何根军
成贵铁路有限责任公司 610031
摘要：隧道仰拱地面潮湿、渗水等病害一直是隧道施工的顽疾，且未引起建设施工单位的足够重视，现以成贵铁路黄陵坡隧道为例，谈谈隧道仰拱渗漏水病害的分析整治。
关键词：隧道仰拱；渗漏水；病害；整治技术
一、工程概况
新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段黄陵坡隧道,进口里程D1K180+440，出口里程D1K182+000，隧道全长1560m，为单洞双线隧道。隧道围岩类别为：Ⅲ级围岩215米、Ⅳ级围岩515米、Ⅴ级围岩830米。线间距4.6m，设计速度250km/h。隧道进口位于半径为9000m的右偏曲线上，隧道出口段497.5m位于直线段上。隧道内纵坡采用单面上坡，坡度为3‰。
地形地貌为川南红层丘陵地貌，隧道最大埋深约127m，最小埋深10米。下伏侏罗系上统蓬莱镇组砂岩夹泥岩，中统遂宁组泥岩夹砂岩。地表水主要为水田水、池塘水，靠大气降水补给，以蒸发、下渗和径流等形式排泄，水量一般。地下水主要为第四系孔隙潜水、基岩裂隙水。基岩裂隙水主要分布于基岩及风化层裂隙中，受孔隙水及大气降水补给。
二、隧道施工情况及隧道渗水原因分析
水沟电缆槽施工结束后，仰拱填充面一直处于干燥状态。2017年10月份连续降雨一个月，黄陵坡隧道D1K180+464～D1K180+795（331m）、D1K181+255～D1K181+335（80m）、D1K181+470～D1K181+500（30m）、D1K181+570～D1K181+830（260m）四段，共计701m，有29处仰拱填充面后浇带局部出现半圆形水印，部分段落潮湿，见图1。侧沟渗水处有明显裂缝，相对应的仰拱后浇带也出现了裂缝。为了解裂缝的深度和走向，我们采用沿裂缝取芯的方式进行验证。共取芯29处，18处裂缝止于后浇带，11处裂缝深50～75cm，孔内均无水。经过分析认为：
1、隧道引排水系统出口高于仰拱地面。
2、隧道混凝土分层分步施工不可避免存在许多施工接缝以及混凝土连续施工造成的收缩裂缝。
3、季节性大量降雨下渗造成隧道底部长期处于浸泡状态。
水就会沿混凝土施工接缝及裂缝渗出形成病害。若水压继续加大，将会引起仰拱开裂。若不处理，一旦通车，长期的冲击荷载使得泥浆沿透水管或混凝土薄弱处渗出或形成翻浆冒泥，严重时仰拱上浮，完全破坏隧道的排水系统。
图1仰拱填充面渗水
图2边墙裂纹
三、隧道渗水的整治方案
在查明原因后，对于仰拱或边墙的渗水主要采取引排为主。采用的主要施工方案如下：
1、疏通部分二次衬砌边墙被堵塞的横向排水盲管，让二次衬砌背后主要裂隙水从边沟排出；
2、沿仰拱填充顶面横向裂缝和施工缝处切槽埋设横向排水管，排出水沟电缆槽裂缝渗出的水，流向中心水沟；为更好的起到排水效果，在每处横向裂缝两侧5m范围内增设一道横向排水管，其余未开裂的渗水段落按20m一道切槽设置横向排水管。
3、沿中心水沟两侧每10m施作一排竖向排水孔至仰拱底基岩内，对地下水进行降水减压，过滤后引排至中心水沟；
4、两侧边沟墙身裂缝采用水溶性聚氨酯浆液进行注浆封堵处理；
5、对病害段建立沉降监测网，对结构的下沉、隆起等进行变形监测，以便发现问题及时处理。
四、整治施工要点
1、施工准备
首先对隧道仰拱渗漏水及裂缝情况进行详细排查，确定渗漏水部位、渗水量以及仰拱填充面裂缝和边沟裂缝数量等情况，并确定施工劳动组织和机械配置。
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2、测量放样
根据要求，将需要在仰拱填充面裂缝刻槽处、中心水沟两侧钻孔处、两侧边沟墙身施作横向钻孔处等进行测量放样，并做好明显标识。
3、仰拱填充顶面裂缝刻槽施工
采用砼切割机对每处仰拱填充顶面横向裂缝进行切槽，切槽宽度20cm，深度为后浇带厚度，一般为20cm～30cm。凿槽成形后清理槽内砼残渣，然后埋设φ50PVC“L”型排水管，一侧与侧沟墙底纵向水槽相连接，一侧与中心水沟墙壁齐平，排水管管身打孔以便排水，外裹无纺布，再在上方覆盖φ75半圆PVC管，然后采用微膨胀C20细石混凝土回填密实。
横向裂缝渗漏水处开槽如图3所示。
图3 横向裂缝渗漏水处开槽
4、中心水沟两侧竖向排水孔施工
中心水沟两侧竖向排水孔布置如图4所示。
采用地质钻机在中心水沟两侧施作竖向排水孔，地质钻机兼具取芯的作用。钻孔前先将仰拱填充上部切割成梯形槽，槽深50cm。竖向排水孔距离中心水沟内侧壁45cm，钻孔直径为130mm，钻孔深度深入仰拱底基岩1m，钻孔完毕后，插入用φ108钢管或PVC管制成的横向排水管和竖向排水管并连接后引排至中心水沟，入岩段管身设进水孔，并在外包裹一层孔距2mm不锈钢滤网。未开孔部分排水管与孔壁之间采用砂浆填塞，开孔部位上方设橡胶密封圈，防止砂浆下渗。为保证新旧混凝土的联结，沿梯型槽侧壁设不少于3层Φ14钢筋，间距100mm。梯形槽采用微膨胀C20细石砼回填。竖向排水孔交错布置，单侧间距10m。
图4 中心水沟两侧竖向排水孔布置
5、施作横向排水管
两侧横向排水管按线路方向间距1道/5m设置。采用潜孔钻机施作，在环向盲管高程处钻孔，钻孔直径为90mm，并深入基岩内1m。钻孔完毕后，插入150cm长φ75钢管或PVC管，钻孔前段沟槽壁至侧沟段钻孔采用环氧水泥砂浆封堵，管身设进水孔，外裹一层孔距2mm不锈钢滤网。
6、疏通原设计纵环向引入侧沟的横向排水管
清除原设计边墙内横向盲管口结晶物等杂物，疏通横向排水管，确保排水通畅。
7、注浆封堵侧沟裂缝
（1）对于宽度小于1mm且长度小于5m的裂缝，采用沿缝针管注浆封堵处理；
（2）对于宽度小于1mm且大于5m的裂缝，以及宽度大于1mm且小于5mm的裂缝，采用沿缝凿孔压浆封堵处理；
（3）对于宽度大于5mm的裂缝，采用沿缝凿槽，压浆封堵后用环氧砂浆嵌补；
（4）对裂缝注浆封堵或嵌补后，表面涂刷渗透性环氧树脂防水涂料封闭。
8、监控量测
为检验和判定渗漏水整治实施效果，及时发现、解决问题，上述整治措施实施完毕后，必须及时布设监控量测点，并按要求进行观测。
渗水段落按每5m布设一个监测断面，其余段落每20m布设一个监测断面，每个断面4个监测点，上下行道床板左右侧各布置1个点，上下行道床板外仰拱填充顶面左右侧各布置1个点。
监测采用徕卡TC1201全站仪和精密水准仪进行，监测精度不小于1mm。监测周期为排水孔开始施工至工程交验，同时至少至下一个雨季结束。监测频率为排水孔开始施工至无砟轨道铺设前监控量测频率按1次/7d，无砟轨道铺设后第1～3个月内监测频率按1次/10d，至工程交验监测频率按1次/月，监测发现异常加密监测频率，同时上报相关部门及时处理。
五、整治效果
经过整治，该隧道仰拱渗漏水情况得到了明显控制，未见异常沉降变形，取得较好的效果。
六、结束语
山岭隧道防排水是“以排为主、排堵结合” 的原则，其对于隧道拱墙采用了全封防水措施，但对于仰拱及底板，未采取任何防水手段，且对于仰拱底板渗漏水病害未于重视，希望下一步能加强隧道仰拱底板部位的防排水设计，从根本上解决问题。
论文作者:何根军
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/22
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