铁路隧道防渗漏水原因分析及施工技术探讨论文_刘伟

铁路隧道防渗漏水原因分析及施工技术探讨论文_刘伟

摘要:随着交通技术的发展,铁路隧道施工管理不断完善。渗漏水病害是影响铁路隧道结构和运营安全的常见的病害之一,本文先分析隧道病害发生的原因,再提出铁路在施工过程中应该如何加强隧道施工管理和预防隧道运营后渗漏水病害的产生,供相关工程人员参考。

关键词:隧道施工;渗漏水;施工管理

前言:

渗漏水是铁路隧道常见病害之一,它可能会给隧道的稳定、洞内设施和运营安全性、地面建设等带来严重威胁。隧道渗漏水会增加隧道内空气湿度,破坏铁路钢轨、通讯、照明等设施。如果道床及路面积水,将直接影响隧道的使用功能,造成不可预知的交通事故;同时隧道渗漏水还会使衬砌混凝土的碳化速度加快,破坏混凝土的结构,对隧道的使用寿命产生影响;隧道出现渗漏水还可能降低地下水位,破坏生态环境;对于严寒地区的铁路隧道,由于冬季渗漏水结冰,渗漏水危害情况更加严重,容易造成行车事故。铁路隧道渗漏水主要表现有拱部漏水、边墙淌水、施工缝、变形缝及混凝土裂缝渗漏水,隧底道床及路面积水和隧底翻浆冒泥等。

1. 隧道产生渗漏水的原因

引起隧道渗漏水的原因可分为客观原因和人为因素,总体来说,可概括为以下几个方面:

1.1施工缝、变形缝处理中操作不细致

隧道防水的重点部位是施工缝、变形缝,它是是隧道渗漏水的多发部位,必须进行细致认真的施工处理。然而在实际施工操作过程中,多数施工人员都没有高度重视,施工不规范:

(1)中埋式止水带不牢固,浇筑混凝土时卷起现象时有出现。

(2)没有对止水条进行规范安放,将其随意粘贴或钉在接头混凝土表面,造成止水条的扭曲、变形;即使设有镶嵌槽,也没有将灰土和浮碴扫除。

(3)施工缝、变形缝处混凝土振捣不到位,止水带和止水条与混凝土出现不密贴现象。

由于上述原因,隧道建成后施工缝、变形缝容易出现渗漏水现象,相关数据显示,60%的隧道渗漏水都出现在施工缝和变形缝,甚至有个别工程出现“见缝必漏、无缝不漏”的现象,运营后不得不花费高额成本进行渗漏水的整治。

1.2防水混凝土没有达到预期防水功效

在隧道结构防水中,防水的主体是防水混凝土,只要主体达到了防水的功效,其他防水问题相对来说比较容易解决。然而在目前的防水混凝土施工过程中,经常出现违规作业,使防水混凝土预期的防水功效没有达到:

(1)防水混凝土不按设计配合比配制,任意往混凝土加水。

(2)浇筑混凝土未按规定进行。在浇筑高度大于2m时,没有采取适当的措施进行浇筑,使混凝土出现离析现象。

(3)混凝土的振捣未按规定进行,导致混凝土不密实。

(4)拆模时间太早。

由于上述原因的存在,使得混凝土衬砌不密实,表面蜂窝麻面等现象严重,加上衬砌开裂,给地下水的渗漏开辟了通道。

1.3塑料防水板并未起到防水的效果

复合衬砌结构防水中重要的一道防线是塑料防水板,同时也是我国隧道结构防水技术的一大进步。近二十多年来,我国的塑料防水板从选材到无钉铺设、机械双焊缝等施工工艺都取得了显著的进步,塑料防水板被应用于许多工程的防水、抗裂施工中。但在目前阶段,塑料防水板的铺设还是不够完善,存在以下问题:

(1)仍然采用“铁钉”将塑料板钉在铺设基面上,而不采取无钉铺设工艺,对穿透的钉孔也不做任何施工处理。

(2)焊接工艺仍然不完善,经常出现漏焊、焊穿等现象。

(3)对铺设好的塑料防水板不采取适当的保护措施,造成防水板被扎破、烧破,在二次衬砌前也很少对破损处进行修补。塑料板与二衬混凝土之间不会粘贴,总存在透水间隙,一旦塑料板出现漏水,治理时寻找水源就变得异常困难。

1.4隧道基底处理不到位

隧道底板一直被看作防水最薄弱的部位,在以往的隧道施工设计中,单凭仰拱或铺底混凝土进行防水,而底板不采取任何的防排水措施。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因而在施工过程中,基底处理不干净,残留泥水、虚渣,在浇筑时,混凝土与基底不能与地层紧密粘贴,中间出现泥沙夹层,加之混凝土振捣不密实,严重影响了混凝土的质量,给防水留下巨大的隐患。在隧道投入使用后,在列车动载和冲击荷载的作用下,隧道底板容易破裂,地下泥水冒出,导致轨道变形,直接危害行车的安全性。

1.5不能有效地排除衬砌背后的积水

铁路隧道施工的防水原则是:“防、排、截、堵相结合,因地制宜,综合治理”。所以要做到有效的结构防水,关键是有限制地排出衬砌背后的积水,减小地下水对衬砌的压力,。然而目前的铁路隧道施工中,虽然防排水体系逐渐得到建立,但由于多方面的原因,体系的防水功能经常失效,例如在二衬或注浆施工过程中,由于未有效地保护排水盲沟、盲管,以至于砂浆、浆液堵塞盲沟、盲管,使排水功效失效;有的甚至不设泄水孔或泄水孔严重堵塞,使上部盲沟、盲管的积水无法排出。如此一来,衬砌背后的地下水积累到一定程度后,就在衬砌薄弱部位渗流排泄出来。

1.6防水材料选择失当

近年来,我国隧道和地下工程防水材料蓬勃发展,出现了各种防水注浆材料、混凝土外加剂、止水带、止水条、嵌缝防水腻子、渗透结晶型材料,给我们带来多重选择的同时,难免会出现材料鱼目混珠的情况。比如有些材料标称为橡胶防水腻子却完全没有橡胶成份,抗水性很低,在水中浸泡便自然崩解;有的止水带、止水条的橡胶成份低,力学性能达不到防水的要求等等。虽然这些伪劣材料并非占据市场的大部分份额,但如果施工人员不进行认真的鉴别和筛选,一旦使用劣质材料,便会产生安全隐患。

2.防、排水施工的控制要点

防排水施工前应对初期支护表面的凹凸不平处进行补喷砼找平、切除锚杆头和钢筋头等措施,同时应该用砂浆抹平以确保初期支护表面的平顺。防水板环向焊缝应该与混凝土施工缝错开大于1m的距离。用热熔垫圈固定防水板,铺挂时要注意按设计要求保留足够的松弛度,以确保防水板的全部面积都能抵到岩面。

防水板之应按照以下原则搭接:边墙压拱部,下游压上游。在焊缝完成后,应进行必要地质量检测,焊缝质量进行检查时可采用充气法,如果出现空隙,应立刻进行补焊,直到完全合格为止。如果检查无误,便可进行灌注二衬混凝土施工。注意在混凝土振捣时,振捣器不能触碰防水板。

纵向盲管、环向盲管和连接排水管组成隧道衬砌后排水盲管,其中纵向排水盲管沿纵向布设于左、右墙脚水沟底上方;而环向排水盲管则沿隧道环向6~10m布设一环。纵向排水盲管画线安装,要求与线路纵向坡度相同。如果初期支护表面涌水量较大,应该把水直接引入中心排水沟,加密环向排水盲管的同时增设泄水孔。泄水孔角度要安装正确,避免出现反坡情况,导致泄水孔堵塞。

采用U型卡固定进行止水带安装,止水带安装位置要求准确,一旦发现翻滚、扭结不展的情况,应该及时采取措施调整。中埋止水带应该与二次衬砌端头模板正交,拆除衬砌端头模板后,应将U型卡调直。

2.强化施工管理,确保防排水工程质量

想提高铁路隧道施工的防排水施工质量,必须强化防排水工程的施工管理,根据上述出现的问题,可以采取以下措施解决:

(1)隧道防排水设计和施工时,应该遵守相关规范,对设计图上允许自主选择的部分如盲管位置和泄水孔位置等,必须得到有关部门的认可,不能自行其事,更不能违规操作。

(2)由于铁路隧道防排水工程多数属于隐蔽工程,因此必须强化对隐蔽工程的检查验收,制定相关的检查上道工序验收不合格,不得进行下道工序施工。

(3)负责防排水工程施工的人员必须是具备相关经验的和进行过专业培训的。

(4)在选择材料时注意筛选材料的质量,应该选用可满足防水要求、稳定性及耐久性好的防水材料。隧道工程一旦投入使用,将影响着人们的生命和财产安全和国家的经济发展,因此隧道防水工程也必须满足隧道使用年限的要求,为了使隧道防水工程得到保证,必须在众多的防水材料中进行专业的试验、检验和筛选。

3.结束语

想要彻底消除铁路隧道工程普遍存在的渗漏水现象,关键在于做好隧道施工质量控制,只有提高工程人员的施工技术,严格控制施工工艺,规范施工操作,才能防渗漏水于未然,做到一劳永逸,真正达到在节约成本的基础上,实现优质高效的工程目标,确保隧道工程不会出现渗漏水等质量问题。

参考文献:

[1]沈登科, 铁路隧道衬砌及仰拱渗漏水处理施工技术及措施[J],经济技术协作信息,2015(11).

[2]郭延斌, 铁路隧道基底病害的形成原因及整治对策研究[J],江西建材,2016(7).

[3]巩江峰、朱勇, 从施工工艺和防排水效果反思铁路隧道的防排水设计 [J],铁道标准设计,2018(4)

论文作者:刘伟

论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷第21期

论文发表时间:2020/3/14

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