高铁隧道防渗漏技术探讨

潘宗海

摘要：高速铁路工程时刻受到水的作用，尤其是当中的隧道工程，防水问题不仅影响工程本身的坚固性和耐久性，而且直接影响到高速铁路和地下铁道的正常使用。本文分析了隧道渗漏水的各种原因，介绍了隧道渗漏水的表现形式，提出了常用的堵漏防水技术和施工操作方法。

关键词：隧道工程；渗漏水；防水技术

Abstract: high speed railway engineering time by water effect, especially in the middle of the tunnel engineering, waterproof problems not only influence the project itself consistence and durability, but also directly affect the high speed railway and the normal use of the underground railway. This paper analyzes the various causes of the tunnel leakage, this paper introduces the form of tunnel leakage, and puts forward some commonly used plugging waterproof technology and construction method of operation.

Keywords: tunnel engineering; Percolating water; Waterproof technology

中图分类号： [U25] 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

前言

隧道工程防水是隧道工程设计的主要内容。如果没有可靠的防水措施，地下水就会侵入，乃至危害运营和影响隧道使用寿命。目前，隧道工程最大的病害就是渗漏水。整治渗漏，既困难费用又高。因此，从设计时就引起重视，精心设计，精心施工。隧道开挖过程将对围岩造成扰动，导致围岩变形，裂隙发生扩展、导通，引起岩石中地下水下渗进入隧道，改变地下水流场，地下水位下降，而地下水位的下降则可能导致原有地下水排泄点如泉水出现流量减小甚至断流，从而引发新的环境、生态问题，并导致纠纷。因此，隧道的防渗堵漏不仅是隧道本身的需要，也是、生态保护和水资源保护的要求。

一、渗漏水的原因

引起隧道渗漏水的原因很多，具体原因如下：

1.设计上的原因

（1）由于某种原因，隧道设计在山沟破碎带或断带上又未进行防排水处理，地表水大量补给地下，最终造成隧道渗漏；(2)对不稳定的地基没有进行处理造成地基不均匀沉降,导致补砌结构出现缝隙,从而产生渗漏现象；（3）拆模时间过早，或围岩压力过大超过衬砌体的设计荷载等，都能使衬砌内应力超过其破坏强度而导致缝隙。

2.施工原因

施工中忽视衬砌质量，造成混凝土内部空隙，造成渗漏水通道；另外对排水设施不按技术规范要求施工等，密闭性不良，造成局部地下水丰富，加之隧道防水性能缺陷，造成严重渗漏水。

自然因素

开挖隧道对地下水的影响，是隧道发生渗漏水的客观因素。隧道开挖影响范围的大小与地层的渗透系数、水位高低、过水断面大小有关，此外还受大气降水、隧道进深及隧道周围溶洞、泉眼、水库或江、河、湖泊的影响。

二、 隧道渗漏水的表现形式

隧道渗漏水主要表现为点渗漏、缝渗漏和面渗漏三种形式，根据其渗漏水量的不同，又分为慢渗漏水和快渗漏水。当工程发现渗漏水的现象时，需要根据具体情况和工程特点，采用不同材料、工艺和机具设备进行封堵。首先应做好下面几项准备工作：

1.查找渗漏水

首先对工程周围的水质、水源、土质等情况进行调查，掌握水位随季节变化的规律和地表水的情况，以确定工程所承受的最大水压。此外还应了解生产用水、生活用水的上下管道是否完好，以便查明引起渗漏的原因，为制定防水堵漏方案与切断水源提供依据。

2.从结构上分析渗漏水原因

首先要了解结构的强度、刚度是否满足要求，以及规程结构是否存在不均匀沉降等问题，因为上述因素都可能导致结构开裂而造成渗漏。堵漏修补工作应在结构稳定、裂缝不再继续扩展的情况下进行。

3. 检查材料质量

对工程所用防水材料进行检验，以判断工程渗漏水是否由材料质量不良或选材不当而引起的。

在对以上几点进行分析的基础上，按照处理止水与防水相结合的原则，到现场进行实地调查，将漏水部位、数量根据渗漏形式进行分类编号统计，绘制堵漏平面展示图，即可制定堵水堵漏方案.

三、常用堵漏防水技术

1.表面封闭法

在需防水的表面铺一层防水层进行隔离和封闭。较常用的做法为先用聚氨酯防水橡胶进行表面处理，沿裂缝铺一定厚度的橡胶膜即可。

2.凿缝填充法

一般沿裂缝凿成“V”型槽，再填充一些防水和补强材料。此法只适用于自身强度低，且有高延伸率、弹性及高粘结力的填灌材料，否则，材料与衬砌的粘结界面就会破坏，失去防水效果。

3.灌浆法

对具有较完整骨架的防渗漏对象，堵漏防水是一种快速而效果明显的首选手段，是目前最常用的堵漏方法。将一定的材料配制成浆液，用压送设备将其灌入缝隙或空洞之中，使其扩散、胶凝或固化，以达到防渗堵漏的目的，确保防水工程的防水性能。灌浆能使裂缝缺陷愈合而恢复整体性。与表面封闭法相比，它能有效防止水进入裂缝内腐蚀钢筋。该法已被广泛应用于整治隧道渗漏水，构筑第一道防水线。注浆材料应具备以下条件：(1)可注性好；(2)胶凝时间易于调节，最好是突变式固化；(3)固结体强度高，抗渗性好，附着力强；(4)材料价格适中，采购方便；(5)操作工艺简单；(6)无毒。可根据灌浆材料的不同，分别对裂缝和混凝土缺陷进行补强和单纯堵漏，特别是对有压水的堵漏、修补，此法常可取得快速满意的效果。灌浆法相对于表面封闭法来说，显得工艺复杂，配方难掌握，技术要求高，造价也较高。

4.疏排水

疏排水措施，将地下水引出，减轻地下水对衬砌结构的压力，有利于更好地进行防水，具体方式常采用盲沟、洞内排水沟及沉井等。

5.其它方法

防渗漏的方法还有粘结钢板法、增加截面法、预应力张拉补强法等。这些方法都是在因设计计算失误等原因造成裂缝的情况下使用，而且必须要在协调一致的变形条件下才可使用。

堵漏材料的技术特性及配制方法：堵漏材料分有机材料和无机材料两大类，常用的堵漏材料主要有堵漏灵、丙凝、非水溶性聚氨酯、水溶性聚氨酯、改性环氧树脂、水泥水玻璃浆液等。在选择注浆堵漏材料时，要从材料的技术特性、材料、成本、渗漏水特征等方面综合考虑。

注浆机具与堵漏材料的选择：注浆机具要根据注浆液种类和结构渗漏位置的大小合理选择，目前用于注浆堵漏的机具有：电动往复泵、电动风压注浆设备、手压泵及注射器等。堵漏材料要根据工程特点和渗漏水量的不同加以选择。

四、施工操作方法

1.孔洞漏水的处理：对于孔洞漏水可采用预埋注浆管或用风枪钻孔后将缠绕麻丝的Ф20～40mm的钢管打入孔内，而后采用水泥—水玻璃双液注浆法实施堵水，浆液固化时间可根据涌水量的大小和用浆量的多少进行调整。如注浆后涌水仍较大，再实施二次注浆。

2.变形缝和施工缝漏水的处理：对于变形缝和施工缝的渗漏水，首先要根据漏水量大小制定堵水方案，其主要操作步骤为：根据渗漏水长度沿混凝土表面开凿成“V”型槽(宽度、深度视渗漏水大小掌握)，将槽内残渣冲洗干净，而后将Ф40mm半圆形塑料引水暗槽(薄铁皮弯制也可)置人槽底盖住水流部位，并用水泥速凝胶将两侧固定牢，再将Ф12mm引水导管(铝管)垂直置于引水暗槽两端，导水管外露长度为100mm，同样用水泥速凝胶固定。在确认引水暗槽和导水管固定牢固后，进行注水试验，其目的一是检查有无跑冒浆部位，二是可根据注水量估算浆液用量，以免造成材料浪费。注水试验后，将“V”型槽界面用喷灯烘干，并在基面上涂两遍环氧糠酮浆液，浆液固化后即可进行注浆止水。注浆机具为专用化学电动注浆泵或手提式手压注浆泵，注浆压力控制在4～8MPa。注浆接近结束时，注浆泵压力适当增大并恒定5～10min，表针不再回落，即可结束注浆，并将注浆管迅速用软塞塞住，以免浆液喷出或溢流。注浆完毕72小时后，将外露注浆管用手持砂轮机切除，将“V”型槽用膨胀水泥砂浆填实抹光。

3.大面积渗漏水的处理：对于边墙、底板等部位出现的较大面积渗漏水，应先对渗漏水部位的渗漏点进行调查，根据渗漏范围划分为若干作业单元。然后本着先堵大、后堵小、从上而下的堵水原则进行施工。对渗漏水量较大部位，先开槽或钻孔将水引出，再将周围水孔眼封闭处理，注浆方法与变形缝、施工缝相同。

4.孔眼渗漏水的处理：混凝土基面局部出现点渗漏水时，以“堵”为主。如水流量较大，封堵困难时，可根据渗漏水量在混凝土基面开“V”型槽，将Ф20mm的铝管(或聚乙烯塑料管)对准漏水点放好，用速凝水泥胶泥将其固定，将水由导管引出，然后进行注浆堵漏及表面修整。对于渗漏水量较小部位，沿渗漏点进行凿除，直到找到准确部位，其长度、深度视具体情况而定。凿除后的部位用速凝水泥胶泥填堵，待水泥凝固并观察不再渗漏后，表面用膨胀水泥砂浆封闭抹平。

结语

隧道防渗漏是隧道工程成败的关键，尤其在地下水较高地段尤为重要，防渗漏效果的好坏直接影响隧道的使用寿命。分析渗漏产生的原因，在设计施工阶段采取相应预防措施，重视施工阶段防渗漏技术，才能杜绝渗漏现象发生。

参考文献

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[3] 沈春林．路桥防水材料[M]．北京：化学工业出版社，2006(02).