富水下卧砂卵石层铁路双线明挖隧道渗漏水分析及防治措施

滑山

（中铁二局第五工程有限公司 四川成都 610091）

1 工程概况

某客专隧道长6470m，地处成都平原区，地形平坦开阔，地面高程488～494m，相对高差2～6m。地表水对混凝土结构无侵蚀性，地下水对混凝土结构无侵蚀性。

隧道主体结构为直墙拱形结构，采用明挖顺作法施工，主体结构施工分拱墙连做、拱墙分做两种方式。

图1 隧道衬砌

1.1 地层岩性

隧区上覆第四系全新统人工填筑土卵石土、粉质黏土及冲洪积层软粉质黏土；上更新统风积层成都黏土、软黏土；上更新统冰水-流水堆积层粉质黏土、粉砂、中砂、卵石土。下伏基岩为白垩系上统灌口组泥岩。

隧道衬砌大部分下卧卵石土地层：中密，局部稍密，饱和。局部为粗圆砾土，其余为中砂及少量黏粒充填，石质成份以砂岩、花岗岩为主，磨圆度较好，分选性较差，厚15～25m。

1.2 水文地质特征

第四系孔隙潜水主要赋存于上更新统粉砂、中砂、卵石土中，渗透性好，含水极其丰富，形成一个整体含水层，含水层总厚度15～30m。枯水期地下水位埋深2～6m；汛期地下水埋深1～5m。中砂、卵石土渗透系数K=20～25m/d，为强透水层。隧道基本位于中砂、卵石土中。

1.3 防水设计概况

衬砌采用C35高性能防水混凝土，抗渗等级不低于P10。隧道采用以结构自防水为主，衬砌外侧采用全环铺设ECB防水板全包防水，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。不设置洞内排水沟。

隧道80～100m环向设置一道变形缝，变形缝拱部、边墙设集水槽将局部渗漏水导入消防槽；变形缝底板设置两排剪力棒上下交错布置。

2 隧道渗漏水调查

2.1 调查目的

了解结构渗漏的部位、性质，摸清整治工作量，根据不同的渗漏情况选定对应的治理方法。

2.2 调查内容

（1）渗漏水的地点、位置、渗漏形式（湿渍、渗水、水珠、点漏、线漏-见GB50299的释义）、水量大小、水质、水压等，绘制“结构渗漏平面展开图”—见GB50208；

图2 衬砌防水构造图

（2）与渗漏有关的工程缺陷，如蜂窝、麻面、孔洞、露筋、裂缝、施工冷缝、混凝土剥落、钢筋锈蚀等；

（3）发现渗漏的时间、发展的过程、渗漏量变化的规律；

（4）结构设计资料、防水方案和采用的工法及施工质量控制情况，对主体对结构渗漏原因进行分析；

（5）初次渗漏治理的时间，采用的方案、材料、工艺及治理效果进行评估。

2.3 渗漏水查找的方法

（1）漏水量较大或比较明显时，可直接观察确定；

（2）慢渗或不明显的渗漏水，表面擦干，均匀撒干水泥粉，现湿痕处即为渗水处。

3 结构渗漏水情况及原因分析

根据渗漏点调查的结果，及时绘制“渗漏情况展开图”，判定渗漏等级。按照方案实施治理并做好渗漏治理记录。

通过对全线隧道的渗漏水情况全面调查，按照渗漏水类型统计渗漏比率最大的为裂纹渗漏，占45.1%；按照渗漏水部位统计渗漏比率最大的为边墙处渗漏，占58.1%；按照隧道基坑开挖方式统计渗漏比率最大的为拱墙分做段，占54.8%。

根据渗漏点分布统计分析，结合施工过程，对渗漏原因分析如下：

（1）施工缝处混凝土凿毛不彻底、橡胶止水带安装不规范、界面剂涂刷不规范等导致施工缝处成为防水的薄弱处，加之外包防水层局部破损，导致施工缝处渗漏。

（2）变形缝处的变形量已超出设计变形量，止水带可能局部破损，且外包防水层局部破损，导致变形缝处渗漏。

（3）同一结构的不同部分混凝土灌注间隔时间太长，由于收缩徐变不同步造成后灌注部分混凝土出现裂纹或裂缝。随着时间的推移，其水泥水化反应越完全，混凝土内部结构越致密，弹性模量则越大，个别段落底板混凝土已足龄期后才进行侧墙混凝土，增量不一致，出现贯通裂纹。

（4）参建各方认识的局限性，第一次将明挖隧道全包防水理念付诸实施，对全包防水的认识、明挖转入地下带来的环境变化、材料的质量、设计理念和工期问题等综合因素考虑不足造成。

4 隧道渗漏治理原则

（1）渗漏水治理应遵循“堵排结合、因地制宜、刚柔相济、择优选材，标本兼治、综合治理”的原则。

（2）结构渗漏治理工作安排的原则：

渗漏水治理，应采用经过试验、检测和鉴定并经实践检验质量可靠的新材料，行之有效的新技术、新工艺。

（3）具体实施时采取的策略：

①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并堵住漏水。

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、再墙身、后底板。

③应尽量在冬季裂缝（或接缝）张开量较大时进行。

④必须把永久防水和结构补强、加固统一考虑。

⑤符合环保的要求，尽量减少对周边环境的影响。

5 渗漏治理施工工艺

5.1 基本原理

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。

5.2 堵漏材料的选择

通过市场调查和实验分析结果，注浆采用EAA高渗透性亲水、水溶性固结环氧材料，具有高强度，强粘结力，收缩小，化学稳定性好和能在温室条件下固化等优点，可迅速止水，加固裂缝，效果好。针头采用高压注浆止水针头，填缝料采用改性环氧砂浆、堵漏灵或环氧胶泥等。

6 渗漏治理

6.1 隧道变形缝渗漏水处理方法

6.1.1 隧道拱部变形缝封堵措施

变形缝渗漏治理提出应采取堵排结合，拱部及道床底采取封堵措施、边墙及道床两侧采取引排措施，并且注浆顺序应从拱顶向两侧进行。

6.1.2 侧墙变形缝引排措施

对有渗漏的侧墙（起拱线以下）变形缝，在现状的基础上不再进行注浆封堵处理，而采取埋设排水盲管引排措施。

（1）凿缝：沿直边墙变形缝切倒梯形槽。

图3 边墙变形缝治理

（2）清切槽完毕用高压风、水清洗槽身，埋设圆形中空排水盲管，盲管沿侧墙延伸至电缆槽底部，埋设圆管将水引入消防槽中。

（3）表面封缝：

侧墙盲管埋设后，用纤钉对称钉牢并设置钢丝网，再采用聚硫密封胶封缝，确保将水引排至消防槽。

6.1.3 变形缝处隧道底板钻孔引水减压措施

从渗漏情况判断，主要是地下水突破全包防水材料进入衬砌与全包防水材料之间的水，其特点是水量小、水压大。为保证拱部不渗漏、道床板底不渗漏，采取在变形缝紧临的消防槽内、道床间底板、道床与消防槽间底板上钻孔引水，以降底水压。钻孔设置于变形缝两侧，每处钻两个斜孔，钻孔与变形缝相交并不得打穿止水带。

6.1.4 排水通道设置

通过上述堵排结合措施后，可能有少量水需排放至消防泵井，利用消防槽、道床间隧道底板顶面、道床与消防槽间隧道底板顶面作为通道排水。

6.2 施工缝及结构裂纹渗漏水治理

施工缝或结构出现裂纹导致渗漏水状况，在施工缝裂纹部位沿缝凿槽，清洗干净，漏水较大部位埋设引水管，把缝内主要漏水引出缝外，对较小的渗漏水用快凝材料封堵，其余缝槽用埋管、注入EAA高渗透亲水性固结环氧材料封堵治理。

对出现反复的施工缝，内部通过注浆填充施工缝及周边不密实的混凝土改善混凝土内部密实度，注浆深度不宜小于衬砌厚度的1/3；外部在衬砌内施工缝两侧各40cm宽度范围涂刷水泥基渗透结晶型界面剂改善混凝土表层密实度。

6.3 表面渗漏治理

一般渗漏宜采用衬砌内（背水面）注浆，钻孔根据渗漏水情况布置，孔深 10～15cm。

6.3.1 凿槽处理

查找渗漏出水点或缝隙，凿成V形槽，从下往上追溯凿槽至出水点的源头。

6.3.2 浆液（1）当接缝比较干燥，只有极少量渗漏水时，使用亲水性环氧浆液；（2）当渗漏水明显时，先使用水溶性聚氨酯浆液止水，待接缝干燥后，再另外选择时机使用可补强的浆液堵漏。

6.3.3 注浆工艺

（1）对凿槽进行打磨、冲洗。

（2）骑渗漏缝打眼、安装注浆嘴

对于规则裂缝等间距布嘴；

对于不规则裂缝在交叉点及端部布嘴。

（3）封 缝

使用堵漏灵胶泥或环氧胶泥等材料封缝，并可在表面涂刷环氧胶。

（4）在封缝完成并养护2h后，压气检查各孔的贯通情况，对于不串通的孔，查明原因进行分析和处理。

（5）采用分级注浆，要多点同步灌浆，从下至上，从宽至窄，逐步推进。

（6）注浆嘴在灌浆结束48h后铲除并用防水砂浆抹面并检查。

7 结束语

本隧道2014年12月20日通车运营。渗漏水治理从2011年5月开始一直持续至通车运营后，经历了覆土稳定、列车动载、停机坪动载、多年水位交替的考验，现仅有新增裂纹渗水，渗漏水已基本得到治理，治理方法是成功的。防水是系统工程，设计阶段及施工阶段就必须高度重视防水设计和整治工作，防水设计和质量息息相关，及早和建设单位、设计单位提出合理化建议。但渗漏水情况在工程实践中十分普遍，危害大，特别是会造成危害行车安全等问题，如何解决该问题，应根据具体地质情况进行分析，关键是从源头和过程控制，选择合理的防排水体系，做好衬砌混凝土的浇筑质量及防水层的施工质量。

[1]《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）[S].

[2]《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2011）[S].