某隧道漏水病害整治方案研究

胡 平

(中铁西南科学研究院,四川成都610041)

1 工程概况

鞍山隧道属于哈大客运专线，起讫里程为DK284+100～DK286+540，全长2 440 m。隧道位于R=8 000 m的曲线上，线路纵坡呈“V”字坡，纵向坡度为15 ‰的下坡和19.998 9 ‰的上坡，变坡点位于DK285+600。隧道最大埋深约20.5 m(轨面至地面)，最大覆土厚度约10.5 m。该隧道除下穿部队铁路专用线位置有50 m长度设计为暗挖外，其余部分均为明挖施工。

隧道所在区域地质为第四系全新统冲洪积层黏性土、砂类土和碎石类土。表层黏土、粉土、粉质黏土透水性均为弱透水，但中粗砂或细砂层土透水性却为强透水。

2 漏水原因分析

高速列车开通后，在泵房两侧600 m左右范围内，边墙变形缝处，踏步底部和底座根部等沿线路方向局部段落出现渗水现象。

根据现场情况及地质资料分析，隧道内渗漏水主要有两部分来源，一部分是场地地下水(隧道部分洞段位于地下水位以下)，一部分是降雨和地表排水经过回填土渗入到隧道表面(降雨约2天后隧道内渗水明显增大)。隧道顶拱渗漏主要为地表水入渗，底板及侧墙渗漏主要为地下水。

该隧道混凝土施工质量较好，无蜂窝麻面及混凝土开裂等现象，隧道漏水主要为伸缩缝和施工缝渗漏及混凝土浇筑固定模板时留下的螺栓孔等。根据现场条件及类似工程经验分析，初步判断该隧道渗漏水原因主要为温差变化大(现场温差超过60℃)，防水层局部破损或失效，导致部分变形缝和施工缝渗漏。

前期对伸缩缝渗漏采用丙凝化学浆液灌注和砂浆抹面处理，由于丙凝固结体弹性变形小、黏结强度低，而砂浆为刚性材料，当温度升高，混凝土膨胀，导致砂浆开裂，灌入的丙凝固结体被挤出缝外，失去止水功效。第二次灌浆时对部分螺栓孔采用具有一定弹性的聚氨酯灌浆材料处理，无固结体被挤出，但表面采用的水不漏也为刚性材料。

3 隧道漏水病害整治方案

3.1 整治原则

综合前两次对该隧道渗漏的封堵情况(灌浆材料弹性变形小、黏结强度低、灌浆深度浅等)，以及类似工程成功处理经验，采用“堵排结合、以堵为主”的原则。

3.2 整治方案

采用注浆止水和嵌缝密封相结合的综合治理方案。根据不同的缝隙类型和缝隙大小采取不同的处理措施，具体为：

3.2.1 伸缩缝

采用表面嵌缝、埋管注浆处理，处理材料需选用黏结强度高和弹性变形大的材料，灌注工艺采用“深孔-浅孔-深孔-浅孔”相间处理，以保证整条裂缝空隙充填饱满。

3.2.2 底板混凝土和踏步混凝土裂缝

也采用表面嵌缝和埋管注浆处理，但注浆材料需选用抗拉强度和黏结强度高的材料，以提高混凝土底板的整体抗破坏能力。

3.2.3 底板和底座板间的渗水

对于两轨道板间的底板和底座板渗水，采用表面凿槽、嵌缝处理。嵌缝材料需选用黏结强度高和能适应一定变形的材料。凿槽时若出现明显的裂缝和集中渗水，则埋管灌浆。

对于两侧排水沟的混凝土底板和底座板间的裂缝渗水，建议先不做封堵处理，留作排水通道，冬季在排水沟上用厚橡胶垫作保温处理，渗水通过排水沟引排到集水井中抽排出隧道外。

3.3 灌浆材料选择

3.3.1 伸缩缝处理

采用具有柔性和弹性变形大的SK-GU改性聚氨酯灌浆材料。SK-GU系列柔性高分子灌浆材料能适应不同温度应力作用下的变形，灌浆过程中浆液遇水发生反应，能在短时间内凝固，防渗堵漏效果明显。由于浆液是纯液体材料，可灌性好，能渗入混凝土结构中的细微裂缝。材料固结后具有优良的耐久性和耐水性，并与原有的防水卷材黏结良好，可达到恢复防水层的整体防水能力。主要性能指标见表1。

表1 SK-GU浆液及固结体性能指标

3.3.2 底板混凝土裂缝及施工缝(包括横向缝和纵向缝)

采用SK-E系列改性环氧树脂浆材，该材料具有黏度低、强度高、良好的亲水性和可灌性。与国内同类材料相比，早期发热量小，配浆时不需要用水冷却，施工方便，非常适合于混凝土裂缝的补强加固灌浆。SK-E改性环氧系列浆材性能指标见表2。

3.3.3 轨道间底板和底座板间的渗水

对于轨道间底板和底座板间的渗水拟采用表面凿除，并充填具有良好黏结性能、弹性和一定强度的柔性环氧聚合物嵌缝材料。对于凿槽时出现的明显裂缝和集中渗水，埋管灌注改性环氧树脂浆液。

表2 SK-E改性环氧系列浆材性能指标

3.4 灌浆施工工艺

3.4.1 改性聚氨酯灌浆工艺

伸缩缝的化学灌浆工艺流程为：裂缝清洗→钻孔→埋灌浆管→封缝→试水(气)检查→灌浆→拔管封孔。

(1) 裂缝清洗：由于前期灌入的丙凝等材料强度低、黏结力差，部分被挤出缝外，已基本失去止水功效。灌浆时需将剩余的丙凝等材料凿除，并用高压水或高压风清洗裂缝。

(2) 钻孔：对于开度已变小的伸缩缝，采用电锤钻孔，再埋入灌浆嘴；对于开度大的伸缩缝可以直接埋入灌浆嘴。为保证伸缩缝充填饱满，钻孔采用“深孔-浅孔”相间的布孔方式，浅孔孔深20～30 cm，深孔孔深40～60 cm，孔距40～60 cm。

(3) 封缝：采用速凝材料封缝，封缝后压水检查裂缝通畅情况及封缝质量。如缝面未封好、漏水，需再次封缝，直至压水检查时缝面不漏水，方可进入下道工序。

(4) 灌浆：由下至上，逐孔灌浆，以浆顶水。当上孔出浆时，封闭正在灌浆的灌浆孔，移至上孔继续灌注，直到最上面的孔出浆时，可视为灌浆结束。灌浆时，因局部缝面封缝不好有漏浆时，可待凝一段时间继续灌注，缝内浆液需充填饱满。

(5) 灌浆压力：伸缩缝的灌浆压力可根据耗浆情况，在0.2～0.5 MPa之间进行选择。耗浆量大时，采用较低压力；耗浆量小时，采用较高压力。

(6) 封管: 灌浆完毕后，打掉灌浆嘴, 封闭管口，并用柔性材料进行表面处理。

3.4.2 改性环氧灌浆施工工艺

(1) 裂缝查找：在混凝土底板仔细查找出现的混凝土裂缝， 在渗水处用锤子凿开表面，观察水源渗出路径。

(2) 封闭表层：清理干净裂缝两侧的浮渣，然后采用柔性环氧胶粉聚合物将裂缝表层封闭。该工序能有效控制浆液渗透范围，提高灌浆压力。

(3) 埋设灌浆嘴： 凿开渗漏部位后，尽量寻找较大渗漏源，然后按照40～60 cm的间距埋设灌浆嘴，在裂缝交叉处、较宽处、端部以及裂缝贯穿处均应埋设灌浆嘴。

(4) 配制浆液：将浆液配成主剂A 和固化剂B 两种组分，根据配制比例现场调节浆液的胶凝时间。

(5) 灌浆：待埋设灌浆嘴材料有一定强度后，即可进行灌浆。一般按从裂缝一端到另一端循序渐进的原则，以免空气的混入影响浆液的密实性。注浆压力则视裂缝宽度和深度确定，初步按0.2 MPa考虑，具体施工时需可结合现场实际情况予以调整。

3.4.3 底板和底座板间及表面微细裂缝处理

对于底板和底座板间的渗水以及混凝土表面的细微裂隙，采用改性环氧材料作为嵌缝材料，沿缝走向凿V型槽，清洗缝面，先刷改性环氧基液，后涂覆柔性环氧聚合物封缝材料。对于凿槽时出现的明显裂缝和集中渗水，采用埋管灌浆处理。

4 结束语

(1)鞍山隧道漏水原因主要是温差变化大，防水层局部破损或失效，导致部分变形缝和施工缝渗漏。

(2)在隧道漏水整治中，应该根据实际漏水情况和原因，进行排堵结合整治。

(3)隧道漏水整治中，不同的缝隙类型和缝隙大小宜采取不同的处理措施。

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