隧道衬砌渗漏水原因及整治措施

黎舒涛 冯兴豹

（中交一公局第三工程有限公司）

0 前言

隧道施工过程中，因为地质及施工等原因导致施工完成后，在一些地段出现隧道衬砌渗水现象，增加隧道内空气湿度，造成轨道、通讯、照明等设施损坏，降低了衬砌结构安全寿命，给客运专线的运营造成巨大的安全隐患。隧道衬砌渗水包括衬砌裂缝渗漏水、衬砌点状渗漏水、混凝土表面大面积渗漏水等，不同形式的渗漏水采用的整治技术有所不同。

1 隧道衬砌渗漏水的原因分析

1.1 地质原因

⑴围岩裂缝水水量比较大，地质条件复杂，岩层断层破碎易于沉积结构水，使得水压持续上涨，尤其是覆盖层不厚的隧道，裂缝的渗透能力非常强。

⑵衬砌四周的天然水pH值比较高，衬砌混凝土严重腐蚀，最为常见的是盐酸性腐蚀、碳酸性腐蚀和镁盐性腐蚀等。

⑶隧道位于沟谷浅埋地段，山体水流汇集，雨季对隧道产生巨大的水压力，容易造成水渗透。

1.2 施工原因

⑴混凝土施工没有按照设计标准执行，在地下水压力比较大的区域出现了水压高于抗渗标号的情况，导致渗水现象发生。

⑵混凝土振捣施工未能达到设计要求，呈现出蜂窝的形状，使得局部渗漏的情况时有发生。混凝土硬化时蒸发掉大量水分，形成了透水的开放性毛细管路，特别是在混凝土拌合物沉降水时析出的部分水向上溢出，另一部分聚集到集料的上面，从而形成透水管路。

⑶衬砌背后出现了空隙。衬砌背后围岩自身存在的裂缝在地下水的影响下裂缝会逐渐增大，最终形成空隙。这些裂缝随着时间的推移连结在一起。初支和衬砌施工的过程中会留下空隙，回填施工振捣不到位也会留下缝隙，这些缝隙经过漫长的时间积累后会互相贯通，使地下水大量聚集于此，最终导致大面积的沉积渗漏问题。

⑷衬砌施工的混凝土中存在着杂质，杂质腐烂后导致孔洞。

⑸混凝土灌注施工不当，结合部位缝隙出现漏水的情况。

⑹先墙后拱或者先拱后墙使得拱墙连接位置出现缝隙，进而引发渗漏的情况。

⑺预留孔洞处理不当也会引发渗漏。

⑻防水材料出现问题。施工使用的防水卷材质量不过关，止水带和防水卷材强度和耐久性比较差，在外力和应力的作用下使得其防水功效丧失。

⑼施工技术管控不严，在使用无钉热合铺设法施工时未能认真检查基面，钢筋断头和锚杆头裸露在外，使防水板出现裂缝。在热塑性元垫片施工的过程中布置不牢固、不均匀，防水板铺设施工没有按照从拱顶到两侧的顺序，预留松弛量较少，热熔焊接温度不稳定，焊接施工速度不均匀，最终焊接质量不过关，焊缝未能一次成型，给后期的防水带来严重的负面影响。

1.3 管理及思想原因

⑴施工管理和质检不到位。班组和质检部门未按要求的频率进行自检，再加上监理的抽检频率少或者监理不到位，未及时发现和处理防水板施工质量问题，留下质量隐患。

⑵施工人员的技术技能低，责任心不强。技术施工人员中有些没有经过任何培训直接上岗作业，也有只是短期培训后直接上岗，技术水平比较低，缺少责任心，在处理防水板材接头位置时没有按照设计标准执行，止水板安装完以后未做及时调整，给今后的使用留下了隐患。

⑶检测方法比较落后，目前使用的检测仪器和检测方法只是针对防水卷材施工材料开展的检测工作，而对取样和施工现场的具体情况未能实现科学的管理，存在着较强的人为性，有些合格的检测结果并不能真正证明具体施工情况满足设计标准。

2 隧道衬砌渗漏水治理措施

2.1 衬砌裂缝渗漏水治理

⑴有些裂缝受季节变化的影响非常明显，在雨季到来以后裂缝会出现渗漏的情况。在处理的时候，使用水泥类固化材料来进行完全封堵可以获得最佳的效果。在施工的过程中先凿出倒梯形的凹槽，将腻子型遇水膨胀条填充在槽底缝中部位置，然后用快凝水泥类材料封严。见图1。

图1 季节性渗漏水裂缝治理图

⑵常年出现渗漏水的裂缝，由于衬砌结构本来已破损，使用堵水的方法不能对其实现有效的控制，需要使用凿槽引排与注浆封堵结合的方法封堵。假如渗水量比较小，注浆封堵可以发挥最佳的效果；假如渗水量比较大，就要采取凿槽引排方法将水引流到排水沟中排出。具体施作工艺如下：

①注浆封堵

使用注浆封堵法来处理渗漏水量较小的区域，这些裂缝比较窄且非常细，耗浆量也不大，使用化学浆液或者超细水泥即可发挥最佳的效果，与原混凝土之间实现紧密的贴合，使渗漏问题得以高效解决。

施工工艺：沿着裂缝位置凿出倒梯形的凹槽，使用清水冲洗，将注浆钢管设置在裂缝中，间距为0.5m左右，分叉劈开注浆管的前端位置，使其与渗水裂缝对齐，使用双快水泥浆注浆管固定好。当水泥达到一定的强度后仔细检查封堵情况，确保注浆管漏水部位不再存在渗漏的情况。连接注浆泵与管路，将高分子冰凝浆液自下而上注入其中，注浆效果要满足设计要求，将残余的注浆嘴清理干净，把调色料涂刷在裂缝表面位置，确保原混凝土与处理位置表面相同。注浆封堵渗漏水具体情况详见图2。

图2 注浆封堵渗漏水示意图

化学注浆堵漏技术中最为常见的方法是丙凝法，使用双液注浆的方式，按照比例将原料加水以后搅拌均匀制作成甲液，按照比例将硫酸铵加水搅拌均匀制作成乙液，甲液和乙液混合在一起后发生聚合反应，初凝30s，反应时间大约为3min，最终生成胶体。丙凝法注浆采取水溶的方式将其注入到岩层中，浆液的渗透性非常好且粘度比较低，对一些极细的裂缝可以达到较好的处理效果。

②凿槽引排

裂缝中流出线状水流以后采取引排处理的方法能够取得最佳的效果，将水对结构的压力降到最小。施作工艺为：沿着裂缝凿出倒梯形或者矩形沟槽，槽上端要比渗水部位高出10cm以上，下端顺着边墙延伸到隧道排水沟处。使用清水清洗沟槽，将小直径玻纤透水管或者半圆形PVC管扣入到沟槽中，使用混凝土界面剂将沟槽封堵好。普通速凝砂浆、双快水泥、改性环氧树脂砂浆、堵漏灵、聚合物水泥砂浆和堵漏停等是主要的封槽材料，封槽施工结束后，要确保结构表面光滑、平整，把调色料涂刷在裂缝表面位置，确保原混凝土与处理位置表面相同。凿槽引排处理裂缝渗漏水断面的具体情况详见图3。

图3 凿槽引排处理裂缝渗漏水断面图

2.2 隧道衬砌渗漏水治理

使用注浆封堵的方法处理点状渗水问题。

⑴扩大出水口，为封口施工提供便利；

⑵将浮沉和灰渣清理干净，连接好钻孔与注浆管；

⑶使用环氧砂浆或者双快水泥封堵孔口；

⑷砂浆满足设计强度以后把水溶性聚氨酯注入其中；

⑸注浆管外露部分切除掉，打磨平整表面；

⑹使用调色料和防水涂料涂刷处理位置。

2.3 混凝土表面大面积渗漏水治理

使用“堵排结合”的方法处理拱部水量较大的渗漏水问题。在边墙位置钻排水孔，把水溶性聚氨酯注入到拱部渗漏水位置。边墙打孔位置为侧沟盖板1m以上处，孔深为衬砌厚度的2/3，钻孔半径为1.5cm，开槽埋管以后，渗漏水被及时排除到排水沟中。拱部注浆孔的钻孔半径为1.8cm，孔深为衬砌厚度的2/3，依据施工现场的实际情况，由施工技术人员来确定边墙排水孔和注浆孔的深度，防水板千万不能被打穿。

3 接触网成品保护措施

保护好线路设备，尤其要高度重视轨道和接触网设施的保护工作。搭设脚手架的过程中坚决不可以与接触网发生接触，使用彩色布条将接触网电线与脚手架连接位置包裹好，使用φ20mm塑料软管来作为注浆范围之内的接触网导线，导线外边割开以后使用彩色布条包裹，使接触网导线得到较好的防护。

在注浆施工的过程中，边墙或者拱部可能会出现冒浆的情况，防止水泥浆将吊柱或者接触网导线污染，在注浆施工以前使用彩色布条将导线包裹严实，防止其被污染给后期使用造成严重的影响。注浆施工区域的水泥浆液会给扣件造成污染的情况，也要使用彩条包裹严实，保证原有的设施不会被注浆施工造成污染，如发现污染及时清理干净。

4 安全注意事项

⑴在注浆施工以前认真检查接头、管路和机具的牢固度，防止出现爆破伤人的情况。

⑵工作人员在配置浆液和注浆施工时做好个人防护，防止灼伤皮肤和眼睛。

⑶注浆施工过程中注浆管旁不可以站人，防止出现人员伤亡。

⑷注意用电安全。

⑸电锤施工时做好防护，防止给施工人员造成伤害。

⑹搭设脚手架施工要佩戴安全带，注意高空作业安全，并配备专职安全员全程安全监视作业。

⑺在开始施工以前做好技术交底工作，使班组人员熟悉工作流程。

5 结束语

实践证明，上述措施对解决隧道衬砌渗漏水问题可以取得较好的效果，但值得注意的是，所有施工材料都会存在一定的缺陷，没有哪一种材料能够做到万无一失，因此，要选择最佳的施工材料，使防水效果满足设计的要求。