铁路隧道渗漏水的检查及整治方法

薛大庆

大秦铁路股份有限公司太原工务段 山西 太原 030000

引言

由于近些年铁路工程建设中，隧道工程占据的比重不断加大，而在已经投入建设和运营的隧道工程中，又经常发展不同程度渗漏水问题，导致隧道使用寿命被缩短，隧道使用安全性有所降低。为了保证隧道结构稳定、运营安全，延长隧道的使用寿命，了解铁路隧道渗漏水的危害和出现渗漏水问题的原因，做好铁路隧道工程渗漏水问题的检查工作，并做好治理工作非常必要。据相关资料统计，我国铁路运营隧道中存在水害程度不同的隧道约占70%，对运输安全和隧道养护带来不同程度的影响。我车间管内太兴线隧道有70座，存在水害较严重的隧道有10座，最长的隧道长度15851m；西南环线隧道有2座，均存在水害，最长的隧道长度10115m。

1 隧道漏水检查

1.1 检查

在隧道修建和运营过程中遇到最常见的隧道病害之一——隧道水害，这是地下水干扰所形成的危害。检查过程中发现隧道内有漏水时，应查明水源、漏水位置及漏水量大小。

为了准确描述隧道病害的位置，需要将隧道衬砌分成若干部分进行命名。一般是将隧道衬砌的拱部和边墙分左右两大部分，仰拱作为一个大部分，总体上分为五个大部分。见图1所示：

图1 衬砌部位划分图

1.1.1 隧道外部检查。主要检查隧道洞顶仰坡坡面是否平顺，洞顶排水系统是否通畅、破损，洞顶地面有无洞穴、裂隙和积水洼地。还对地表水的流水流向、痕迹进行观察。

1.1.2 隧道洞内内部检查。主要检查内部排水设施是否通畅、破损、失效等，洞内漏水的部位、面积及漏水量。

1.1.3 隧道漏水量检查。主要检查隧道排水沟的流量，地下水和地表水在隧道内各段的分布情况及季节性的变化规律（如平时与雨季排水沟流量的变化）。

对漏水严重处所，定期进行漏水量的观测，同时还应测量洞内及洞顶排水沟中的流水量，并做比较，找出水源及渗漏的关系。

1.2 原因分析

包括：隧道在含水中的地层穿过；隧道墙体的防水；排水设施不完善。

1.2.1 隧道在含水中的地层穿过。当隧道穿过带有砂类土和漂卵石类土的含水地层、断层带和富含裂隙水的地层、富有水压的岩溶地层和受地表水影响严重的浅埋地层时，就有可能产生隧道漏水。

1.2.2 隧道墙体防水、排水设施不完善。一是隧道的勘测设计阶段。对周边地下水的源头、流水里等方面调查分析不足。另外，隧道的防排水理念落后或防排水设施布置不周，以及隧道衬砌的防蚀、抗渗等专项设计不足。二是隧道的施工质量阶段。因施工问题造成隧道衬砌开裂，防水能力薄弱，或因防水材料不达标和防水材料施工不合格，或是结构工作缝、伸缩缝、沉降缝等接缝处理不当，还有是衬砌的水害未及时发现并整治。

1.3 隧道渗漏水的危害

1.3.1 隧道渗漏水可以引起衬砌风化和剥蚀，更严重时，造成衬砌结构变形和破坏。

1.3.2 在严寒地区的夏季渗漏水的隧道，冬季一般形成冻害。造成边墙结冰、拱部挂冰、道床冰锥等现象，还会因冻胀造成碎裂和变形开裂，或洞门墙、翼墙前倾开裂和洞口仰坡、边坡冻融坍塌等。

1.3.3 在电气化隧道内，隧道渗漏水会使绝缘失效，发生短路、跳闸、放电等事故，危及行车安全和作业人员的人身安全[1]。

1.3.4 隧道渗漏水程度严重时可引发翻浆冒泥、道床下沉、基底裂损等，引起线路水平、轨距、方向超限。或有一定压力的地下水向外涌流会使隧道结构破损、淹没轨道、冲空道床，影响行车安全。

1.3.5 隧道渗漏水可以加快通信、供电、工务等内部设备锈蚀，缩短设备的使用年限，维修成本增加。

1.3.6 隧道渗漏水严重的可造成地面及地面建筑物的不均匀沉降和破坏。还可能造成地表水和地下水流失量大，破坏水环境，引起生态环境灾害。

2 隧道漏水类型

隧道衬砌漏水有不同程度的现象表现。①渗水。地下水从衬砌向外渗水，水附着在衬砌表面并出现大小面积不等的润湿。②滴水。水滴断断续续地或连成线落入隧底。③淌水。漏水点连续流淌而下。④冒水。水向外涌流。

3 隧道漏水整治

“防、截、排、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则进行治理。隧道水害的治理，主要有增设防水层和排水设施、抹面及注浆堵水等方法。

3.1 隧道防水

“防”是指隧道结构设计必须强调优先采用防水混凝土做自防水结构，保证隧道本身具有防水渗入和阻水的能力。

3.1.1 自防水结构。由于普通混凝土抗拉强度低、变形小、易干易收缩，会破坏结构的整体防水性能，而普通混凝土内部的空隙更容易形成渗水通道，或混凝土质量不佳，导致混凝土不密实也易成为渗漏水孔道[2]。在施工过程中，混凝土因其他原因产生裂缝，容易破坏混凝土结构自防水能力。这样，结构自防水的抗裂比防渗显得更为重要。除了正确设计和精心施工外，选择具有抗裂和防渗功能的混凝土尤为重要。例如，在普通混凝土中添加中国建筑材料科学研究院研制的UEA膨胀剂，使混凝土结构不开裂或把裂缝控制在小于0.2mm以内，混凝土的抗渗能力提高2倍以上。

3.1.2 复合衬砌防水。是在初期支护与二次衬砌之间铺设一层塑料板防水层，使地下水不接触二次衬砌直接被有组织地排走。塑料板两面光滑，起防水作用，还起隔离润滑作用，防止二次衬砌混凝土开裂，保护和发挥二次衬砌的防水效能。我国用于隧道复合衬砌中的防水层，包括PVC（聚氯乙烯）、HDPE（高密度聚乙烯）、ECB（乙烯、醋酸乙烯与沥青共聚物）等或其他各种性能相近的橡胶防水板、土工布复合防水板等。

3.1.3 接缝防排水。传统采用安装止水带和遇水膨胀橡胶条等措施进行防水，但效果不理想。随着防水理念的改进，又出现了带注浆管止水带和可排水复合橡胶止水带，实现了重复修补止水和先排后堵的无压式止水。

3.1.4 结构外防水。保证隧道防水的可靠性，一般在隧道结构外表增加一层加强防水层，加强防水层材料如防水卷材、防水砂浆和防水涂料等。防水砂浆外加剂主要有无机铝盐、硅类化合物、氯丁胶乳等；防水卷材主要有氯化聚乙烯（CPE）防水片材、SBS改性沥青防水油毡等；防水涂料主要有硅橡胶、聚合物改性水泥基涂料等。

3.2 隧道排水

“排”是隧道要具有完整的排水系统，以减少渗水压力和渗水量，为进一步创造防水条件。隧道排水通常情况下适合对边墙渗漏水、拱顶的喷射状或者是股状渗漏水，或者是衬砌出现大面积渗漏水，渗漏水已经达到“滴水成线”，无法直接封堵的情况。

3.2.1 洞顶排水。做好洞顶地表处理和天沟设置，同时做好经常维修养护工作，确保设备经常处于完好状态。

3.2.1.1 地表处理。隧道覆盖较薄，地表水容易渗入，隧道围岩造成漏水时，应立即清除洞顶杂草杂灌和丛树，开沟疏导和封闭积水洼地。覆盖土层易于渗水，根据地形和土质条件，采取局部换土或铺砌浆砌片石等予以防治。对洞顶岩石裂隙，可根据实际情况，采用水泥砂浆勾缝、喷浆、抹面或浆砌片石填塞。

洞顶有沟谷通过并且沟底有渗透的，可用圬工铺砌，厚度不小于20cm。或有施工钻孔、坑道、坑穴及人工洞穴时，如无其他用途，可以堵塞封闭，以防积水渗漏。

3.2.1.2 洞顶天沟。为防止地表水流入隧道、冲刷仰坡或洞口路堑边坡，一般应在洞口边、仰坡上方设置天沟。

3.2.2 洞门排水。洞口仰坡范围内的水，一般由洞门顶部水沟排泄。根据洞门外貌地形，排水可采用方式有：对洞门路堑一侧边坡较低的隧道洞门及路堑式明洞门，采用顺坡单向排水。路堑边坡较高且稳定，无法利用自然地形单侧横向排水，采用在洞门与路堑连接处两侧修筑吊沟排水。带有翼墙的各种隧道洞门和明洞门，可利用翼墙排水。单压式明洞门，可采用半路堑边墙排水。

3.2.3 洞内排水

3.2.3.1 洞内排水沟。排水沟底应建设在铺底或仰拱底面0.5m以下，排水沟断面宽度应便于清淤。

3.2.3.2 隧底排水。隧道底部应有不小于2%的流向，排水沟的横向排水坡度。水沟应适当设置横向进水孔。

3.2.3.3 衬砌背后的排水设施。衬砌背后必要时可设置各种盲沟、集水钻孔及衬砌背后或衬砌内排水管（槽）等。

3.3 隧道截水

“截”指隧道位置的地表水、渗漏水、地下裂缝水都可以用排水沟、导管等排水系统引流，防止水流渗入隧道。

3.3.1 地表截水。对洞顶的积水洼可以采取开沟疏导引流。对洞顶以上的漏水要做好防渗处理。对施工及地质勘测留下的钻孔、空洞、坑穴要做好排水或封堵处理。对有较大径流的地表适宜做截水沟或回填，无明径流但是造成隧道漏水的地表应采取换填、注浆等封闭措施。

3.3.2 地下截水。当隧道衬砌四周地下水有明显集中的补水通路时，地下水流很大时，可采取设置泄水洞截水、防渗帷幕截水、钻孔截水等地下水截水设施并截断水源。

3.4 隧道堵水

“堵”指隧道出现结构渗漏时，采用抹面、压浆、喷涂、嵌堵等方式将渗漏水堵住，为防水施工创造条件。该项措施适合应对拱部和边墙线漏和点漏，且渗水量不大，但是出水点明显的情况[3]。

4 结束语

总之，因为铁路隧道工程结构如果存在严重的渗水问题，就必然影响隧道结构寿命和隧道工程的运营安全。因此，在对铁路隧道结构进行设计时，不仅要做好结构和防水排水设计，还需要严格把控工程施工程序和质量，确保隧道结构可以符合设计要求，以期可以通过隧道渗漏水的整治，达到以下要求：①隧道拱部不滴水，边墙不淌水，安装设备后的孔眼不渗水；②隧道道床排水设施畅通，不浸水；③存在冻害的隧道，拱部和边墙基本上不渗水，衬砌背后不积水。同时加强日常隧道渗漏水的检查，做到早发现、早处理，延长设备的使用年限，降低经济损失。