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1、隧道渗漏水病害的预防与治理 韩忠存张文强（中铁隧道集团有限公司洛阳科学研究所 河南洛阳 ） 摘要： 渗漏水病害是危及隧道结构和运营安全的一种常见的病害，本文分析了隧道渗漏水病害发生的原因、预防及治理措施。 关键词： 隧道渗漏水预防治理 、前言 隧道渗漏水是国内外隧道常见病害之一，有关资料统计，年，日本建成通车的公路隧道座，总长，其中运行条件恶化隧道占隧道总数的，其中大部分为衬砌开裂渗漏水。根据我国有关部门统计，年，我国铁路隧道多座，总长，其中因渗漏水影响运营的达座，占隧道总数的左右。 隧道渗漏水主要表现为拱部漏水、边墙淌水、施工缝、变形缝及混凝土裂缝渗漏水，隧底道床及路面积水和隧底翻浆冒泥等。
2、 由于隧道渗漏水，增加了隧道内空气的湿度，造成钢轨、通讯、照明等设施的损坏，据铁路工务部门统计，渗漏水隧道钢轨的使用周期约为正常状态下的一半；由于道床及路面积水，特别是隧底翻浆冒泥，直接危及隧道的使用功能，造成不应有的交通事故；隧道渗漏水还加快了衬砌混凝土的碳化速度，特别是有腐蚀性的地下水，破坏了混凝土的结构，减少了隧道的使用寿命；隧道渗漏水还可能降低地下水位，对生态环境造成破坏；严寒地区隧道，渗漏水的危害更大，由于冬季渗漏水结冰，形成冰柱，侵入限界，造成行车事故，年复一年的冻融循环，破坏了混凝土结构，更有甚者，隧道渗漏水结冰，堵塞了整个隧道，使建成尚未投入使用的隧道报废。 由于隧道渗漏水的普
3、遍性和严重的危害性，引起了工程界的高度重视，不少专家学者和科研单位，对此进行了研究。近年来，中铁隧道集团公司科研所也结合工程实践，对隧道渗漏水发生原因、预防措施和治理技术等方面进行了研究，并成功地整治了多座隧道，取得了一定的成绩。 、隧道渗漏水发生的原因分析 隧道渗漏水产生的原因是多方面的，有客观存在的原因，但更多的是人为因素造成的。分析隧道渗漏水发生的原因，以利于有针对性的预防和整治。 隧道的开挖使地下水渗流场发生了改变，隧道周边的地下水集中向隧道方向排泄 多年来，赋存于地层中的地下水按照由高压力区向低压力区渗透、补充、排泄的规律，形成了自己的正常渗流场和循环系统，通过正常的循环系统，保持了
4、地下水的基本稳定。 隧道的开挖，在原有地层中形成了一个“空洞”，破坏了原地下水的平衡状态，形成了地下水的低压力区，改变了地下水的地下径流方向，向着开挖后的隧道方向汇集。研究表明，隧道开挖后，在隧道周围一定范围内形成了围岩松动区，在此范围内，由于地层的原始地应力的调整，围岩产生变形，裂缝张开，从而使地下水沿张开裂缝流入隧道，而在离隧道开挖轮廓线较远处，地层未受到扰动，地下水的径流路线仍按原来的规律进行（如图）。 在可溶岩地段，一旦隧道开挖时揭开溶管、溶隙、溶洞和暗河，岩溶水就会大量涌入隧道。 由于地下水径流路线的改变使流入隧道附近的地下水量增多，给隧道渗漏水创造了充分的条件。 隧道防排水设计上存
5、在诸多漏洞 长期以来，人们对隧道渗漏水的病害的危害性认识不足，因此在隧道设计上存在重结构、轻防水的倾向。就拿现行的铁路隧道设计规范来讲，在长达页的规范中，“防水与排水”一章仅有区区页，而且大都是原则性的条文；在隧道设计时，许多设计人员对结构强度、刚度及稳定度进行多次计算、验算（这是很必要的），但除了水沟断面尺寸外，很少有人对防排水进行计算，即使在高水压地段水压值的计算，也只是考虑结构设计的需要。在较长时间内，对隧道防水最薄弱的底部，即使软岩或遇水易软化的岩石（如泥岩），既不设仰拱，又不铺底，放任地下水侵入道床，形成翻浆冒泥，危及行车安全。施工缝、变形缝处理材料只是按工程类比法（有些比较还并不同
6、类）选用，很少按材料性能、地下水压力等进行计算。所有这些，都给隧道渗漏水埋下了隐患，致使有些隧道出现漏水病害后，设计单位与施工单位互相扯皮，质量难以保证。 可喜的是，目前铁道部已对隧道渗漏水病害给予了高度重视，铁路隧道设计规范已着手修改，“防水与排水”一章的内容增加了很多，有些应用效果不好或尚未完全成熟的防水材料未纳入，防水的重点部位给予了加强，各设计部门也重视了隧道防排水设计，这对预防隧道渗漏水是个好兆头。 隧道施工质量控制不佳，是隧道渗漏水发生的主要因素 防水混凝土未达到预期的防水效果。 在隧道结构防水中，防水混凝土是防水的主体，只要让主体达到防水效果，其他问题就比较容易解决了。 但是在目
7、前的防水混凝土施工中，违规作业的现象时有发生。 （）不按设计配合比配制防水混凝土，特别是随意加水的现象并不罕见。 （）不按规定浇筑混凝土。在浇筑高度大于的情况下，不采取任何措施进行浇筑，造成混凝土离析。 （）未按规定进行混凝土振捣，致使混凝土不密实。 （）拆模时间过早。 （）未按规定的时间养护。 这些情况虽不是普遍存在，但的确不乏其例。 由于以上情况存在，造成混凝土衬砌不密实，表面蜂窝麻面现象严重，衬砌开裂，给地下水的渗漏开辟通道。 施工缝、变形缝处理时，操作不细，防水材料形同虚设。 施工缝、变形缝是隧道防水的重点，也是隧道渗漏水的多发部位，必须进行认真细致的处理。 但在实际施工中，存在着马虎
8、、粗糙的现象： （）中埋式止水带固定不牢，浇筑混凝土时有卷起现象。 （）止水条安放不规范，不按规定镶入槽内，而是随意粘贴或钉在接头混凝土表面，造成扭曲、变形；即使设了镶嵌槽，也不把灰土和浮碴清理干净。 （）施工缝、变形缝处混凝土振捣不到位，止水带和止水条与混凝土不密贴。 由于以上原因，隧道建成后施工缝、变形缝渗漏水几率最高，有关资料表明，施工缝、变形缝渗漏水占隧道总渗漏水的以上，个别工程甚至出现“见缝必漏、无缝不漏”的现象，不得不花费高昂的代价进行整治。 隧道基底处理不到位，地下水隐蔽在底板以下，造成隐患。 隧道底板是防水最薄弱的部位，在以往的隧道设计中，底板不采取任何防排水措施，仅靠仰拱或铺
9、底混凝土进行防水。但施工中经常出现漏洞，主要是基底处理不干净，有残留的泥水，在浇筑时，混凝土不能和地层紧密结合，中间存在泥沙夹层，影响了混凝土的质量，给防水造成了很大的隐患。隧道运营后，在列车动载及冲击荷载的作用下，隧道底板破裂，地下泥水便从下面冒出，轨道变形，直接危及行车安全。 塑料防水板千疮百孔，防水只是一句空话。 塑料防水板是复合衬砌结构防水中一道重要的防线，也是我国隧道结构防水的一大进步。二十多年来，塑料防水板从选材到无钉铺设、机械双焊缝等施工工艺都有了长足进步，塑料防水板在许多工程上都起到了防水、抗裂的作用。 但就在目前，塑料防水板的铺设也不尽人意。 （）不采用无钉铺设工艺，仍用“铁
10、钉”将塑料板钉在铺设基面上，而对穿透的钉孔不做任何处理。 （）焊接工艺不过关，漏焊、焊穿现象仍有发生。 （）对铺设好的塑料防水板保护不够，防水板被扎破、烧破，在二次衬砌前也很少对破损处修补。 对于塑料板的破损，有人讲，“打把破伞总比不打伞好”。实际上，塑料板与二衬混凝土之间不会粘贴，总留有透水间隙，只要塑料板漏水，就会一漏百漏，而且治理时寻找水源也非常困难。 隧道排水形不成体系，不能有效地排除衬砌背后的积水。 隧道与地下工程防水原则是：“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”。因此有限制地排出衬砌背后的地下水，减小地下水对衬砌的压力，也是结构防水的关键所在。 但目前隧道施工中，虽也建立了防
11、排水体系，但由于种种原因，常使体系功能失效，如在二衬或注浆施工中，由于对排水盲沟、盲管未进行有效的保护，砂浆、浆液堵塞了盲沟、盲管，起不到排水作用；有的不设泄水孔或泄水孔堵塞，上部盲沟、盲管的水排不到排水沟中。这样，衬砌背后地下水越积越多，就在衬砌薄弱地方渗流排泄出来。 施工方面的原因主要就是这些。隧道防排水施工是个细致的工作，稍不注意，就会出现漏洞。 防水材料选择失当，不能满足长期防水需要 近几年来，隧道与地下工程防水材料迅速发展，防水注浆材料、混凝土外加剂、各种止水带、止水条、嵌缝防水腻子、渗透结晶型材料等，应有尽有。在众多生产厂家蜂拥而至的情况下，难免会发生鱼目混珠的情况。有些标称为橡胶
12、防水腻子中根本无橡胶成份，抗水性极差，在水中浸泡很短时间便崩解；有些厂家生产的双面复合无纺布的塑料防水板，边上厚、中间薄，更有甚者，中间仅是两层无纺布复合，根本就没有塑料板；止水带、止水条的橡胶成份低，力学性能达不到使用要求；排水盲管刚度小，混凝土浇筑压力将其挤扁等等。虽然这些伪劣产品不是材料的主流，但如果不认真鉴别，不认真选择，一旦使用，定将后患无穷。 由于以上主客观原因的存在，隧道渗漏水现象屡屡发生，“十隧九漏”的说法虽显得有些夸张，但隧道渗漏水的确成了普遍存在的隧道病害，并以此为源，引发着隧道其它病害的发生，严重地危害着隧道结构和运营安全。 、隧道渗漏水病害的预防 通过以上分析，隧道渗漏
13、水发生的原因是多方面的，而且人为因素占主导地位，为了减少隧道渗漏水病害的发生，就必须采取相应的预防措施。 重视隧道防排水设计工作，完善隧道防排水设计 隧道防排水质量与防排水设计关系非常密切，隧道设计工作者要对防排水设计给予高度的重视，把防排水设计和结构设计放在同等重要位置上去对待，隧道防排水质量一定会有大的提高。 隧道防排水设计的内容，参照的规定，结合隧道工程的特点，应该包含以下内容： （）工程的防水标准及应采用的工程措施。如采用多道防线防水，还应规定每道防线应达到的标准。 （）防水混凝土的抗渗等级和其它技术指标，质量保证措施。 （）塑料防水板的材料及性能指标，质量保证措施。 （）接缝及预埋件
14、安装处理的防水材料及性能指标，质量保证措施。 （）隧道的内、外（明、暗）排水系统、材料及性能指标，质量保证措施等。 采取措施，尽量隔断或减少地下水向隧道方向的渗流 隔断或减少地下水向隧道方向渗流，是防止隧道渗漏水的主动性措施。其主要措施为： 浅埋隧道洞口、隧道上方的洼地要填平，对可能渗入隧道中的池塘、沟渠进行疏浚、铺砌，减少池塘或沟渠水下渗。 隧道开挖时，尽量采用光面、预裂等控制爆破技术，尽量减少开挖对地层的扰动，缩小爆破引起的松动区，从而减少地下水对隧道的危害。 在高压、富水、破碎、软弱围岩地段，开挖前进行全断面或帷幕注浆，在开挖隧道周围形成一层一定厚度的不透水或弱透水的防水帷幕圈，防止或减少地下水向隧道渗流。 强化防排水工程施工管理，确保防排水工程质量 强化防排水工程的施工管理，提高防排水工程质量，是预防隧道渗漏水的关键所在。 严格按防排水设计和施工规范进行施工，对设计图上允许选择的如盲管位置、泄水孔位置等，必须征得有关部门的认可，不得自行其事，不得违规操作。 隧道防排水工程大多是隐蔽工程，因此要强化隐蔽工程的检查验收制度，上道工序验收不合格，不得进行下道工序施工。 要由有防排水工程施工经验的人组织和进行施工，必要时可委托有防排水施工资质的专业队伍进行施工。
