关于隧道渗漏水原因分析及应对措施论文_刘军,苗举

关于隧道渗漏水原因分析及应对措施论文_刘军,苗举

中交一公局第一工程有限公司 北京 102205

摘要:随着我国交通建设的不断发展,高速公路项目投资的不断加大,隧道工程也得到了大力的发展。近几年,我国已建和在建部分隧道都出现了不同程度的病害,尤其是隧道的渗漏水问题日益严重,不但影响到了隧道的整体结构安全,而且对日常的行车也造成了一定的安全隐患。本文通过对关于隧道渗水漏水的相关文献资料进行解读,并结合以往隧道的实际情况,对隧道渗水漏水的原因从混凝土质量、防水层、施工缝、沉降缝及泄水孔等多个方面进行了原因剖析,并针对隧道渗水漏水的问题,提出了一些处理方案建议,如隧道注浆处理、凿槽埋管引排处理、增设泄水孔处理等措施,望能够为今后的隧道的渗水漏水问题处理措施提供一点浅显的建议,以提高隧道的整体功能性和安全性。

关键词:隧道;渗漏水;处理方案;研究

0 引言

近年来,我国高速公路、铁路得到了大规模的投资与兴建,与此同时一些已经运营中的高速公路、铁路中也出现了一系列的质量病害,尤其是隧道的渗水漏水现象,越来越受到人们的关注与重视。我国部分在建隧道和已经运营多年的隧道,出现了不同程度的渗漏水病害,渗漏水不但会对隧道的自身结构造成侵蚀,降低其稳定性和耐久性,而且给火车、汽车的行车安全带来了威胁,对于我国隧道的发展是极其不利的。尤其是在我国的一些山区,隧道的设置越来越多,目前渗水漏水现象也是日益严重。虽然我国针对隧道的渗水漏水研究了很多处理方案,但是有的隧道治理效果不是非常理想,部分经过治理的隧道,在使用过程中会再次发生渗水漏水现象。因此,要想彻底解决隧道渗漏水病害,就要从隧道施工中,严格控制施工质量,同时要借鉴国外的一些先进技术,并不但的创新,研制一些高新的隧道渗水漏水处理方案。

1 厥湾隧道概况

厥湾隧道单洞全长2775米,其中左幅长1410m,右幅长1365m。隧道进口段埋深0-28m,最大埋深182m,主要地质为第四系全新统黄土状土常含蜗牛壳碎片和植物根茎,土质较疏松局部具有失陷性、元古界下宽坪组强风化片麻岩层变质作用较弱,片麻状结构,结构大部分被破坏,分化作用较强,岩层的整体承载性和稳定性较差。隧道地下水发育,类型比较复杂,主要有风化层裂隙潜水,基层裂隙潜水-承压水,脉状构造裂隙潜水-承压水。根据设计勘察结构,隧道有一处断层F1,呈南西-东部展布,为一正断层,这类断层可造成岩层错位、缺失、重复,并可导致岩石破碎,降低岩石的整体性和稳定性,且内部节理、地下水十分发育,再加上受大气降水影响严重,极易产生隧道渗水漏水病害。

2以往隧道渗水漏水原因分析

通过以往隧道施工过程中经验,并查阅相关资料,分析产生渗水漏水的原因,可能主要有以下几个方面:

2.1混凝土质量差导致渗水漏水

从以往隧道出现渗漏水情况来看,其产生的重要原因之一就是二衬混凝土质量差导致的。隧道二衬混凝土一般都要求是带有防水抗渗性能的混凝土,其施工过程中,必须严格按照抗渗混凝土的施工工艺与要求进行生产、运输、浇筑及养护。目前,在这些环节中存在一些不正确操作,导致混凝土的质量达不到防水抗渗的要求,主要体现在以下几个方面:首先是在抗渗混凝土的生产过程中,拌和站的管理及操作人员操作不当,常常在添加水泥或者抗渗外加剂时候,添加量不均匀或不足,导致抗渗混凝土的整体抗渗性能下降,另外,拌和时间也是决定混凝土性能的重要参数,实际生产中,为了节约时间和提高拌合效率,拌合时间不充分,导致混凝土的和易性差,进而不利于后期的防水抗渗;其次是混凝土运输中,由于距离、温度、环境等因素的影响,可能会降低混凝土的抗渗性能,如距离过长导致混凝土坍落度损失,外界温度过高,罐车司机私自加水导致混凝土离析等等,都会造成混凝土的抗渗性能下降;最后是在浇筑环节,对于二衬的纵向施工缝、横向施工缝、拱顶等等部位都是浇筑控制的关键点,常常由于在这些位置振捣不到位,导致其密实度不足,产生渗水漏水病害;最后是养护,二衬混凝土养护频率和养护时间也是提高其抗渗性能的一个指标,实际中往往养护频率和养护时间达不到规范要求[1]。

2.2 防水层破损导致渗漏水

隧道的一般设计要求在初期支护与二衬混凝土之间铺设一层复合防水板(1.2mm厚EVA/ECB防水板+土工布),来提高洞身的防水能力。防水板一旦发生破损,隧道背后的积水就会透过防水板向外进行渗水,防水板发生破损主要原因是在施工过程中操作不当造成的。例如,在铺设土工布前,未对初期支护的表面钢筋头进行切割打磨处理,在铺设土工布和防水板后,防水板受力就会被钢筋头划破,进而失去防水功能;一般在铺设防水板时,对于防水板的接缝焊接不牢固或者漏焊,亦或是焊接热熔垫圈时候,烧伤防水板等等,都会降低防水板的抗渗防水性能。

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2.3 洞身沉降缝、施工缝施工不规范导致渗漏水

较长隧道,其二衬混凝土的施工是借助二衬台车进行施工浇筑,这样就将洞身二衬混凝土浇筑分多个阶段,进而导致了洞身之间产生施工缝,同时,在围岩性质变化处或者明洞暗洞交接处,均要设置沉降缝,以防治隧道不均匀沉降产生隧道病害。施工缝、沉降缝的施工不规范导致的渗水漏水也是比较常见的原因之一。隧道施工缝防水处理主要是采用P-201膨胀止水胶,沉降缝采用的是中埋式止水带与P-201膨胀止水胶。对于沉降缝来说,主要是止水带的埋设不够规范,埋入深度不足,埋入不居中,接缝焊接不牢固等等,都会导致沉降缝的抗渗防水能力下降;对于施工缝来说,主要是P-201膨胀止水胶施工不规范,导致施工缝的防水能力差,如膨胀止水胶使用不当导致其膨胀性能下降,或者膨胀止水胶偏位等等都是导致施工缝、沉降缝渗漏水的重要原因。

2.4 泄水孔堵塞导致的渗水

隧道泄水孔的设计要求是,在隧道无水地段每隔10米设置一处,在有水地段要根据实际情况进行适当加密处理,如凡是喷射混凝土表面产生裂缝漏水均要设置环向排水盲管,并对应设置好泄水孔,目的是将洞身背后的渗水引入到隧道洞身内两侧排水沟。泄水孔是排除衬砌背后水体的主要途径,施工中一旦泄水孔被堵塞,洞身背后的积水就无法排放,就会从洞身质量薄弱的地方进行外渗。泄水孔堵塞大多是由于在二衬混凝土浇筑时,混凝土流入泄水孔或者是混凝土将泄水孔管挤扁,导致泄水孔失去泄水功能,进而引发隧道渗水漏水。

3隧道渗水漏水处理方案研究

3.1隧道注浆处理

通过上文分析,隧道渗水漏水的原因是多种多样的,对于隧道渗漏水的情况,首先要观察其渗水漏水量,分析其产生的原因,并针对性的制定处理方案。如果在二衬混凝土表面蜂窝麻面的地方出现渗水现象,其主要原因就是二衬混凝土浇筑不密实,针对混凝土不密实的病害,最佳的处理方案是注浆处理,来提高混凝土结构的密实度,以提高其抗渗性能。具体方案是,首先是在渗水位置,按照一定的间距进行钻设注浆孔,其深度不得大于二衬混凝土厚度,边钻孔边进行量测,防止超钻破坏防水板,然后是清孔处理,用高压风或者高压水对孔内的杂物进行清理,并安装注浆管,对注浆管口进行密封处理,最后是进行注浆作业,按照规范的注浆压力进行注浆控制,注浆要按照由边墙向拱顶的顺序进行 [2]。

3.2凿槽埋管引排处理

对于隧道中一些漏水严重的部位,比如施工缝、沉降缝的漏水,严重的情况会呈现出喷射状态,对于这种漏水量大的情况,就不适合采用堵水的措施,而是采用引排的方式进行治理,比如采用凿槽埋管引排方案,将漏水位置的水按照指定的流向进行排放。其处理方法具体如下:首先是对漏水点进行清理,从漏水点至排水沟切割一条排水槽,排水槽断面形状为倒梯形,以利于埋设排水管;其次是将排水管沿着排水槽进行布设,并采用固定卡子对排水管进行固定;最后是对槽外露部分进行填补平整处理,待其达到强度要求时,对表面进行打磨处理 [3]。

3.3增设泄水孔处理

泄水孔堵塞也是导致隧道渗水的重要原因之一,针对泄水孔堵塞的情况,最有效的处理措施就是疏通堵塞泄水孔,并在其周围增设一定数量的泄水孔。具体操作方法是,在堵塞泄水孔位置,沿着隧道纵向每隔1米增设一个泄水孔,泄水孔深度要大于二衬和初期支护厚度和,增设泄水孔时,钻孔要直接钻到围岩位置,最后通过高压风进行清孔处理,确保其满足泄水要求[4]。

3.4结论

本隧道工程已经接近尾声,施工过程中未出现的渗水漏水病害情况,有效的保障了工程质量。通过以往隧道出现渗水漏水原因分析,要预防隧道的渗水漏水病害,还是要从施工环节进行控制。尤其是二衬混凝土浇筑、防水板焊接、泄水孔埋设、施工缝处理等关键控制点的管控,任何一项不符合要求,都将可能引起隧道后期的渗水漏水的病害。因此施工过程中的管控,并加强对一线施工的指导与监督能有效预防隧道的渗水漏水病害。

4结语

隧道的渗水漏水病害已经成为制约我国隧道发展的重要因素,只有在施工中,加强各个环节的管控,提高施工管理人员的重视程度,从根源上进行控制,才能有效的解决隧道渗水漏水问题。

参考文献:

[1]任亮.关于隧道渗漏水处理技术的探讨[J].工程技术:全文版,2016(11):00177-00177.

[2]车玲利.有关隧道渗漏水病害成因与治理方法的研究[J].建筑工程技术与设计,2014(26).

[3]雷慧萍.关于隧道洞身渗漏水处理方案的研究[J].山西建筑,2017,43(25).

[4]孙晓勇,刘菲,梁峰.山区隧道渗漏水病害的防治[J].江西建材,

论文作者:刘军,苗举

论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期

论文发表时间:2018/6/11

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