淺談隧道漏水病害整治方法

1、西南交通大學(xué)專升本畢業(yè)論文論文題目：淺談隧道漏水病害整治方法課程名稱：隧道工程任課教師：金雅妮專 業(yè)：土木工程班 級(jí)： 13級(jí)土木工程專升本2班學(xué) 號(hào)：20134166姓 名:周海章2015年10 月30 日fl錄第一章緒論3第二章隧道漏水的影響和危害4第三章隧道漏水的原因5第四章隧道漏水的原因分析6第五章水源判斷7第六章整治漏水的方法76. 1截水的方法76. 2堵水的方法86. 3排水的方法錯(cuò)誤！未定義書簽。6. 4拱部或邊墻漏水的整治方法116. 5邊墻淌水的整治方法116. 6施工縫、伸縮縫、沉降縫漏水的整治方法116. 7仰拱冒水的整治方法錯(cuò)誤！未定義書簽。6. 8襯砌漏水的整治方法

2、116. 9增設(shè)內(nèi)防水層12第七章隧道防、排水設(shè)施質(zhì)量要求12第八章 滲漏水整治技術(shù)關(guān)鍵13第九章結(jié)束語14致謝14參考文獻(xiàn)14淺談隧道漏水病害整治方法緒論滲漏水是鐵路隧道的主要質(zhì)量通病之一。目前，國內(nèi)外設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)單位都十分重視對隧道工程結(jié)構(gòu)防排水措施與滲漏水的 治理。若結(jié)構(gòu)防排水措施不當(dāng)，必將導(dǎo)致滲漏水治理工作進(jìn)行得不 徹底，勢必給工程帶來各種水害影響，產(chǎn)生種種不良的后果，造成 巨大的經(jīng)濟(jì)損失。鐵路隧道的特點(diǎn)之一就是防水要求比較高，滲漏 水將直接危及行車安全，引起工程結(jié)構(gòu)破壞，影響工程的使用。如：滲漏水使隧道內(nèi)鐵路設(shè)備腐蝕嚴(yán)重；增加洞內(nèi)濕度，降低風(fēng)機(jī) 等的工作效率；使襯砌工程腐蝕，造成

3、結(jié)構(gòu)的破壞等。鐵路隧道滲漏水主要存在于：一是襯砌的縫隙，包括伸縮縫、施工縫、沉降縫等；二是產(chǎn)生于襯砌本身的薄弱部位。主要表現(xiàn)為小面 積的漫滲；拱腳、襯砌施工縫等部位集中滲漏，有明顯水流；在拱部 襯砌滲、滴水，嚴(yán)重的滴水成線；襯砌薄弱環(huán)節(jié)滲漏水，嚴(yán)重的出現(xiàn) 涌水等。目前，工程上對鐵路隧道滲漏水的預(yù)防主要為“三道防線”， 即圍巖注漿堵水、防水層防水、襯砌加止水帶防水。本文結(jié)合惠大鐵 路水口隧道的滲漏水防治情況，對鐵路隧道滲漏水的綜合防治進(jìn)行探 討。摘要：隧道漏水與隧道所處的環(huán)境和結(jié)構(gòu)以及施工質(zhì)量有關(guān)，應(yīng)在充分調(diào)查后，并掌握隧道所處的地質(zhì)、襯砌構(gòu)造、施工質(zhì)量、水源、 漏水位置及水量的大小等資料的基礎(chǔ)

4、上，再遵循“以排為主，防、截、 排、堵相結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則進(jìn)行整治才能奏效。鐵路隧道是在修建鐵路中，為了改善線路平、縱斷面，減緩坡度，減少曲線和加大曲線半徑，克服高程障礙，縮短線路長度，減少盤山 繞行，避免深路塹，避開滑坡等不良地段和城市建筑物以及避免修建 跨越山川、江、湖等大橋，而在巖石或土體內(nèi)修建的地下建筑物。隧道修建運(yùn)營后，由于隧道所處的地理地質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工質(zhì) 量、襯砌竣工后受腐蝕以及平時(shí)對隧道的養(yǎng)護(hù)維修不到位等因素，致 使隧道漏水病害時(shí)常發(fā)生。隧道漏水會(huì)造成洞內(nèi)潮濕，影響洞內(nèi)設(shè)備的正常使用，縮短設(shè)備 的使用壽命，從而增加了維修工作量。嚴(yán)寒地區(qū)隧道漏水，會(huì)造成凍 脹，損

5、壞襯砌及防排水設(shè)施，漏水結(jié)冰也可能侵入限界，危及行車安 全。電力牽引區(qū)段和有電力配線時(shí)，會(huì)使絕緣失效，發(fā)生短路、跳閘、 放電等事故，危及行車安全和養(yǎng)護(hù)人員作業(yè)的人身安全，因此，隧道 漏水必須及時(shí)整治，消除安全隱患。關(guān)鍵詞：隧道漏水病害整治一、隧道滲漏水的影響和危害隧道滲漏水對隧道穩(wěn)定、洞內(nèi)設(shè)施、行車安全、地面建設(shè)和隧 道周圍水環(huán)境產(chǎn)生諸多不良影響甚至威脅。(1)滲漏水促使混凝土襯砌風(fēng)化、剝蝕，造成襯砌結(jié)構(gòu)破壞； 滲漏水還會(huì)軟化圍巖，引起圍巖變形；有些隧道滲水中含有侵蝕性 介質(zhì)，造成一般的襯砌混凝土和砌筑砂漿腐蝕損壞，降低襯砌的承 載能力；在寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)，隧道漏水會(huì)造成邊墻結(jié)冰，侵入隧道 建筑

6、限界，還會(huì)造成襯砌凍脹裂損。（2）滲漏水加快內(nèi)部設(shè)備（通訊、照明、鋼軌等）銹蝕，影響設(shè)備的正常使用，縮短線路設(shè)備的使用壽命，增加維修費(fèi)用。（3 ）水害引發(fā)路基下沉、基底裂損、翻漿冒泥等病害，導(dǎo)致鐵路線路軌距水平變形超限，凍脹引發(fā)洞內(nèi)線路起伏不平，以及洞內(nèi) 漏水潮濕降低輪軌粘著力，均會(huì)影響行車安全；水害使電絕緣失 效、短路、跳閘，影響安全運(yùn)營，引發(fā)漏電傷人事故；少數(shù)隧道， 暴雨后隧道鋪底破損涌水，造成淹沒軌道，沖空道床，影響行車安 全。二、隧道滲漏水的原因引起隧道滲漏水的原因很多，具體原因如下：1.1設(shè)計(jì)上的原因（1）由于某種原因，隧道設(shè)計(jì)在山溝破碎帶或斷帶上又未進(jìn)行 防排水處理，地表水大量補(bǔ)給

7、地下，最終造成隧道滲漏；（2）對 不穩(wěn)定的地基沒有進(jìn)行處理造成地基不均勻沉降，導(dǎo)致補(bǔ)砌結(jié)構(gòu) 出現(xiàn)縫或隙，從而產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象；（3 ）拆模時(shí)間過早，或圍巖壓 力過大超過襯砌體的設(shè)計(jì)荷載等，都能使襯砌內(nèi)應(yīng)力超過其破 壞強(qiáng)度而導(dǎo)致隙和縫。1.2施工原因（1 ）混凝土沒有按放水級(jí)配設(shè)計(jì)施工，在地下水壓力較大的地 方，由于抗?jié)B標(biāo)號(hào)低于相應(yīng)水壓，從而出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。（2）混 凝土搗固不密實(shí)，形成蜂窩，因而局部滲漏較多。混凝土在硬 化過程中，由于多余水分（未起水滑作用的游離水分）的蒸發(fā), 在混凝土中形成透水的開放性毛細(xì)管路，尤其是混凝土拌合物 在沉降水過程中析出的一部分備擠向上面，一部分聚集在集料 顆粒上面形成

8、透水的管。（3 ）襯砌混凝土材料中有雜物，腐爛 后形成縫隙或孔洞。（4 ）灌注混凝土的工作未加處理或處理不 當(dāng)，產(chǎn)生結(jié)合不嚴(yán)的漏水縫隙。（5）先拱后墻或先墻后拱施工 的拱墻連接處填不嚴(yán)，形成滲漏。（6）預(yù)留孔洞沒有按防水要 求處理也會(huì)形成滲漏通道。1.3襯砌周圍的天然水ph值超標(biāo)對襯砌混凝土具有一定的腐蝕 性，常見的有碳酸性，酸鹽性加鎂鹽性腐蝕。三、滲漏水原因分析水是地下工程遇到的一個(gè)大問題。由于施工時(shí)爆破圍巖引起的震 裂或圍巖本身就有滲水通道，加上襯砌背后不可避免地存在空隙以及 隧道開挖后引起原地下水系的變化，巖層中的水往往集聚在襯砌背 后，當(dāng)襯砌某處有貫通整個(gè)厚度的孔隙或裂紋時(shí)，洞內(nèi)就會(huì)出

9、現(xiàn)漏水, 并逐步發(fā)展。漏水的原因有以下幾個(gè)方面：k由混凝土這一多孔性結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)造成漏水。普通混凝土（而非密 實(shí)的防滲混凝土）較防水混凝土抗?jié)B能力低。2、由于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工質(zhì)量不高而造成漏水?；炷烈r砌施工中， 配料不準(zhǔn)，拌和不均，振搗不實(shí)以及澆筑厚度不足，都會(huì)使襯砌混凝 土離析疏松，甚至有空隙蜂窩，抗?jié)B漏能力大大降低。在襯砌施工中 橫向、縱向接縫較多，如果這些接縫未作防水處理，即成為滲漏的薄弱環(huán)節(jié)，也是漏水的主要處所。3、襯砌竣工后受腐蝕或某些截面強(qiáng)度不夠引起的剝落、開裂，也會(huì)造成隧道漏水。u1水源的判斷隧道漏水的水源不外乎地表水及地下水兩種?？筛鶕?jù)平時(shí)和雨季的漏水量變化和持續(xù)時(shí)間繪制漏水量變

10、化曲線，并采用洞內(nèi)漏水量觀 測與洞外地表水調(diào)查相結(jié)合的辦法，具體分析進(jìn)行判斷。即：k平時(shí)無論晴天或雨天都滲水、漏水，雨時(shí)、雨后都無變化或變化不大，則水源大多是地下水。2、晴天洞內(nèi)不滲不漏，雨天又滲又漏，且滲漏量與降雨量有密切關(guān)系，則水源大都為地表水。3、平時(shí)滲水、漏水，雨時(shí)或雨后大滲大漏，則表明水源為地下水與地表水同在。五、整治漏水的方法在運(yùn)營期間整治隧道漏水先要充分發(fā)揮原防排水設(shè)施的作用，再采取在行車條件下施工的適當(dāng)措施，使積聚在襯砌周圍的水, 不能隨意滲入洞內(nèi)，而有控制地引進(jìn)側(cè)溝或中心溝，再排出洞外。漏 水整治常用的方法有：截、堵、排、引。k截水常用的方法截，就是將流向隧道的水源截?cái)啵乐?/p>

11、水流滲入隧道，截水分地 表截水和地下截水。(1 x地表截水方法：a.地表處理。當(dāng)圍巖內(nèi)的水主要由洞頂?shù)乇硭a(bǔ)給時(shí)，應(yīng)將洞頂表面 進(jìn)行處理，以隔斷水源。當(dāng)隧道覆蓋較薄，地表水容易滲入隧道圍巖, 造成隧道漏水時(shí)，可清理洞頂雜草叢樹，開溝疏導(dǎo)，封閉積水洼地。 若覆蓋土層易于滲水，可根據(jù)地形和土質(zhì)條件，采取局部換土或鋪砌 漿砌片石等予以防止。對洞頂巖石裂隙，可根據(jù)情況，采取水泥砂漿 勾縫、抹面、噴漿或漿砌片石填塞。b洞頂天溝。為防止地表水流入隧道、沖刷仰坡或洞口路塹邊坡，一般應(yīng)在洞口邊、仰坡上方設(shè)置天溝。(2 x地下截水方法：a泄水洞截水。泄水洞一般應(yīng)設(shè)在來水方向一側(cè)，并保證泄水洞中最高水位低于隧道水

12、溝底。泄水洞的縱向坡度不得小于3%ob鉆孔截水。長大隧道一般都有較長的平行導(dǎo)坑和為數(shù)不少的橫洞，根據(jù)地下水的分布和地質(zhì)構(gòu)造條件，在平行導(dǎo)坑和橫洞打一定數(shù)量的截水鉆孔，伸到正洞之上圍巖中，正洞襯砌周的積水，通過鉆孔從平行導(dǎo)坑排走，也可匯入隧道側(cè)溝排走。c攔截暗河。有些隧道與充水的溶洞和暗河相接近，因挖隧道，溝通了溶洞、暗河與隧道的水流通道，常發(fā)生季節(jié)性大量涌水冒砂病害。在有可能的條件下，將向隧道分支堵死，恢復(fù)原來的流水徑路。2、堵水常用的方法堵，就是防止和杜絕襯砌外圍的水自由地從有害徑路進(jìn)入隧道內(nèi)。常用的堵水方法有以下幾種：(1 )壓注水泥砂漿，堵塞垢工縫及混凝土蜂窩。對注漿材料總的要求是：可灌

13、性好；凝結(jié)時(shí)間可控制，固化最好是突變的;抗?jié)B性好、粘結(jié)力強(qiáng)、為膨脹、耐久性好；材料來源廣，價(jià)格便宜；施工工藝簡便；無毒，對環(huán)境無污染。向襯砌背后巖或回填層注漿。一般使用普通水泥凈漿或砂漿。普通水泥凈漿或砂漿原料豐富，且結(jié)硬強(qiáng)度高，耐久性好,但是普 通水泥漿初凝時(shí)間長，且難以準(zhǔn)確控制，易造成漿液流失,早期強(qiáng)度低, 強(qiáng)度增長慢,易沉降析水。因此使用時(shí)必須加入速凝劑、膨脹劑、減 水劑等，使普通水泥漿具有快凝、早強(qiáng)、微膨脹的性能。向襯砌內(nèi)部注漿。襯砌內(nèi)部空洞、裂紋與圍巖裂隙及回填層相 比要小得多，一般采用超細(xì)水泥。超細(xì)水泥的可注性與化學(xué)漿液相 近，無毒、無污染、結(jié)硬強(qiáng)度高、耐久性好，是襯砌內(nèi)部注漿的理

14、 想材料。向基底注漿。一般在行車間隔內(nèi)進(jìn)行，要求注漿材料必須具有 快凝、早強(qiáng)、高強(qiáng)、微膨脹的性能，而且耐久性好。注漿材料曾使 用過水泥水玻璃混合液可注性好早期效果也好，但是水玻璃的耐久 性差，不久病害重新岀現(xiàn)。1996年廣鐵（集團(tuán)）公司在南嶺隧道整 治隧底病害時(shí)，成功使用了雙快水泥注漿。雙快水泥注漿必須隨著 氣溫的高低摻加緩凝劑，工藝比較復(fù)雜。1998年在大瑤山隧道基床 病害整治時(shí)，又成功地應(yīng)用了 grm水泥注漿，該水泥初凝13- 15min ,終凝1618min ,具有充分的操作時(shí)間，可注性好（15min 以內(nèi)凈漿流動(dòng)度 260mm ）,從初凝到終凝基本上是突變的，具有 微膨脹性能。灌漿結(jié)束

15、后30min結(jié)硬強(qiáng)度達(dá)到8mpa以上，28d抗壓強(qiáng)度大于50mpa ,這是向基底注漿的首選材料。(2) 開挖拱頂，鋪設(shè)外貼式防水層。這種方法對于石質(zhì)隧道施工時(shí)超挖未全部回填又未坍塌者尤為方便，對于覆蓋層較薄的也較適用。(3 )增設(shè)內(nèi)貼式防水層。其做法是將隧道襯砌鑿毛，清洗干凈，然 后噴射水泥漿或抹防水砂漿。(4)聚氨酯堵水。聚氨酯也稱氧凝，是世界上當(dāng)前認(rèn)為效能較高的防水材料，采用聚氨酯漿液壓漿，可以堵住較嚴(yán)重的漏水。3、排水常用的方法排，就是給水以出路，將隧道圍巖的地下水及隧道內(nèi)的水設(shè)法排走，不使其滲潛或漫流。(1) 疏通或增設(shè)排水管，使匯集于襯砌外圍的水由排水管排除。其 增設(shè)方法是沿表面鑿深

16、5-10cm，安好0 30-40mm的鐵管或竹片， 也有采用半圓形鋼管、硬塑料管或竹片的，然后做防水層，抹砂漿與 襯砌齊平。(2) 扇形鉆孔群排水。扇形鉆孔群排水是指利用鉆孔在隧道周圍形 成滲水幕，引排出地下水，并將其引入洞內(nèi)水溝排走。鉆孔的位置、 長度及角度，應(yīng)根據(jù)地下水及圍巖的具體情況確定。(3 )鐵皮頂棚引排拱頂水。在無襯砌的隧道中，如拱頂漏水嚴(yán)重， 可在拱頂加設(shè)鐵皮，將水引至邊墻，然后由排水溝排除。(4)引水歸槽。在漏水比較集中(如一點(diǎn)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

17、治理水害時(shí)被廣泛采用的方法。其主要優(yōu)點(diǎn)是施 工簡單易行，效果較好。缺點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度高，水流大時(shí)難以封口。尤 其是拱部漏水的引水歸槽作業(yè)要占用較長時(shí)間，會(huì)給運(yùn)輸生產(chǎn)帶來較 大影響。4、拱部或邊墻漏水的整治方法(1 )用快凝水泥或化學(xué)堵水材料封堵；(2)圍巖及回填層壓注普通水泥或特種水泥漿液(3) 襯砌內(nèi)灌注速凝止水化學(xué)漿液；(4) 涂抹防水砂漿等，禁止使用水玻璃漿液作永久堵水材料。5、邊墻淌水的整治方法可采用邊墻內(nèi)間隔一定距離設(shè)豎向排水排水暗槽或邊墻背后設(shè) 豎向盲溝排除。為擴(kuò)大積水范圍，在不影響圍巖穩(wěn)定或引起盲溝填塞 的前提下，可以盲溝為軸心，在垂直上、左、右三方面鉆一些積水孔， 以攔截水流，集中

18、排出。6、施工縫、伸縮縫、沉降縫滲漏的整治方法對施工縫、伸縮縫、沉降縫滲漏病害，常用嵌填彈性防水橡膠條、 防水膨脹嵌縫膩?zhàn)訔l、粘貼橡膠止水帶等，對施工接縫也可用壓注水 溶性聚氨酯等速凝止水漿液方法整治。7、仰拱冒水的整治方法對于隧道基床冒水病害的整治方法，主要有：(1 )壓注水泥砂漿；(2)加深或增設(shè)排水溝;(3) 翻修隧底仰拱或鋪底；&襯砌漏水的整治方法整治隧道襯砌漏水，宜采取“拱堵邊排”方案，整治的部位均應(yīng)設(shè) 置臨時(shí)堵漏、柔性防水、剛性防水等防水層，以防止堵水材料收縮而 滲漏。9、增設(shè)內(nèi)防水層新建隧道襯砌防水一般采用防水混凝土或外貼式防水層。由于認(rèn)為 注防水混凝土不易達(dá)到要求而較少

19、采用，因此絕大部分隧道防水采用 外貼式防水層。然而運(yùn)營隧道發(fā)生誰還，增設(shè)外貼式防水層幾乎不可 能，一次通常增設(shè)內(nèi)防水層。內(nèi)防水層雖然不能阻止水流進(jìn)入襯砌內(nèi)， 但可阻止水流入隧道內(nèi)。當(dāng)水停止在襯砌內(nèi)流動(dòng)，襯砌內(nèi)的孔洞可能 因碳酸鈣沉積而有一定程度的愈合。增設(shè)內(nèi)防水層是比較經(jīng)濟(jì)的。增設(shè)內(nèi)防水層的方式有三種：一是刷涂, 二是刮壓，三是噴涂。六、隧道防、排水設(shè)施質(zhì)量要求隧道內(nèi)外應(yīng)有完整的防排水設(shè)施，以保證結(jié)構(gòu)和設(shè)備的正常使 用，要求達(dá)到：k拱部不滴水，邊墻不淌水，安裝設(shè)備之孔眼不滲水；2、道床排水暢通，不浸水；3、在有凍害地段的隧道，拱部和邊墻基本不滲水，襯砌背后不積水。4、隧道全長范圍內(nèi)均應(yīng)設(shè)置排水

20、溝、導(dǎo)水盲溝、縱向盲管(溝' 環(huán) 向盲管等，組成完整的排水系統(tǒng)，并符合下列規(guī)定:(1 )排水底溝及疏水盲溝中心的深度應(yīng)在鋪底或仰拱底面0.5m以 下，排水溝斷面寬度應(yīng)便于清淤。(2)排水溝坡度應(yīng)與線路坡度一致。在隧道中的分坡平段范圍內(nèi)和車站內(nèi)的隧道，排水溝底應(yīng)有不小于1%。的坡度，流入排水溝的橫向 排水坡宜為2% ,不應(yīng)小于1%o(3)排水溝間隔一定長度應(yīng)設(shè)置檢查井，以便清理和檢查，溝頂應(yīng)設(shè)有蓋板。(4) 靠近道床一側(cè)的側(cè)溝墻身應(yīng)增設(shè)構(gòu)造鋼筋，并留泄水孔，泄水 孔直徑為410cm，間距為100300cm。(5) 寒冷及嚴(yán)寒地區(qū)的排水設(shè)備，應(yīng)有防寒設(shè)施，或設(shè)有凍結(jié)線以 下的深埋水溝。(6) 運(yùn)營中隧道因電氣化改造落底時(shí)，其原有排水溝應(yīng)同時(shí)下落， 溝底至鋪底或仰拱底面不得小于0.5m ,必要時(shí)邊墻基礎(chǔ)亦應(yīng)下落。七、滲漏水整治技術(shù)關(guān)鍵不論采用哪種材料，不論增設(shè)內(nèi)防水層還是注漿堵水都應(yīng)嚴(yán)格按施工 工藝進(jìn)行，否則將嚴(yán)重影響整治效果。首先，隧道增設(shè)內(nèi)防水層時(shí)襯砌表面必須平整，要用鑿毛、噴砂及高 壓水進(jìn)行認(rèn)真清理，使襯砌表面不得有灰塵、油污、泛堿、油漆、泛 漿、剝落在即的混凝土等。不然，無論用什么方法施做的內(nèi)