寒冷地区隧道渗漏与冻害综合防治技术研究

2016-03-19中铁四局集团第四工程有限公司安徽合肥230041

低碳世界 2016年31期

罗　彬（中铁四局集团第四工程有限公司，安徽合肥230041）

寒冷地区隧道渗漏与冻害综合防治技术研究

罗彬（中铁四局集团第四工程有限公司，安徽合肥230041）

在我国大约有50%以上的国土属于寒冷地区，位于这些寒冷地区的隧道常常会出现这样那样的问题，经过调查我们发现，在寒冷地区隧道中约有80%以上都存在冻害或者渗漏问题，我国每年对渗漏与冻害隧道的养护维修费用非常惊人，所以，寒冷地区隧道渗漏与冻害问题的研究势在必行。本文主要讲述了寒冷地区隧道渗漏与冻害的综合防治技术。

寒冷；隧道渗漏；隧道冻害；防治技术

1　寒冷地区常见的隧道渗漏与冻害问题

1.1寒冷地区隧道渗漏常见的问题

1.1.1地质问题

一般来说隧道都是建立在崇山峻岭地质构造比较复杂的地段，在地层中，地下水已经形成了一个平衡的循环系统。随着隧道的施工建设，破坏了这个系统，改变了水流经方向，地下水朝着隧道方向汇聚，给隧道埋下安全隐患。

1.1.2施工缝的渗漏

施工缝受到温度的影响容易发生变形，通常用柔性止水带进行防水处理。然而，在施工中止水带经常会出现破损；固定不牢靠；混凝土不够密贴等问题；没有防水密封的功能。施工缝渗漏的病害比较普遍，并且危害性比较大，在雨季的时候，施工缝经常出现漏水。

1.2寒冷地区常见的隧道冻害问题

1.2.1挂冰与冰塞

在隧道中，渗漏地下水由裂缝渗出之后，受到低温的影响而形成冰柱，如果不及时的清理，会随着时间的积累，挂冰会积累到几十厘米，挂冰会危及行车安全。冰塞的形成主要因为隧道排水设施的保温系统不好，而结冰堵塞排水设施。

1.2.2融沉

在多年冻土地区的路基，融沉是最重要的病害之一，同时也是隧道的病虫害之一。融沉一般发生在含冰量大的地段，当隧道洞门的多年冻土上部或路堑边坡上分布有较厚的地下冰层时，由于地下冰层埋藏较浅，在施工或运营过程中由于各种人为因素影响之下，多年冻土层的局部逐渐融化，上面覆盖土层在土体自重与外力的作用下产生沉陷，造成隧道洞门与洞口墙严重变形。

1.2.3地下冰

在多面冻土地区天然上限附近往往存在着一层冰，有几厘米甚至几米，其厚度不一。这种层状多为地表水下渗转移到冻结锋面上逐渐形成的。

2　隧道渗漏与冻害的防治技术

2.1隧道渗漏的防治技术

寒冷地区冬季隧道内结冰，主要是由于排水不畅引起水沟与基底遭到破坏引起，应该严格控制隧道内水的排放量进行预防。隧道里面出现渗水的部位，一般采取堵渗与疏导相结合的办法，以及先堵后排的原则来解决问题。拱部主要以堵为主，边墙以疏导为主将渗水分散，不太明显的地方以堵为主，渗水比较明显集中的部位主要以疏导为主。

2.1.1注浆封堵

根据隧道现场的实际情况，采取先堵后排、堵排结合的方式进行治理。对隧道拱部以及局部水量较小或不成片的部位先进行注浆处理比较适宜。确定渗水点并划定处理区域后，先用冲击钻钻注浆孔，然后用砂浆进行封堵，待砂浆强度满足要求一般5d，然后按照配合比进行注浆。搭设移动操作平台，采用手动简易注浆机，方便来回移动。注浆过程不能停顿，保持既定压力时间不少于1min，使浆液充分渗透到缝隙中，同时在混凝土表面明显渗出浆液时方可停止注浆。通过注浆封堵拱部不明显的渗漏点，使渗水部位消除或更加集中，便于下一步的剔槽引流。

2.1.2剔槽疏导

对于经过注浆处理以及渗水量较大的边墙部位，采用剔槽引流的办法最为有效。先用切割机从渗水部位沿边墙向下切割出宽约3～5cm顺直的引水槽轮廓，再用冲击钻剔出深约10cm的引水槽，然后放入经过处理的竹片或半圆塑料管以及PVC管作为盲沟的隔离材料，最后用细石混凝土进行封堵，将表面抹平压光，使得水沿着引水槽流下，达到有序集中排放的目的。寒冷地区，引水槽要在冻结深度以下，如冻结深度较大，则需对引水槽采取保温措施处理。

2.2隧道冻害的防治技术

2.2.1治水

隧道冻害形成其主要的原因是水与低温，冻害治理最重要的还是解决水的治理，若可以把围岩、衬砌以及隧道里面的水及时的排到外面，没积水温度就算再低也不会结冰而产生冻胀力，所以治水是预防冻害的基本措施，冻害地段要增设与改进防排水设施。

2.2.2保温

主要把隧道里面加筑保温层，消除隧道渗漏水使得隧道衬砌内缘加筑而形成季节的冻结圈。保温衬层周围应该设置防潮层，保证衬砌的混凝土干燥，也可以通过保温设施来提高温度，使得水没有办法结冰。

2.2.3隧道围岩注浆法

隧道衬砌的背后存水产生的冻胀对隧道衬砌的破坏很大，采用在隧道衬砌施工前，对围岩注浆的技术能有效的防止冻胀对隧道衬砌的破坏。通过对隧道围岩注浆，有效减少局部存水的空间，在围岩中形成一道隔水帷幕，使地下水远离衬砌结构，大大降低了冻害的发生。

同时隧道围岩的注浆技术不仅可以提高围岩强度，还加强了围岩的稳定性，并且可以防漏止水，有效降低了隧道冻害的发生。