丁宁

摘要：隧道施工可能因受地质条件复杂，设计不完善以及施工控制不到位等因素影响，致使隧道衬砌渗漏已成为隧道施工的常见问题，本文结合丹大快速铁路草莓沟1号隧道二次衬砌施工完成后隧道渗漏治理工程实例，详细介绍铁路隧道衬砌渗漏治理的分类特点、施工工艺流程及整治要点。此施工技术针对性强，可为类似工程的病害整治提供参考。

Abstract： Tunnel construction may be affected by complicated geological conditions， imperfect design and inadequate construction control， which makes tunnel lining leakage become a common problem in tunnel construction. Combined with the example of tunnel leakage treatment after the secondary lining construction of Caomeigou No.1 Tunnel on Dandong-Dalian Intercity Railway， this paper introduces the classification characteristics， construction process and main points of treatment of railway tunnel lining leakage in detail. This construction technology has strong pertinence and can provide reference for similar engineering disease treatment.

关键词：铁路隧道；二次衬砌；渗漏治理；施工技术

Key words： railway tunnel；secondary lining；leakage treatment；construction technology

中圖分类号：U459.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）10-0128-03

0 引言

草莓沟1号隧道位于辽宁省丹东市草莓沟村，进口位于草莓沟村东，出口位于锦江山公园，场区地处丘陵区，地势起伏较大植被茂盛。隧道内最大埋深约105.33m，隧道全长3320.15m。隧道衬砌结构采用复合式衬砌结构，衬砌结构厚度为：仰拱及底板30-60cm，边墙、拱部30-50cm，衬砌结构采用C30、C35防水混凝土，抗渗等级不低于P8。隧道防水采用以结构自防水为主，同时对施工缝、变形缝进行重点防水处理的原则，进行综合防水。草莓沟1号隧道于2010年10月份开工，至2015年7月份竣工。

1 隧道防水设计思路及特征

草莓沟1号隧道防水是在初期支护与二次衬砌之间拱部及边墙部位铺设防水板及土工布（分离式）防水，并在环向、纵向施工缝处设中埋式橡胶止水带及外贴式橡胶止水带。施工时首先在清理好的基面上铺设土工布，从拱顶部开始向两侧下垂铺设；然后用射钉加垫片将土工布固定在喷射混凝土面上，铺设时注意使基面与土工布密贴，并不得拉得过紧，留出余量；最后将防水板专用融热器对准热融衬垫所在位置进行热合，一般5s即可，要求防水板抗拉强度小于两者粘结剥离强度。施工缝、变形缝采用背贴式+中埋式止水带止水，模板就位后，安装挡头板，并且在挡头板中间设置止水带，将两块挡头板用U形卡固定，预留一半止水带灌筑在下一循环混凝土衬砌中。

2 隧道衬砌渗漏水情况的前期调查

2.1 调查目的

通过调查草1#隧道衬砌渗漏的性质、部位，将需要整治的部分整理出来，便于依据渗漏不同特点合理确定治理方法。

2.2 调查内容

①渗漏水的位置、渗漏特征（点漏、线漏、湿渍、渗水、水珠）、水量大小、水质、水压等；②与渗漏有关的工程缺陷，如钢筋锈蚀、施工冷缝、混凝土剥落、裂缝、露筋、孔洞、麻面、蜂窝等；③知道渗漏的时间、进程、变化规律；④设计资料、防水设计方案和采用的工法及施工质量控制情况；⑤初次渗漏治理的时间，评估所用方案、材料、工艺及治理效果。

2.3 渗漏水的排查方式

一是通过直接观察的方式，主要针对漏水量较大或比较明显的情况；二是对于慢渗或不明显的渗漏水，可将潮湿表面擦干，均匀撒一层干水泥粉，出现湿痕处即为渗水孔眼或缝隙。

2.4 结构渗漏水情况的统计

依据渗漏点的调查结果，判定结构渗漏等级，按照相应的处理方案实施治理，治理完成后做好渗漏治理记录。

2.5 衬砌结构渗漏水情况分类

衬砌结构出现渗漏根据渗漏部位主要分成三类，一是变形缝出现渗漏，二是施工缝出现渗漏，三是侧墙局部出现渗漏。渗漏形式判别主要为严重渗漏、线漏、点漏、水珠、渗水、湿渍等。

3 衬砌渗漏治理原则

3.1 渗透水治理应坚持原则，即“堵排结合、因地制宜、刚柔相济、择优选材，标本兼治、综合治理”。

3.2 结构渗漏治理工作安排的原则：渗漏水治理，所用新材料必须经过试验、检验和鉴定合格，且在实践中应用效果表现良好，所用新技术及新工艺应行之有效。

3.3 具体实施时采取的方法：①渗漏水治理方式：大漏变小漏、缝漏变点漏、片露变孔漏、逐渐缩小渗漏水范围、最后堵住漏水。②渗漏水治理顺序：先排后堵，先堵小漏、后堵大漏；先高后低，先顶板、再边墙、后底板。③治漏时要创造条件，降低水压；要追溯源头、区别对待。④最好选在冬季裂缝张开量较大时进行渗漏水注浆堵漏。

3.4 防水堵漏的同时，必须把永久防水和结构补强、加固统一起来考虑。

3.5 渗漏水整治应符合环保的要求，尽量减少对周边环境的影响。

3.6 草莓沟1号隧道衬砌渗漏情况及治理规划（表1）。

4 隧道衬砌渗漏治理施工技术

4.1 治理原理

采用固化后有一定抗压、抗拉强度和粘结强度的胶凝材料，通过注浆充填结构裂隙、孔隙，在加强结构强度的同时阻断流水路径，达到堵水目的。

4.2 堵漏材料的选择

经过大量的市场调查和实验分析发现，只有在出现严重渗漏，且水压较大的情况下，才会采用油溶性聚氨酯灌浆材料，除此之外，其余注浆堵漏浆液采用EAA高渗透性清水性固结环氧材料，该材料具有诸多优势，包括化学稳定性好、收缩小、强粘结力、高强度、能在温室条件下固化等，在制止孔洞渗漏水、治理裂纹方面具有良好效果。注浆针头采用150mm高压注浆止水针头，填缝料采用改性环氧树脂砂浆、堵漏灵胶泥或环氧胶泥等。

4.3 衬砌渗漏治理施工方法

4.3.1 混凝土表面一般渗漏的治理

针对一般渗漏的治理，宜采用衬砌内（背水面）注浆，结合实际渗漏水情况合理布置钻孔。

①渗漏水位置作凿槽处理。

查找渗漏出水点或缝隙，将其凿成V形槽，至槽底的根部显出微细裂缝，然后依照自下而上的顺序，追溯凿槽至出水点的源头。

②注浆堵漏处理浆液的选择。

若渗漏部位仅有极少量渗漏水，比较干燥时，宜采用EAA高渗透清水性固结环氧材料。

③注浆工艺。

1）打磨、冲洗凿槽。

2）骑渗漏缝打眼、安裝注浆嘴。

对于不规则裂缝：所有裂缝的交叉点及端部都要布置注浆嘴；对于规则裂缝：若缝宽大于0.3mm，按间距30cm布嘴；若缝宽小于0.3mm，按按间距20cm布嘴。

3）封缝。

封缝宜采用环氧胶泥或堵漏灵胶泥等材料，必要时可在其表面涂刷环氧胶。

4）压气检查。

完成封缝，且养护两小时后，先吹高压风（或水），对各孔的贯通情况进行压气检查，0.25MPa>压气压力。若孔不串通，应及时找到导致问题出现原因并采取有效解决方案。

5）灌浆。

采用分级注浆，实行多点同步灌浆，从宽至窄，从下至上，逐步推进。结构渗漏治理和补强的成败很大程度上取决于注浆材料。

6）清除注浆嘴。

待完成灌浆，且48小时后，再将注浆嘴铲除，同时为确保工程质量，应采取有效措施将混凝土表面进行平整。

7）质量检查。

灌浆七天后，检查其质量是否符合标准。

4.3.2 混凝土表面严重渗漏的治理

衬砌表面严重渗漏的部位，首要步骤是充填壁后的空隙地段，其次是对结构渗漏部位进行开槽注浆处理，即水泥砂浆作衬砌后回填注浆，具体该注浆方法如下：

①注浆孔孔径≧40mm，间距最好在2-5m之间，钻孔深度需打孔至衬砌结构背后；②注浆压力要比静水压力大0.5-1.5MPa，最好在水流上游位置布孔；③普通硅酸盐水泥配制浆液时要求其强度超过32.5MPa，且回填注浆顺序依照先两头向中间，由下往上，从少水处到多水处；④采用分级注浆，若为砂层宜采用劈裂注浆法，若衬砌背后为砂卵石层，宜采用渗透注浆法；⑤若渗漏水水压很大，为保证施工效果，可先用油溶性聚氨酯浆液止水，再用水泥浆液回填补强，如此效果将事半功倍；⑥引水孔最后封闭，用掺外加剂的防水砂浆抹面。

4.3.2.1 结构渗漏部位注浆处理

结构背后注浆回填后，施工工艺按照一般渗透处理，凿槽处理结构，实施注浆封堵时宜采用EAA高渗透清水性固结环氧材料。

4.3.2.2 施工缝及结构裂纹渗漏水治理

若渗透水问题是由于施工缝或结构裂纹造成的，那么对其渗透水问题的解决可参考上述混凝土表面的处理方式，两者之间的治理工艺和步骤基本一致，在施工缝裂纹部位沿缝凿槽，同时清洗干净，采用埋设引水管在漏水严重部位，将漏水引到缝外，渗漏水较小的部位可选用快凝材料封堵，其余的缝槽进行封堵治理时宜用埋管、注入EAA高渗透清水性固结环氧材料。

4.3.2.3 变形缝渗漏水治理

在渗漏治理中变形缝渗漏水是相对困难和复杂的，其治理步骤通常包括以下三步：

第一步，渗漏水临时封堵。

渗漏在变形缝中极容易出现，当面对严重渗漏且水压较大时，为达到封堵目的，通常采取的措施是注入油溶性聚氨酯灌浆材料，具体其操作步骤如下：

①把变形缝先进行分段，使其成为若干个注浆区段，然后对每个分段有的放矢的采取注浆止水措施，将环氧胶泥注入其内，使其形成阻断节点。

②为避免浆液从变形缝中溢出，在注浆时应做好相应的密封措施，利用聚合物水泥砂浆填缝，且为保证密封，应在其表面再敷贴环氧玻璃布。要求在敷贴期间涂刷环氧胶，三胶二布。

③埋设注浆嘴时应采取骑缝注浆的方式，保证其间距在20-25cm。

④单边顺序注浆：

第一孔灌浆，邻孔可作为排水排气孔；若邻孔出浆，将积水排除后，开始灌注邻孔，第一孔保持压力；当第三孔出浆时，观察进浆情况，适当时机停止第一孔灌浆。若第一孔出现不进浆、在最大压力下，进浆率小于0.05L/min；延续灌注时间不少于60min，也可停止灌浆。

⑤注漿压力通常为0.3-2MPa。应尽量采用高压注浆，将变形缝内的所有空间和孔隙都填满浆液，如此不仅能够把缝内的水挤走，还能够挤密膨胀的胶凝体。

第二步，结构背后回填注浆，实现止水目标。

第三步，针对变形缝采取恢复处理措施，完成变形缝堵漏后，沿变形缝抠出变形缝内填塞的聚苯板以及其它填充材料，清洗干净晾干后，重新恢复变形缝填缝材料。

5 结束语

丹大铁路草莓沟1号隧道衬砌渗漏问题，通过排查统计渗漏状况，分析渗漏等级，按照渗漏类别，分类选用治理方法。通过采用注入不同材料性能的胶凝材料充填结构裂隙、孔隙，在加强结构强度的同时，阻断流水路径，达到堵水目的。该项技术已在丹大铁路草莓沟1号隧道衬砌渗漏问题整治过程中得到了成功应用，隧道衬砌渗漏问题治理效果显著，施工技术满足安全、经济和可行性的操作理念，可为其它类似工程施工所借鉴。

参考文献：

[1]草莓沟1号隧道设计图纸.

[2]Q/CR9604-2015，高速铁路隧道工程施工技术规程[S].

[3]TB10424-2010，铁路混凝土工程施工质量验收标准[S].

[4]TZ331-2009，铁路隧道防排水施工技术指南[S].

[5]GB50108-2008，地下工程防水技术规范[S].

[6]GB50208-2011，地下防水工程质量验收规范[S].

[7]J.A.Hudson.The Next 50 Years of the ISRM and Anticipated Future Progress in Rock Mechanics. Harmonising Rock Engineering and the Environment-Proceedings of 12th ISRM International Congress on Rock Mechanics， 2011.

[8]李尧，李术才，刘斌，徐磊，张凤凯，聂利超.基于改进后向投影算法的地质雷达探测岩体裂隙的成像方法[J].岩土工程学报，2016（08）.