鐵路隧道防排水工程病害整治

劉春和

(太中銀鐵路有限責(zé)任公司，太原 030006)

鐵路隧道滲漏水對運營設(shè)備狀態(tài)有較大影響，寒冷地區(qū)和電氣化鐵路隧道滲漏水還可能對行車安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。隧道的防水結(jié)構(gòu)設(shè)計采用防排結(jié)合。防水措施包括設(shè)置防水板和防水混凝土。排水措施包括排水盲溝、泄水孔和洞內(nèi)水溝。絕大部分隧道滲漏水是因為防排水工程施工質(zhì)量的原因。隧道發(fā)生滲漏水說明實施的防排水措施局部失效，沒有有效地引排地下水。下面對隧道滲漏水的原因進(jìn)行分析，并有針對性地提出相應(yīng)的解決辦法。

1 鐵路隧道發(fā)生滲漏水的原因

1.1 隧道易發(fā)生滲漏水部位

1)施工縫、沉降縫或混凝土裂縫部位滲水。

2)襯砌不密實部位滲水，主要出現(xiàn)在拱部因氣密效應(yīng)導(dǎo)致混凝土無法灌注密實的部位，或邊墻、仰拱、二次填充混凝土漏振、漏漿等不密實部位。

3)完工后注漿鉆孔施工時打穿防水板，形成局部滲漏。

1.2 防水板施工中易出現(xiàn)的問題

1)忽視下錨段、洞室等斷面變化部位防水板的搭接質(zhì)量，造成該部位的滲漏。

2)掛設(shè)過緊，混凝土壓力使局部凹陷處的防水板產(chǎn)生拉力，當(dāng)拉力過大超過防水板的變形極限時，會導(dǎo)致防水板拉裂，失去防水作用。錨桿頭等凸出物處理不好也會在灌注后戳破防水板，影響防水效果。

3)對防水板的掛設(shè)、焊接、搭接和破損修補不夠重視，有的掛設(shè)時使用鐵釘穿透，焊縫搭接長度不足、焊穿、漏焊現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)，不注意掛設(shè)好的防水板的成品保護(hù)，刮破后隨意修補。防水板掛設(shè)是高空作業(yè)，施工條件較差，不容易保證質(zhì)量。

1.3 施工縫和沉降縫處理中易出現(xiàn)的問題

1)施工縫位置。鐵路隧道是長筒形地下結(jié)構(gòu)。混凝土結(jié)構(gòu)包括仰拱、二次襯砌和仰拱填充。施工順序為:先施工仰拱及少量填充，超前二次襯砌不少于3倍的二次襯砌節(jié)段長度，然后施工二次襯砌，最后施工仰拱填充混凝土。施工順序決定了隧道內(nèi)必須有縱向施工縫和環(huán)向施工縫。其中，環(huán)向施工縫也起到了變形縫和沉降縫的作用。縱向施工縫分布于仰拱與邊墻基礎(chǔ)間，環(huán)向施工縫位于每節(jié)段仰拱和二次襯砌間。

2)縱向施工縫設(shè)計上一般考慮設(shè)縱向排水管，也有從防水板背后設(shè)排水管連通洞內(nèi)水溝的措施，因其位置較低，出現(xiàn)問題時處理相對容易，不是影響運營的主要因素。

3)環(huán)向施工縫設(shè)計上一般考慮設(shè)置中埋式止水帶(見圖1)。施工時，將橡膠止水帶半幅彎折固定于仰拱或二次襯砌端模上，另外半幅伸入即將澆筑的混凝土中。從理論上講，如果混凝土質(zhì)量較好，止水帶固定位置準(zhǔn)確牢固，是能夠保證防水效果的。

圖1 中埋式橡膠止水帶

目前二次襯砌和仰拱端模主要采用木模或鋼模。現(xiàn)場立設(shè)時，止水帶固定困難，在澆筑混凝土過程中經(jīng)常出現(xiàn)止水帶應(yīng)深入混凝土的半幅脫出，失去止水效果，而且難以處理。

4)施工縫對應(yīng)問題。鐵路隧道二次襯砌施工一般采用模板臺車澆筑混凝土。模板臺車一般約為12 m，因此決定了沿隧道二次襯砌縱向約12 m處必須設(shè)置一道環(huán)向施工縫。采用棧橋施工的仰拱每節(jié)段為6～9 m，仰拱的施工縫與二次襯砌的施工縫多數(shù)不對應(yīng)。仰拱填充每施工節(jié)段長度約10 m，與仰拱施工縫和二次襯砌施工縫均未對應(yīng)。這樣有兩個弊端:第一是在仰拱沉降縫處的仰拱填充混凝土容易因沉降變形而拉裂，形成滲水通道，一旦仰拱施工縫發(fā)生滲漏水，水將沿著仰拱表面滲流，至二次填充施工縫或拉裂處流出，甚至還可能連帶將溝槽拉裂;第二是難以查找準(zhǔn)確的滲漏源頭即發(fā)生滲漏的仰拱施工縫，使整治難度加大。圖2所示隧道滲水點實際為仰拱施工縫滲水，經(jīng)仰拱與仰拱填充界面流至仰拱填充混凝土拉裂處，從混凝土裂縫處涌出。圖2所示白色塑料管為施工單位自行埋設(shè)的剖開的塑料管，處理不符合要求。查明原因后，采用高壓注漿止水工藝進(jìn)行了徹底整治。

圖2 仰拱、仰拱填充施工縫不對應(yīng)導(dǎo)致的滲漏水

5)意外施工縫。混凝土澆筑過程中因設(shè)備故障、停電等原因?qū)е碌氖┕たp，一般應(yīng)采用膨脹橡膠止水條。膨脹橡膠止水條本身止水效果是可以保證的，實際使用中止水效果差的原因是:第一，在安裝止水條前沒有對舊混凝土面進(jìn)行鑿槽處理，在凸凹不平的混凝土表面安裝止水條，使止水條膨脹后難以壓緊混凝土面，止水效果變差;第二，施工組織不合理，經(jīng)常出現(xiàn)止水條安裝較長時間，已經(jīng)吸濕膨脹，而此時后續(xù)混凝土尚未澆筑，止水條失去止水效果。

1.4 混凝土施工中易出現(xiàn)的問題

混凝土防水的基礎(chǔ)在于密實。混凝土施工最容易發(fā)生質(zhì)量問題。施工縫處理、澆筑振搗質(zhì)量等都影響混凝土的整體密實性。混凝土不密實，防水效果就會受到很大影響。混凝土防水失效時，直接表現(xiàn)為表面出現(xiàn)洇濕、滲水、滴水、淌水等情況。實際混凝土出現(xiàn)不密實的原因包括:

1)拱頂空洞。對二次襯砌混凝土拱頂空洞沒有很好的解決措施。泵送二次襯砌混凝土?xí)r，由于澆筑拱頂時封閉了部分空氣，導(dǎo)致混凝土無法泵入，產(chǎn)生了空洞部位。如果施工時沒有預(yù)留注漿孔，注漿施工時可能打穿防水板，使注漿孔部位成為漏水點。

2)超挖回填不密實。圍巖開挖特別是拱部出現(xiàn)超挖是比較常見的情況，按照驗收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該回填密實。施工時如果用木板、鐵皮等擋住超挖部位后直接在其上噴射混凝土，使超挖部位表面上看很平整，實際背后不密實。二次襯砌完成后，在隧道地質(zhì)雷達(dá)掃描檢測時，可以探出未回填密實的部位。在注漿回填時，必須打穿防水板才能注漿回填密實。打穿防水板的位置就是可能發(fā)生滲漏水的位置。

3)二次襯砌和仰拱端模密封不好，出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，使止水帶兩側(cè)混凝土出現(xiàn)蜂窩，形成天然的漏水通道。中埋式橡膠止水帶安裝工藝多數(shù)不過關(guān)，定位不牢、不準(zhǔn)，有的使用鐵釘、鐵絲等穿孔定位，破壞了止水帶的防水效果。

2 防排水工程施工管理中存在的問題

1)當(dāng)前施工單位普遍雇用外協(xié)隊伍一線施工，作業(yè)人員水平殘差不齊，管理不到位。施工隊伍一般只施工，不處理滲漏。施工人員對防排水工程施工質(zhì)量問題造成的后果沒有重視。

2)部分施工單位管理人員沒有意識到工程出問題后，必須由施工單位承擔(dān)整治責(zé)任并承擔(dān)大部分費用，對一些設(shè)計沒涉及到，但現(xiàn)場又必須認(rèn)真處理的特殊部位不肯投入，或?qū)σ恍┦┕ね瓿珊蟀l(fā)現(xiàn)的問題簡單處理，無法確保長期處理效果，最終導(dǎo)致出現(xiàn)滲漏問題。

3)施工工藝較粗糙，對混凝土施工縫處理、止水帶安裝、防水板掛設(shè)和修補等與防水效果密切相關(guān)的工序質(zhì)量通病不采取根治措施。

4)對防排水工程的系統(tǒng)性重視不夠。防水板作為第一道屏障，應(yīng)該做到全隧密封;防水混凝土作為第二道屏障，應(yīng)該均勻密實、施工縫封閉嚴(yán)密;排水盲溝、泄水孔、排水溝應(yīng)連接完好通暢;寒冷地區(qū)洞外排水溝應(yīng)埋深足夠，排水口應(yīng)有防凍措施等等。排水通暢則不容易滲漏，排水不暢必然把水壓轉(zhuǎn)移到防水層和防水混凝土上，一旦存在薄弱環(huán)節(jié)，即形成滲漏水點。

3 防排水質(zhì)量管理應(yīng)解決的問題

1)人的因素是防排水工程質(zhì)量的決定性因素。首先應(yīng)加強作業(yè)人員的質(zhì)量意識和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的培訓(xùn)。只有一次把工程做好，才是最節(jié)約的做法。

2)施工縫對應(yīng)。目前的鐵路隧道施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)、鐵路隧道工程施工技術(shù)指南和設(shè)計文件上對仰拱、仰拱填充和二次襯砌的施工縫留置是否對應(yīng)均未作規(guī)定。施工縫留置時，仰拱施工縫應(yīng)與二次襯砌施工縫相對應(yīng)，因此，仰拱施工節(jié)段長度可以為二次襯砌節(jié)段長度的1/2，或等于二次襯砌的施工階段長度。仰拱填充混凝土施工縫必須與仰拱施工縫留置位置對應(yīng)。這樣做的好處有:①一旦發(fā)生滲漏水，比較容易判定問題部位，整治容易;②可防止仰拱填充出現(xiàn)裂縫。當(dāng)然，這樣做也會給施工帶來不便:仰拱開挖每次長度不一定正好和二次襯砌節(jié)段長度對應(yīng)，仰拱填充作業(yè)條件好，每次澆筑節(jié)段長度會比仰拱節(jié)段長，對應(yīng)施工縫施工會降低工效。

3)中埋式止水帶定位。要徹底解決這個問題，必須在襯砌模板臺車上想辦法。常規(guī)的模板臺車沒有配套的端模，因此，在設(shè)計模板臺車時，應(yīng)對端模進(jìn)行配套設(shè)計，使其起到固定止水帶并保持其位置的作用。這樣，不僅可以解決止水帶的定位問題，也可以解決止水帶兩端混凝土漏漿問題，切實保證止水帶的止水效果。

4)二次襯砌拱部不密實。對此宜進(jìn)行專題研究，了解空洞位置與混凝土輸送管口的相對位置關(guān)系，在空洞易發(fā)部位預(yù)留出氣孔或注漿孔，而不是被動地進(jìn)行打孔注漿。

5)加強重要工序過程監(jiān)控。如盲溝鋪設(shè)、泄水孔留置、防水板焊接、掛設(shè)和修補等工序，加強防排水措施的系統(tǒng)性檢查，使設(shè)計措施能夠真正發(fā)揮防排水作用。

6)加強相關(guān)工序的質(zhì)量監(jiān)控。如對超挖回填部位嚴(yán)格檢查，使其按標(biāo)準(zhǔn)施工，不用完工后回填注漿;對初期支護(hù)表面平整度和外露錨桿頭處理進(jìn)行嚴(yán)格檢查，防止防水板掛設(shè)過緊和戳破等問題的發(fā)生。

4 結(jié)語

隧道滲漏水表面上看是防排水工程質(zhì)量問題，其實質(zhì)是管理上存在問題。解決隧道滲漏水問題，應(yīng)堅持預(yù)防第一、輔以整治的原則，細(xì)化施工工藝，抓好施工過程質(zhì)量控制，嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)。在施工階段加以嚴(yán)格控制，將起到事半功倍的效果。

[1] 李正耀.石門北至懷化鐵路隧道滲漏水整治方法［J］.鐵道建筑，2008(12):47-49.

[2] 謝文梅.地鐵黃莊站三連拱拱部防滲漏施工技術(shù)［J］.鐵道建筑，2007(10):38-40.