已建铁路隧道水病害问题的处治探讨

摘要：已建铁路隧道水病害严重影响隧道的使用寿命。本文结合已建侯月线铁路隧道水病害的处治成功实践，详细阐述了衬砌开槽引排法、注化学浆液法、注TGRM浆液法和速凝砂浆堵水，表面挂网及涂料加固法四种隧道渗漏水治理方法，可供同类工程施工参考。

关键词：铁路隧道，水病害，处治方法

Abstract: already built railway tunnel water disease seriously affect the service life of the tunnel. This paper has built houma-yueshan line railway tunnel water treatment successful practice of the disease, and expounds the lining slot lead row method, note chemical grout method, note TGRM grout method and the speed of water of the mortar, hang nets and coating surface reinforcing four tunnel the leakage of management method for similar project construction reference.

Keywords: railway tunnel, water diseases, treatment methods

中图分类号： U455 文献标识码：A文章编号：

1工程概况

侯月线自1995年开通运营以来，端氏隧道、樊庄隧道、寺西3号隧道、小腰1、2号隧道、杨家后隧道、云台山1、2号隧道、杨树庄1、2号隧道等10座隧道漏水情况非常严重,拱顶漏水直接流至接触网线上,影响了供电安全;有的流到线路上,造成翻浆冒泥,线路几何尺寸无法保持,严重影响行车安全；冬季结冰尤为严重，增加了维修工区的劳动强度，严重地段造成衬砌冻裂破损。

2隧道水损坏治理措施

使用材料主要有防水、超细型TGRM水泥基特种灌浆料、W-21 速凝堵水砂浆、P-31聚合物改性水泥基修补砂浆、P-32混凝土防护底涂料、W-22聚合物改性水泥基防水砂浆、水溶性聚氨酯。水溶性聚氨酯性能指标见表1。整治方案采取以防、排、堵、截，因地制宜综合治理原则，针对渗漏点的不同类型和成因、渗水情况确定具体施工方法，具体施工方法为：(1)衬砌开槽引排法。单断面非常严重或至涌喷的渗漏情况；墙部优先考虑。(2)注化学浆液法。适用于衬砌有纵、横向裂纹导致的严重渗漏，但渗水量不至涌喷的点、线渗漏情况。(3)注TGRM浆液法。适用于连续断面的衬砌拱部背后局部破碎或空洞导致的严重渗漏情况；拱部优先考虑。(4)速凝砂浆堵水，表面挂网及涂料加固法。适用于衬砌表面局部点、线、面的轻微惨漏。

表1水溶性聚氨酯主要性能指标

项目 粘度（厘泊）（25℃） 比重 凝胶时间 粘结强度（潮湿表面） 抗拉强度 伸长率 抗渗性能 包水量

指标 190±30 1.08g/cm3 几分～几十分内可调 1.0 MPa 2.1 MPa 273% 1.8×10-3cm/s 20～27倍

（1）衬砌开槽引排法。(1)先在渗水区域的下部距潮湿印记边缘300mm处，紧贴地板表面打两个Ф32的泻水孔，使二衬后的地下水得以排除；然后，在泻水孔的下部凿7CM深宽10CM的U型沟槽，槽中埋Ф75PVC半排水管，将墙底泻水孔的水引至隧道排水沟中。(2)孔洞和沟槽的封堵。在管壁两侧及管顶用W-21堵水砂浆封堵牢固，确保PVC管周围不能有水渗出；然后用P-31结构修补砂浆填满U型槽与衬砌表面平齐；如果U型槽过长，应分段填补。硬化后，再在填补表面抹一层P-31结构修补砂浆找平。(3)将基体表面进行凿毛，用钢丝刷清除衬砌表面的一切杂物，冲洗干净；抹一层P-31结构修补砂浆结构修补，每层厚度不大于2cm，表面抹平压光，与衬砌表面平齐；然后再刷W-22防护涂料涂层。(4)在边墙上成形10CM深宽10CM的U型沟槽，将槽内浮碴清除干净后，先埋入Ф50PVC半排水管，间隔1m设U型卡进行固定，然后在固定好的小管外埋设Ф75PVC半排水管，同样间隔1m用U型卡进行固定，埋设时保证外管壁距衬砌表面间距离不小于3cm；亦可采用单管外包小于5cm的保温材料或双管间埋设一根紫铜导热管进行处理（紫铜导热管埋入地面以下不上于2.5米处）；之后、参照非寒冷地区做法。一般按照先分段灌浆，然后选择涌水点设置盲沟或暗沟，最后在局部还有渗漏水处做堵、防水处理。具体施工步骤见下流程图1，整体布置详图见图2。

图1衬砌开槽引排法整治流程图

图2整体布置祥图

（2）注化学浆液法。该方法施工顺序为：①检查渗漏点。将基层表面擦干，立即均匀撒一层干水泥，若表面有湿点或印湿线，即为漏水孔、缝，从而确定渗漏部位。②清理基层。清除惨漏处浮尘、浮皮、水垢等杂物，进入下一步工序施工。③埋注浆管，对于缝漏处先凿“Ⅴ”形槽，每30CM用冲击钻8-10cm深，埋置灌浆管，间距为0.3m。 “Ⅴ”形槽用水不漏嵌填压实封闭；点漏用冲击钻8-10cm深，埋置灌浆管，四周用水不漏嵌填压实封闭。④注化学浆（水溶性聚氨酯）。釆用专用化学灌浆机将水溶性聚氨酯注入；最大持续灌浆压力选用≤0.25MPa为宜；灌浆时发现漏浆，必须及时封堵；在规定最大灌浆压力下，灌至基本不进浆并保持屏浆时间≥5分钟，方可结束灌浆。另外，如事后发现灌浆管脱浆（混凝土细小裂缝和毛细管吸收所致），须进行补充灌浆。⑤清除注浆管。采用手锤敲掉外露灌浆管，保证灌浆管不露出结构表面。⑥基层再次清理。清理渗漏表面的化学浆液，采用W-21堵水速凝砂浆修补灌浆管处的凹凸，但不得超出结构表面。⑦做聚合物水泥基防水涂层。清理渗漏周边15cm范围以内结构表面杂物及污垢，再用P-31聚合物改性水泥基修补砂浆修补抹平，最后使用W-22聚合物改性水泥基防水砂浆做面涂。

（3）注TGRM浆液法。注浆施工流程见图3, 具体施工方法：① 查渗漏点。将基层表面擦干，立即均匀撒一层干水泥，若表面有湿点或印湿线，即为漏水孔、缝，从而确定渗漏部位。②凿眼及钻孔。先以渗漏点为中心点，用冲击钻或专用打孔设备，自渗漏点向砼内打Φ32的孔，设定为Ⅰ序孔，深入结构10cm，孔按梅花型布置，孔间距一般1m～2m。以同样的方法在同一断面的拱顶部位打孔，设定为序Ⅱ序孔。③ 埋设注浆管。采用Φ20注浆管（带丝扣连接阀门）埋设，管口中心对正钻眼位置。然后用W-21堵水速凝砂浆封孔，封管时将表面凿除部分全部封堵，表面采用W-22聚合物改性水泥基防水砂浆修补。见下图4、图5。④试压。用清洗机往注浆管内注水，压力大于2MPa，检验四周出水点，如有跑、冒水处则用TGRM速凝水泥进行封堵。⑤ 注浆施工。注浆材料主要选择：超细、防水型TGRM水泥基特种灌浆料等化学材料。相关注浆参数见表1。注浆压力、注浆顺序根据设计要求设定，水灰比等参数根据材料性能及以往工程经验设定，可根据现场实验情况进行调整。试灌时记录灌水量和灌水时间，为确定灌浆量和灌注压力提供参考。注浆时，按照先拱后墙的原则，侧墙施工应按先下后上的顺序进行。注浆管接埋设好的注浆管，打开注浆管阀门，灌浆开始后，逐渐升压，待其他注浆管出水后先不要封闭，见浆液后立即封闭其孔，仍继续压浆，使浆液沿着漏水通道推进。并把注浆泵开泵到规定压力值，停泵。让灰浆慢慢渗入，到表面压力下降到0.1Mpa时，二次开泵升到规定压力值，如此反复进行，直到压力稳定在规定压力值不再下降为止。当压力解除后不再有漏水和渗水现象时，该处注浆完毕，移到下一注浆孔灌注。⑥拔管及封堵。注浆完成后，将注浆管沿孔根部用手砂轮割除，然后将孔口清刷干净，孔底用W-21堵水速凝砂浆封堵，表面用P-31聚合物改性水泥基修补砂浆修补抹平。⑦施工注意事项及安全措施。所选用的输浆管必须有足够的强度；浆液在管内流动顺畅。注浆施工力求一次注好，对注浆量较大部位必须连续注，设备的压力和流量满足施工需要。过程中要始终注意观察注浆压力和输浆管的变化，当泵压骤增、注浆量减少，多为管路堵塞或被注物不畅，当泵压升不上去，进浆量较大时，检查浆液粘度和凝固时间。过程中出现跑浆、冒浆，多属封闭不严导致，当出现此种情况应停止注浆，重做封闭工作。注浆前严格检查机具、管路及接头的牢固程度，以防压力爆破伤人。操作人员在配制浆液和注浆时，要戴眼镜、口罩、手套等劳保用品，以防止损伤眼睛和皮肤。注浆时注浆管附近严禁站人，以防爆管、脱管伤人。

图3注浆工艺流程图

图4隧道侧墙注浆钻孔示意图 图5注浆管端头施工细部图

表2 注浆参数

参数名称 水灰比 注浆压力 注浆速度 注浆顺序

设定参数 W/C=0.4～0.6 0.4～0.6MPa 10～100L/min 从拱腰向拱顶推进

（4） 速凝砂浆堵水，表面挂网及涂料加固法。该方法根据渗漏点面积及形状的不同，可分为线形渗漏、点形渗漏、面形渗漏三种。① 线形渗漏。对于线形渗漏采取堵和排相结合的方法。对于纵向裂缝采取裂缝嵌补处理，不破坏结构原有联系；对环向线形渗漏和施工裂缝线形渗漏采取顺畅排放。对于裂缝宽1厘米以内、深度不大于5厘米有水裂缝，即在裂缝部位凿槽，用W-21速凝堵水砂浆填缝，见图6，当裂缝宽深超过上述数值时，应凿更深更宽的槽口，并在所填W-21速凝堵水砂浆中，埋入φ6钢筋网，网宽应超出缝宽两侧各10厘米；最后于外部涂刷P-32混凝土防护底涂料防水面涂，见图7；对渗漏量大的环向线形(施工缝)渗漏和施工裂缝线形渗漏，它不去堵，而是把水导引至隧道两侧边沟排出隧道外，其施工步骤为：表面清洗、割缝、凿槽、埋管与封填、刷桨、养护。②点形渗漏。对于渗漏点，则以渗漏点为圆心凿洞，孔洞直径为10～30mm，深为20～40mm，孔洞尽量保持与基面垂直。彻底清理并清洗孔洞，取适当量的W-21 速凝堵水砂浆，迅速堵漏到槽(洞)中，并用力挤压密实，保持45～60秒不动；最后涂刷P-32混凝土防護底涂料，见图8。(3)面形渗漏。无集中水源，表现为大面积湿润或水珠悬挂，采取表面涂抹浓缩剂防水型材料的办法，具体做法为：表面处理、涂抹、刷浆、养护。主要采用W-21聚合物改性水泥基修补砂浆、W-22混凝土防护底涂料。

图6 较小裂缝处理示意图图7 较宽深裂缝处理示意图

图8 拱部点型渗漏整治示意图

3结语

隧道水病害直接影响隧道工程正常使用，缩短结构物的使用寿命。隧道工程水病害不是某种材料或某种方法就能解决的，我们应根据实际情况制定有针对性的防水体系，如考虑全封闭防水的同时，预留防水层背后纵横向引水盲管，考虑防、排、堵、截,刚柔结合的综合措施，材料应优选粘结力和综合力学性能好的补强材料，修补缺陷部位的混凝土，达到不治渗漏的目的，满足工程的结构和使用功能。采用以上治理方案处治侯月线铁路隧道水损坏取得了很好的治理效果，为已建铁路隧道水病害问题的处治积累了新的技术资料。

参考文献:

[1]杨新安，黄宏伟.隧道病害与防治[M].上海:同济大学出版社.

[2]王建宇，严金秀.隧道和地下工程[M].成都：西南交通大学出版社.

[3]娄英杰，张权，李建卫.防水材料汇编.北京：北京中铁瑞威工程技术有限公司.

作者简介：闫爱民 (1970.3--)，女，汉族，本科，工程师 ，主要从事桥隧维修整治管理工作。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看