新月异的变化。结束语结束语 33
