水工隧洞混凝土防渗漏措施

张欢松 周明灿

【摘要】近年来，随着水工隧洞混凝土施工工程的增多，施工过程中的渗水问题也逐渐被人们关注。本文就水工隧洞混凝土防渗渗漏的内因、水工隧洞治理防渗的措施、具体的施工技术进行了分析研究。

【关键字】水工隧洞、混凝土、防渗

中图分类号： U45文献标识码： A

一、前言

水工隧洞混凝土施工过程中，由于裂缝的出现导致渗水问题的现象十分普遍，要改变这一现象需要提高施工人员素质，对施工现场做好管理，还有控制好相关的施工工艺和施工流程，这样才能保证水工隧洞混凝土施工的质量。

二、水工隧洞混凝土防渗渗漏的内因

引起混凝土裂缝产生的原因很多，但裂缝产生的主要因素还是混凝土水泥水化产生的热量引起混凝土体积膨胀，随着混凝土中水泥水化的不断完成，混凝土内部温度逐渐升到最高点，随后温度逐渐缓慢下降，这一过程混凝土体积先膨胀而后收缩，当混凝土结构物受到外界约束时，混凝土在受约束区产生拉力，而当拉力大于混凝土当时本身具有的拉应力时，混凝土便被拉裂，产生裂缝。 基于封堵的山体地下水的渗流通道，采用埋藏式的全断面砼衬砌，在实施水工隧洞的全过程中，完成砼浇筑之后，外水导排减压的排水措施未有效采取实施，极易造成外水压力过高，一定程度上造成施工缝、变形缝相对薄弱环节，在衬砌砼施工过程中渗漏。 完成砼衬砌之后，由于受到各种因素的影响，未能及时进行回填或固结灌浆，同时，针对完成水化热衬砌砼后，实际衬砌、岩体间留有一定的空隙。此外，由于不充分的围岩外水压力梯度，造成未形成新渗流通道。加之在围岩与衬砌中，外压力是渗透水产生体积力的实质。此时迅速提升外水压力，在衬砌砼上施加直接作用力，致使砼薄弱面渗水，从而使衬砌结构的安全性受到一定的影响。 与此同时，基于施工现场的实际情况，施工作业难免受其影响。如，存有少量积水或部分细渣在边、顶拱砼开、冲仓前后，彻底清理较难，同时，砂浆摊在砼入仓前较难遮盖老砼面、未结实结合面振捣等各种因素，致使此部位较为薄弱。此外，完成边、顶拱砼浇入之后，还需较长时间的强度增长，外水压力在此期间快速增加，势必借此渗出，影响安全性的衬砌架构。对此，控制好设计架构实施过程中的外水压力对隧洞渗漏的影响，显得尤为重要。特别是针对不可一次性全全断面衬砌成型的隧洞结构断面，需进行适当的个别实施底板与边顶拱，一定程度上看有效防治形成的施工缝止渗。

三、水工隧洞混凝土裂缝防治措施

由于水工隧洞混凝土产生裂缝后的堵漏和补强工艺都比较复杂, 不但成本较高。而且还影响混凝土的外观质量。因些, 在施工过程中主要以防为主。总结起来， 预防措施主要有以下几种。 1.优化混凝土配合比 选择优质的混凝土原材料, 通过多组配合比试验, 寻找最优的施工配合比。并采用混凝土双掺技术( 掺用优质粉煤灰和复合型高效减水剂, 改善混凝土性能。减少混凝土的水泥用量以降低水化热和混凝土干缩, 改善混凝土拌和物的和易性, 延缓其早期硬化过程。通过优化配合比, 可减少干缩裂缝和温度裂缝产生的几率。 2.加强围岩变形量测, 适时衬砌 为预防混凝土因围岩应力作用而出现开裂, 可加强围岩的收敛变形观测。通过量测数据的统计分析, 判断围岩是否完成收敛变形, 确定衬砌时间, 从而避免在围岩常在收敛变形时强行进宪混凝土衬砌。但施工中, 不可能设置专门的工期来等待围岩完成合成变形。因此一般是调整施工顺序, 即在贯通隧洞后, 先衬砌地质情况差、围岩稳定过程短的洞段, 及先衬砌混凝土底板等措施, 来满足围岩变形的时间要求。

3.做好地下水的治理工作

防止地下水进入混凝土浇筑仓面, 一般以疏排渗水的方式为主进行预防。施工时, 针对地下水的渗出情况采取不同的措施。对大面积渗水的围岩, 通过钻孔安装排水管来汇集渗水, 再用软管将其引出浇筑的工作面。对成股状流出的则采用在模板上开孔, 并用排水管直接引出排放到隧洞的方式。对滴出性渗水, 可用局部喷射混凝土的方法进行封堵。对于底板裂缝可用碎石、粗砂、透水花管在底板下做成排水盲沟, 然后每隔一定距离安装一个竖向排水管, 将地下水引到底板之上。这种方法实际上是将底板做成透水的, 不让它承受外水压力, 这就从根本上消除了隐患。而预留泄水孔是非常简便的, 造价也很低廉。

4.增加对水工隧洞施工的资金投入： 一些水电工程项目的投资方，为了追求经济利益，很多项目在关键环节的投入量不足，而水工隧洞工程资金投入的多少跟预防和解决混凝土表面裂缝的问题是息息相关的。由于投资方的资金投入不足，造成工程地质研究资料不够具体，使设计师无法获得真实情况并根据隧洞的环境对防裂缝等问题进行预防；同时，对设计报酬的压低，在无形之中降低了其设计工作的质量，设计内容不能满足客观条件的变化。投资方在签定工程合同的时候，也只强调工程的结果，对于施工中的隐患问题却很少进行充足的预算考虑；以及施工单位在水工隧洞施工过程中，减少人员和设备的投入，从而降低了工程质量，也很少对水工隧洞施工中可能产生的裂缝采取预防措施。 5.建立系统反馈机制： 水工隧洞混凝土施工的现场状况变化较大，而设计师无法对现场状况进行全面掌握，这就需要在水工隧洞混凝土施工过程中，加强信息的管理和反馈，建立相关的工程建设信息运作系统，以便参建人员做出符合工程施工客观规律的决策和判断。通过信息的控制和信息的交流，收集并积累相关的工程经验，通过不断沟通商讨，对水工隧洞混凝土施工中的混凝土表面裂缝问题进行预防和控制。

四、水工隧洞混凝土防渗的技术手段

施工缝面作为新、老砼的结合部因其所处位置较低,而在缝面的处理上及时采取了冲毛或凿毛工艺,但由于现场条件的限制还存在一定的问题,比如边、顶拱砼开仓前冲仓后会有少量的积水和一些细小的渣子难以彻底清除,再加上砼入仓前的砂浆摊铺往往也难以全部覆盖老砼面、结合面振捣不密实等等因素的存在,使该部位成为一个较为薄弱的地方。况且边、顶拱砼浇完以后其强度增长还需要一定的时间,在此时间内,外水压力迅速增加必然从该处渗出。针对这一问题,采用“先引导”、“后排水”的方法,取得了一定的效果。先引导的目的是在未进行二次砼浇筑时,预先设置导水孔,创造导排外水减压的条件。后排水是在二次浇筑砼后,使无规的渗漏水通过引导水管变为有规的卸压排水导流,使二次浇筑有足够的强度增长时间,确保砼的质量,最后通过注浆封闭导水孔达到止渗的目的,其具体作法如下。 1.底板浇筑时,对于边、顶拱岩壁有渗水的洞段,在底板砼施工时,在施工缝面上预留一个纵向槽,预留槽的位置设在外层钢筋与岩壁之间,并且留出6cm的钢筋保护层。如果边墙没有足够的超挖空间,则凿除部分岩石,以保证该槽的形成。在纵向槽的底部与模板之间埋设一根PVC管作为导排水管。在进行边顶拱浇筑时,纵向槽内填充碎石,表面用镀锌铁皮封盖。边顶拱浇筑完毕,要及时通开该PVC管,以保证排水的畅通。 2.对于裂隙渗水或集中渗水的地方,则采用打排水管孔,孔内插管排水的方案。排水孔沿着裂隙的走向打,孔深1.0M,孔径Ф=42mm,间距2-3m,管子采用DPVC管,其插入孔内的部分用钉子开一些小孔,孔口用棉纱或砂浆堵塞。管子可顺岩壁接到纵向槽内,也可穿过堵头模板将水排到仓外。

五、结束语

通过本文的分析论证可知，目前我国水工隧洞混凝土施工中还存在许多不足，这些不足导致了裂缝渗水的问题，基于此，在以后的施工过程中要在施工前做好准备，施工中注重工艺细节，施工后做好验收，为施工质量提供有力保证。

参考文献：

[1] 刘日东,李国海.谈水工隧洞混凝土渗漏原因及防治措施[J]. 今日科苑. 2009(12)

[3] 李爱民.水工隧洞混凝土防渗漏措施[J]. 科技资讯. 2011(01)

[3] 赵建寰.隧洞不良地质地段施工工艺和方法[J]. 农业科技与信息. 2010(06)

[4] 黄朝旭.清凉山水利枢纽工程水工隧洞衬砌混凝土防渗漏措施[J]. 中国西部科技. 2010(06)