论文部分内容阅读
摘 要：采取引排和堵漏处理方案，解决隧道二次衬砌的渗漏水问题。
关键词：二次衬砌渗漏引排堵漏
中图分类号：TV697.3+2 文献标识码： A 文章编号：
1 工程概况
1.1 隧道概况
新建德保至靖西铁路马鞍山隧道起讫里程DK32+470～DK35+425，全长2955m。位于岩溶中低山峰丛洼地区，共穿越六座山峰及其间的洼地。
1.2 地质结构
马鞍山隧道正穿一西北东南走向的向斜，从小里程到大里程通过的地层依次为二叠系下统、二叠系上统、三叠系下统、二叠系上统、二叠系下统和石灰系上统。进口处岩层为二叠系下统石灰岩，出口处岩层为石炭系上统白云质灰岩。二叠系岩层产状较陡（35～40°）,石炭系岩层次之（约25°）,而三叠系岩层很平缓。
1.3 水文地质特征、
1.3.1 地下水类型
隧道地下水的形成受地形地貌、岩性、构造、降水等多种因素影响，隧道内地下水为岩溶水。隧道范围内石灰岩受向斜和断层等构造影响，节理裂隙较发育，石灰岩中溶洞，岩溶管道，溶蚀破碎带等岩溶现象发育，大气降水沿以上通道下渗，在基岩内特别是向斜轴部破碎带及断层带、溶蚀带等中汇集而形成岩溶水。
岩溶水主要分布在石灰岩中，赋存于溶洞，破碎带等岩溶带内，地下水位埋深普遍较大。勘探期为枯水季节，由小里程到大里程钻孔底高程由801m到763.8m，均未见地下水，结合调查情况，该处地下水雨季与旱季升降幅度在10～30m。
1.3.2 隧道水文地质条件评价
地下水主要补给来源为大气降水，以垂直排泄为主，降水后通道内瞬时流量大，径流排泄速度快。
隧道水文地质条件受地形地貌、岩溶发育程度控制，强富水段位于封闭的岩溶洼池地内，特别是DK33+040～DK33+120段中地表有断层通过，与线路相交于DK33+165～+200之间，断层破碎带影响宽度约40m，岩体破碎，暴雨后涌水或突水突泥的可能性较大；DK33+210～DK34+190段内，岩溶发育低洼处暴雨后涌水或突水突泥的可能性也较大。
2 隧道渗漏水情况
隧道衬砌完成后，进入雨季时，发现以下渗漏水情况：①在DK32+690～+740段施工缝处有水珠冒出，严重的地方有小股水喷出，混凝土表面局部有渗水潮湿现象。在DK32+710和DK32+713左侧边墙轨面标高上方2m处各打一直径为4cm的探水孔，有水柱喷出，最大喷射距离约3m；在DK32+713处右侧边墙轨面标高上方1m处打一直径为4cm的探水孔，也有水柱喷出，最大喷射距离约1m；②在DK33+230处大避车洞底板与边墙相交处，发现一条宽度约1～2mm的裂缝，成股向外冒水；③在DK33+260～+270衬砌表面发现多处开裂渗水现象；④DK33+510～+710段衬砌表面有多处大面积渗水和混凝土表面潮湿现象。
3 隧道渗漏水原因
根据开挖揭示围岩情况，以上渗漏水地段位于向斜地质构造带内，且有宽约40m的断层破碎带存在，雨季时，大量雨水汇积于此，形成较大的水压。由于施工期间为旱季，隧道内地下水非常少，对防排水施工未足够重视，存在不规范施工现象。造成渗漏水问题的主要原因有：防水板破损，搭接长度不够，焊缝不密封；止水带安设位置不准确，未按设计图搭接；混凝土施工缝处理措施不到位，局部地方混凝土捣固不密实；排水盲管被堵塞等，另外位于向斜地质构造带内的隧道衬砌也应该加强防排水设计措施。
4 处理方案选定
根据以上原因分析，首先采用排水降压法，将衬砌后面的积水排空，降低水压力；排水降压后，对漏水较严重的地方采用凿槽引排法，将剩余积水引流至隧道排水沟，对仍有小范围渗水的地方采用注浆堵漏法。
5 排水降压法和凿槽引排法
为了方便说明，将排水降压法和凿槽引排法结合起来进行说明。
5.1 材料
选用与隧道衬砌所用的同标号普通水泥，细砂、堵漏灵，配合比为普通水泥：细砂：堵漏灵=1：1：：0.2，适当加水搅拌成可塑性固体，作为堵漏填料。
堵漏灵一种快速堵水的水泥混合物，具有速凝、早强、抗渗、微膨胀、无毒无害等特点。
5.2 主要机具
小型移动式空压机：给凿岩机提供动力风。
气腿式凿岩机：用来打泄水孔。
便携式冲击钻：用来凿槽。
5.3 排水降压法和凿槽引排法
根据渗漏水情况，在隧道矮边墙上每隔2～5m打一垂直泄水孔，孔径为4cm，标高位于隧道排水沟底以上且在电缆槽底以下。泄水孔深度应穿透衬砌混凝土，将背后的水引入水沟排出。钻孔完成后，将位于电缆槽下方孔道全部堵死，防止排水沟中的水流至隧道衬砌底板浸泡道床。
5.4 凿槽引排法
凿槽引排法的施工过程为：①以漏水处为起点，垂直向下直到排水沟，凿一条宽为5cm，深为8cm的沟槽，用水将沟槽内的浮碴和其它杂物冲刷干净；②从沟槽起点开始，将一根外径为2cm，长度为0.8m左右的塑料软管贴在沟槽底；③从沟槽起点开始，用堵漏填料将软管掩埋约60cm长，并确保该段沟槽填压密实，抹平，等堵漏填料达到一定强度后慢慢地将软管抽出约30cm长，留约30cm长仍在堵漏填料中，拔管要小心，不要松动已密实的堵漏填料，也不要将已形成的空管道挤满堵塞；④将堵漏填料外的50cm塑料软管掩埋约30cm长，留20cm长露在外面便于拔管；⑤如此循环，一段一段作业，直到将空管道引至隧道底排水沟为止；⑥半小时后，在堵漏填料表面撒少量白水泥抹平，处理好混凝土的外观质量。
5.4 注意事项
5.4.1 泄水孔不能连通电缆槽，否则，可能会将水引入电缆槽。
5.4.2 软管壁应有一定的硬度，确保在填压堵漏填料时，不易变形；
5.4.3 应一边填压堵漏填料，一边拔管。为了便于操作，软管埋在堵漏填料中的最大长度约60cm，最小长度约30cm为宜，每次拔管长度约30cm；
5.4.4 由于堵漏填料凝固速度快，一次不要拌制过多。可根据沟槽需要填塞体积先拌制水泥砂浆成软塑状，在引水管道施工时，再切出适当体积加入堵漏灵拌匀成可塑性固体，快速填塞沟槽，可避免浪费材料。
6 注浆堵漏法
6.1 材料
（1）环氧树脂：环氧树脂为热塑性树脂，本身不会硬化，室温下可长期储存；但在加固化剂后变成热固性树脂，是一种不溶于水的产物。环氧树脂具有粘合力高，收缩性小、稳定性好、硬化后机械性能高等优点，在工程中应用较普遍，使用环氧树脂修补操作方便简单，成本低、效果好。
（2）固化剂：固化剂是环氧树脂最主要的辅助材料，直接与环氧树脂发生化学反应，使其硬化并产生强度。
（3）稀释剂：稀释剂主要用来降低环氧树脂的粘度，提高环氧树脂的流动性和渗透性，但是参量过多会增加收缩率，降低粘合力。
（4）清洗剂：清洗剂用来清洗沾有环氧树脂的器具。
6.2 主要机具
（1）便携式冲击钻：用来钻孔，埋设注浆头。
（2）便携式高压灌注机：用来注浆，灌注后要及时清理。
（3）搅拌盆：用来拌制环氧树脂浆液，可用搪瓷盆或铝盆。
6.3 注浆工艺
6.3.1 预埋注浆头
注浆头用于连接灌注机的枪头，将浆液导入裂缝。对于裂缝或施工缝引起的长条形渗水处，在每条裂缝的两端各预埋一个注浆头，裂缝中间的注浆头间隔一般按20～30cm布设预埋，竖缝、斜缝及较宽的缝，距离可适当调大。注浆头在混凝土表面从裂缝的一侧以45°角向里穿过裂缝，埋入混凝土中，留注浆头接口在外面。相邻注浆头穿过裂缝的方向宜交叉布设。对于墙面点状、面状渗水部位，根据面积大小，在渗水处的中央垂直混凝土表面埋设数个注浆头。
6.3.2 配制浆液
浆液配合比为环氧树脂：固化剂：稀释剂=1：0.06～0.08：0.25，在拌合浆液前先放入稀释剂，将环氧树脂稀释，待环氧树脂完全稀释后再加入固化剂，在加固化剂后要不断的搅拌，防止环氧树脂较快凝固，每次拌制的环氧树脂不宜过多，应根据注浆进度快慢而定。
6.3.3 注浆
将配制好的浆液倒入灌注机，把灌注机的枪头插入注浆头接口，打开灌注机电源即可压送浆液。待浆液将裂缝填满后，停止注浆，拔出枪头，再开始下一个注浆头注浆。
给所有注浆头完成注浆后，应用稀释剂洗净粘有环氧树脂的器具；注浆一天后可取出注浆头，将混凝土表面清洁干净。
6.4 注意事项
6.4.1 注浆头宜埋设在裂缝较宽处，这样环氧树脂容易压入缝隙内。
6.4.2 在稀释过程中一定要将环氧树脂完全稀释，否则在注浆过程中容易堵塞注浆管道。
6.4.3 对于长条形渗水处，注浆的顺序按照自下而上，由一端向另一端依次进行；对于点面状渗水处，注浆的顺序一般按照自下而上，自中央向四周进行。
7 结束语
本方案以排为主，以堵为辅，与传统的以注浆堵漏方案相比，操作简单，节约成本，遗留隐患少，安全可靠，效果好。当然，等到隧道发现渗漏问题后再整治只是一种消极的、被动的补救行为，关键要在设计和施工阶段重视，主动做好防排水措施。设计时，首先要把隧道的地质情况勘察清楚，针对不同的地质情况设计合理有效的防排水措施；施工时，要规范操作，同时，注意观察围岩变化，如發现与设计不符，应变更设计再施工。
参考文献：
1.中铁第五勘察设计院集团有限公司《新建铁路德保至靖西线马鞍山隧道设计施工图》、《新建铁路德保至靖西线单线电化铁路隧道复合衬砌设计施工图》。
关键词：二次衬砌渗漏引排堵漏
中图分类号：TV697.3+2 文献标识码： A 文章编号：
1 工程概况
1.1 隧道概况
新建德保至靖西铁路马鞍山隧道起讫里程DK32+470～DK35+425，全长2955m。位于岩溶中低山峰丛洼地区，共穿越六座山峰及其间的洼地。
1.2 地质结构
马鞍山隧道正穿一西北东南走向的向斜，从小里程到大里程通过的地层依次为二叠系下统、二叠系上统、三叠系下统、二叠系上统、二叠系下统和石灰系上统。进口处岩层为二叠系下统石灰岩，出口处岩层为石炭系上统白云质灰岩。二叠系岩层产状较陡（35～40°）,石炭系岩层次之（约25°）,而三叠系岩层很平缓。
1.3 水文地质特征、
1.3.1 地下水类型
隧道地下水的形成受地形地貌、岩性、构造、降水等多种因素影响，隧道内地下水为岩溶水。隧道范围内石灰岩受向斜和断层等构造影响，节理裂隙较发育，石灰岩中溶洞，岩溶管道，溶蚀破碎带等岩溶现象发育，大气降水沿以上通道下渗，在基岩内特别是向斜轴部破碎带及断层带、溶蚀带等中汇集而形成岩溶水。
岩溶水主要分布在石灰岩中，赋存于溶洞，破碎带等岩溶带内，地下水位埋深普遍较大。勘探期为枯水季节，由小里程到大里程钻孔底高程由801m到763.8m，均未见地下水，结合调查情况，该处地下水雨季与旱季升降幅度在10～30m。
1.3.2 隧道水文地质条件评价
地下水主要补给来源为大气降水，以垂直排泄为主，降水后通道内瞬时流量大，径流排泄速度快。
隧道水文地质条件受地形地貌、岩溶发育程度控制，强富水段位于封闭的岩溶洼池地内，特别是DK33+040～DK33+120段中地表有断层通过，与线路相交于DK33+165～+200之间，断层破碎带影响宽度约40m，岩体破碎，暴雨后涌水或突水突泥的可能性较大；DK33+210～DK34+190段内，岩溶发育低洼处暴雨后涌水或突水突泥的可能性也较大。
2 隧道渗漏水情况
隧道衬砌完成后，进入雨季时，发现以下渗漏水情况：①在DK32+690～+740段施工缝处有水珠冒出，严重的地方有小股水喷出，混凝土表面局部有渗水潮湿现象。在DK32+710和DK32+713左侧边墙轨面标高上方2m处各打一直径为4cm的探水孔，有水柱喷出，最大喷射距离约3m；在DK32+713处右侧边墙轨面标高上方1m处打一直径为4cm的探水孔，也有水柱喷出，最大喷射距离约1m；②在DK33+230处大避车洞底板与边墙相交处，发现一条宽度约1～2mm的裂缝，成股向外冒水；③在DK33+260～+270衬砌表面发现多处开裂渗水现象；④DK33+510～+710段衬砌表面有多处大面积渗水和混凝土表面潮湿现象。
3 隧道渗漏水原因
根据开挖揭示围岩情况，以上渗漏水地段位于向斜地质构造带内，且有宽约40m的断层破碎带存在，雨季时，大量雨水汇积于此，形成较大的水压。由于施工期间为旱季，隧道内地下水非常少，对防排水施工未足够重视，存在不规范施工现象。造成渗漏水问题的主要原因有：防水板破损，搭接长度不够，焊缝不密封；止水带安设位置不准确，未按设计图搭接；混凝土施工缝处理措施不到位，局部地方混凝土捣固不密实；排水盲管被堵塞等，另外位于向斜地质构造带内的隧道衬砌也应该加强防排水设计措施。
4 处理方案选定
根据以上原因分析，首先采用排水降压法，将衬砌后面的积水排空，降低水压力；排水降压后，对漏水较严重的地方采用凿槽引排法，将剩余积水引流至隧道排水沟，对仍有小范围渗水的地方采用注浆堵漏法。
5 排水降压法和凿槽引排法
为了方便说明，将排水降压法和凿槽引排法结合起来进行说明。
5.1 材料
选用与隧道衬砌所用的同标号普通水泥，细砂、堵漏灵，配合比为普通水泥：细砂：堵漏灵=1：1：：0.2，适当加水搅拌成可塑性固体，作为堵漏填料。
堵漏灵一种快速堵水的水泥混合物，具有速凝、早强、抗渗、微膨胀、无毒无害等特点。
5.2 主要机具
小型移动式空压机：给凿岩机提供动力风。
气腿式凿岩机：用来打泄水孔。
便携式冲击钻：用来凿槽。
5.3 排水降压法和凿槽引排法
根据渗漏水情况，在隧道矮边墙上每隔2～5m打一垂直泄水孔，孔径为4cm，标高位于隧道排水沟底以上且在电缆槽底以下。泄水孔深度应穿透衬砌混凝土，将背后的水引入水沟排出。钻孔完成后，将位于电缆槽下方孔道全部堵死，防止排水沟中的水流至隧道衬砌底板浸泡道床。
5.4 凿槽引排法
凿槽引排法的施工过程为：①以漏水处为起点，垂直向下直到排水沟，凿一条宽为5cm，深为8cm的沟槽，用水将沟槽内的浮碴和其它杂物冲刷干净；②从沟槽起点开始，将一根外径为2cm，长度为0.8m左右的塑料软管贴在沟槽底；③从沟槽起点开始，用堵漏填料将软管掩埋约60cm长，并确保该段沟槽填压密实，抹平，等堵漏填料达到一定强度后慢慢地将软管抽出约30cm长，留约30cm长仍在堵漏填料中，拔管要小心，不要松动已密实的堵漏填料，也不要将已形成的空管道挤满堵塞；④将堵漏填料外的50cm塑料软管掩埋约30cm长，留20cm长露在外面便于拔管；⑤如此循环，一段一段作业，直到将空管道引至隧道底排水沟为止；⑥半小时后，在堵漏填料表面撒少量白水泥抹平，处理好混凝土的外观质量。
5.4 注意事项
5.4.1 泄水孔不能连通电缆槽，否则，可能会将水引入电缆槽。
5.4.2 软管壁应有一定的硬度，确保在填压堵漏填料时，不易变形；
5.4.3 应一边填压堵漏填料，一边拔管。为了便于操作，软管埋在堵漏填料中的最大长度约60cm，最小长度约30cm为宜，每次拔管长度约30cm；
5.4.4 由于堵漏填料凝固速度快，一次不要拌制过多。可根据沟槽需要填塞体积先拌制水泥砂浆成软塑状，在引水管道施工时，再切出适当体积加入堵漏灵拌匀成可塑性固体，快速填塞沟槽，可避免浪费材料。
6 注浆堵漏法
6.1 材料
（1）环氧树脂：环氧树脂为热塑性树脂，本身不会硬化，室温下可长期储存；但在加固化剂后变成热固性树脂，是一种不溶于水的产物。环氧树脂具有粘合力高，收缩性小、稳定性好、硬化后机械性能高等优点，在工程中应用较普遍，使用环氧树脂修补操作方便简单，成本低、效果好。
（2）固化剂：固化剂是环氧树脂最主要的辅助材料，直接与环氧树脂发生化学反应，使其硬化并产生强度。
（3）稀释剂：稀释剂主要用来降低环氧树脂的粘度，提高环氧树脂的流动性和渗透性，但是参量过多会增加收缩率，降低粘合力。
（4）清洗剂：清洗剂用来清洗沾有环氧树脂的器具。
6.2 主要机具
（1）便携式冲击钻：用来钻孔，埋设注浆头。
（2）便携式高压灌注机：用来注浆，灌注后要及时清理。
（3）搅拌盆：用来拌制环氧树脂浆液，可用搪瓷盆或铝盆。
6.3 注浆工艺
6.3.1 预埋注浆头
注浆头用于连接灌注机的枪头，将浆液导入裂缝。对于裂缝或施工缝引起的长条形渗水处，在每条裂缝的两端各预埋一个注浆头，裂缝中间的注浆头间隔一般按20～30cm布设预埋，竖缝、斜缝及较宽的缝，距离可适当调大。注浆头在混凝土表面从裂缝的一侧以45°角向里穿过裂缝，埋入混凝土中，留注浆头接口在外面。相邻注浆头穿过裂缝的方向宜交叉布设。对于墙面点状、面状渗水部位，根据面积大小，在渗水处的中央垂直混凝土表面埋设数个注浆头。
6.3.2 配制浆液
浆液配合比为环氧树脂：固化剂：稀释剂=1：0.06～0.08：0.25，在拌合浆液前先放入稀释剂，将环氧树脂稀释，待环氧树脂完全稀释后再加入固化剂，在加固化剂后要不断的搅拌，防止环氧树脂较快凝固，每次拌制的环氧树脂不宜过多，应根据注浆进度快慢而定。
6.3.3 注浆
将配制好的浆液倒入灌注机，把灌注机的枪头插入注浆头接口，打开灌注机电源即可压送浆液。待浆液将裂缝填满后，停止注浆，拔出枪头，再开始下一个注浆头注浆。
给所有注浆头完成注浆后，应用稀释剂洗净粘有环氧树脂的器具；注浆一天后可取出注浆头，将混凝土表面清洁干净。
6.4 注意事项
6.4.1 注浆头宜埋设在裂缝较宽处，这样环氧树脂容易压入缝隙内。
6.4.2 在稀释过程中一定要将环氧树脂完全稀释，否则在注浆过程中容易堵塞注浆管道。
6.4.3 对于长条形渗水处，注浆的顺序按照自下而上，由一端向另一端依次进行；对于点面状渗水处，注浆的顺序一般按照自下而上，自中央向四周进行。
7 结束语
本方案以排为主，以堵为辅，与传统的以注浆堵漏方案相比，操作简单，节约成本，遗留隐患少，安全可靠，效果好。当然，等到隧道发现渗漏问题后再整治只是一种消极的、被动的补救行为，关键要在设计和施工阶段重视，主动做好防排水措施。设计时，首先要把隧道的地质情况勘察清楚，针对不同的地质情况设计合理有效的防排水措施；施工时，要规范操作，同时，注意观察围岩变化，如發现与设计不符，应变更设计再施工。
参考文献：
1.中铁第五勘察设计院集团有限公司《新建铁路德保至靖西线马鞍山隧道设计施工图》、《新建铁路德保至靖西线单线电化铁路隧道复合衬砌设计施工图》。