淺談隧道漏水病害整治方法

1、1西南交通大學(xué) 專升本畢業(yè)論文 論文題目：論文題目：淺談隧道漏水病害整治方法 課程名稱：課程名稱： 隧道工程 任課教師：任課教師： 金雅妮 專專 業(yè)：業(yè)： 土木工程 班班級(jí)：級(jí)： 13 級(jí)土木工程專升本 2 班 學(xué)學(xué)號(hào)：號(hào)： 20134166 姓姓名：名： 周海章 2015 年 10 月 30 日2目錄目錄第一章第一章 緒論緒論 .3第二章第二章 隧道漏水的影響和危害隧道漏水的影響和危害 .4第三章第三章 隧道漏水的原因隧道漏水的原因 .5第四章第四章 隧道漏水的原因分析隧道漏水的原因分析 .6第五章第五章 水源判斷水源判斷 .7第六章整治漏水的方法第六章整治漏水的方法 .76.16.1 截水

2、的方法截水的方法 .76.26.2 堵水的方法堵水的方法 .86.36.3 排水的方法排水的方法 .106.46.4 拱部或邊墻漏水的整治方法拱部或邊墻漏水的整治方法 .116.56.5 邊墻淌水的整治方法邊墻淌水的整治方法 .116.66.6 施工縫、伸縮縫、沉降縫漏水的整治方法施工縫、伸縮縫、沉降縫漏水的整治方法 .116.76.7 仰拱冒水的整治方法仰拱冒水的整治方法 .116.86.8 襯砌漏水的整治方法襯砌漏水的整治方法 .116.96.9 增設(shè)內(nèi)防水層增設(shè)內(nèi)防水層 .12第七章第七章 隧道防、排水設(shè)施質(zhì)量要求隧道防、排水設(shè)施質(zhì)量要求 .12第八章第八章 滲漏水整治技術(shù)關(guān)鍵滲漏水整治

3、技術(shù)關(guān)鍵 .13第九章第九章 結(jié)束語結(jié)束語 .14致謝致謝 .14參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .143淺談隧道漏水病害整治方法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(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)單位都十分重視對(duì)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(shì)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，造成結(jié)構(gòu)的破壞等。鐵路隧道

4、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(duì)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(duì)鐵路隧道滲漏水的綜合防治進(jìn)行探討。摘要：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)上，再遵循“以排為主，防、截

5、、排、堵相結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則進(jìn)行整治才4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(zhǎng)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(yíng)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(duì)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，損壞襯砌及防排水設(shè)施，漏水結(jié)冰也可能侵入限

6、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：關(guān)鍵詞： 隧道漏水隧道漏水 病害整治病害整治一、隧道滲漏水的影響和危害隧道滲漏水的影響和危害隧道滲漏水對(duì)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5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，侵入隧道建筑限界

7、，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(yíng)，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、二、 隧道滲漏水的原因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

8、表水大量補(bǔ)給地下，最終造成隧道滲漏；(2)對(duì)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?；炷猎谟?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透

9、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(duì)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

10、時(shí)，洞內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)漏水，并逐步發(fā)展。漏水的原因有以下幾個(gè)方面：1、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7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。四、水源的判斷四、水源的判斷隧道漏水的水源不外乎地表水及地下水兩種。可根據(jù)平時(shí)和雨季的漏水量變化

11、和持續(xù)時(shí)間繪制漏水量變化曲線，并采用洞內(nèi)漏水量觀測(cè)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：1、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、整治漏水的方法五、整治漏水的方法在運(yùn)營(yíng)期間整治隧道漏水，首先要充分發(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。1、截水常

12、用的方法截，就是將流向隧道的水源截?cái)?，防止水流滲入隧道，截水分地表截水和地下截水。8（1 1） 、地表截水方法：、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(duì)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 2） 、地下截水方法：、地下截水方法

13、：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溝底。泄水洞的縱向坡度不得小于 3%。b.鉆孔截水。長(zhǎng)大隧道一般都有較長(zhǎng)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，正洞襯砌周圍的積水，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)。9常用的堵

14、水方法有以下幾種：（1）壓注水泥砂漿，堵塞圬工縫及混凝土蜂窩。對(duì)注漿材料總的要求是：可灌性好；凝結(jié)時(shí)間可控制，固化最好是突變的；固化體強(qiáng)度高、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(jiǎn)便；無毒，對(duì)環(huán)境無污染。向襯砌背后圍巖或回填層注漿。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(zhǎng),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(zhǎng)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

15、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，不久病害重新出現(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1315min，終凝 1618min，具有充分的操作時(shí)間，可注性好10（15min 以

16、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(duì)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(duì)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。聚氨酯也稱氰凝，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。

17、（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 510cm，安好3040mm 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(zhǎng)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。11（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

18、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(jiǎn)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(zhǎng)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

19、上、左、右三方面鉆一些積水孔，以攔截水流，集中排出。6、施工縫、伸縮縫、沉降縫滲漏的整治方法對(duì)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(duì)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12對(duì)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；8、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

20、灌注防水混凝土不易達(dá)到要求而較少采用，因此絕大部分隧道防水采用外貼式防水層。然而運(yùn)營(yíng)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：1、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；133、在有凍害地段的隧道，拱部和邊墻基本

21、不滲水，襯砌背后不積水。4、隧道全長(zhǎng)范圍內(nèi)均應(yīng)設(shè)置排水溝、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%。（3）排水溝間隔一定長(zhǎng)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(yíng)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