某隧道漏水病害整治方案研究

胡 平

(中鐵西南科學研究院,四川成都610041)

1 工程概況

鞍山隧道屬于哈大客運專線，起訖里程為DK284+100～DK286+540，全長2 440 m。隧道位于R=8 000 m的曲線上，線路縱坡呈“V”字坡，縱向坡度為15 ‰的下坡和19.998 9 ‰的上坡，變坡點位于DK285+600。隧道最大埋深約20.5 m(軌面至地面)，最大覆土厚度約10.5 m。該隧道除下穿部隊鐵路專用線位置有50 m長度設計為暗挖外，其余部分均為明挖施工。

隧道所在區域地質為第四系全新統沖洪積層黏性土、砂類土和碎石類土。表層黏土、粉土、粉質黏土透水性均為弱透水，但中粗砂或細砂層土透水性卻為強透水。

2 漏水原因分析

高速列車開通后，在泵房兩側600 m左右范圍內，邊墻變形縫處，踏步底部和底座根部等沿線路方向局部段落出現滲水現象。

根據現場情況及地質資料分析，隧道內滲漏水主要有兩部分來源，一部分是場地地下水(隧道部分洞段位于地下水位以下)，一部分是降雨和地表排水經過回填土滲入到隧道表面(降雨約2天后隧道內滲水明顯增大)。隧道頂拱滲漏主要為地表水入滲，底板及側墻滲漏主要為地下水。

該隧道混凝土施工質量較好，無蜂窩麻面及混凝土開裂等現象，隧道漏水主要為伸縮縫和施工縫滲漏及混凝土澆筑固定模板時留下的螺栓孔等。根據現場條件及類似工程經驗分析，初步判斷該隧道滲漏水原因主要為溫差變化大(現場溫差超過60℃)，防水層局部破損或失效，導致部分變形縫和施工縫滲漏。

前期對伸縮縫滲漏采用丙凝化學漿液灌注和砂漿抹面處理，由于丙凝固結體彈性變形小、黏結強度低，而砂漿為剛性材料，當溫度升高，混凝土膨脹，導致砂漿開裂，灌入的丙凝固結體被擠出縫外，失去止水功效。第二次灌漿時對部分螺栓孔采用具有一定彈性的聚氨酯灌漿材料處理，無固結體被擠出，但表面采用的水不漏也為剛性材料。

3 隧道漏水病害整治方案

3.1 整治原則

綜合前兩次對該隧道滲漏的封堵情況(灌漿材料彈性變形小、黏結強度低、灌漿深度淺等)，以及類似工程成功處理經驗，采用“堵排結合、以堵為主”的原則。

3.2 整治方案

采用注漿止水和嵌縫密封相結合的綜合治理方案。根據不同的縫隙類型和縫隙大小采取不同的處理措施，具體為：

3.2.1 伸縮縫

采用表面嵌縫、埋管注漿處理，處理材料需選用黏結強度高和彈性變形大的材料，灌注工藝采用“深孔-淺孔-深孔-淺孔”相間處理，以保證整條裂縫空隙充填飽滿。

3.2.2 底板混凝土和踏步混凝土裂縫

也采用表面嵌縫和埋管注漿處理，但注漿材料需選用抗拉強度和黏結強度高的材料，以提高混凝土底板的整體抗破壞能力。

3.2.3 底板和底座板間的滲水

對于兩軌道板間的底板和底座板滲水，采用表面鑿槽、嵌縫處理。嵌縫材料需選用黏結強度高和能適應一定變形的材料。鑿槽時若出現明顯的裂縫和集中滲水，則埋管灌漿。

對于兩側排水溝的混凝土底板和底座板間的裂縫滲水，建議先不做封堵處理，留作排水通道，冬季在排水溝上用厚橡膠墊作保溫處理，滲水通過排水溝引排到集水井中抽排出隧道外。

3.3 灌漿材料選擇

3.3.1 伸縮縫處理

采用具有柔性和彈性變形大的SK-GU改性聚氨酯灌漿材料。SK-GU系列柔性高分子灌漿材料能適應不同溫度應力作用下的變形，灌漿過程中漿液遇水發生反應，能在短時間內凝固，防滲堵漏效果明顯。由于漿液是純液體材料，可灌性好，能滲入混凝土結構中的細微裂縫。材料固結后具有優良的耐久性和耐水性，并與原有的防水卷材黏結良好，可達到恢復防水層的整體防水能力。主要性能指標見表1。

表1 SK-GU漿液及固結體性能指標

3.3.2 底板混凝土裂縫及施工縫(包括橫向縫和縱向縫)

采用SK-E系列改性環氧樹脂漿材，該材料具有黏度低、強度高、良好的親水性和可灌性。與國內同類材料相比，早期發熱量小，配漿時不需要用水冷卻，施工方便，非常適合于混凝土裂縫的補強加固灌漿。SK-E改性環氧系列漿材性能指標見表2。

3.3.3 軌道間底板和底座板間的滲水

對于軌道間底板和底座板間的滲水擬采用表面鑿除，并充填具有良好黏結性能、彈性和一定強度的柔性環氧聚合物嵌縫材料。對于鑿槽時出現的明顯裂縫和集中滲水，埋管灌注改性環氧樹脂漿液。

表2 SK-E改性環氧系列漿材性能指標

3.4 灌漿施工工藝

3.4.1 改性聚氨酯灌漿工藝

伸縮縫的化學灌漿工藝流程為：裂縫清洗→鉆孔→埋灌漿管→封縫→試水(氣)檢查→灌漿→拔管封孔。

(1) 裂縫清洗：由于前期灌入的丙凝等材料強度低、黏結力差，部分被擠出縫外，已基本失去止水功效。灌漿時需將剩余的丙凝等材料鑿除，并用高壓水或高壓風清洗裂縫。

(2) 鉆孔：對于開度已變小的伸縮縫，采用電錘鉆孔，再埋入灌漿嘴；對于開度大的伸縮縫可以直接埋入灌漿嘴。為保證伸縮縫充填飽滿，鉆孔采用“深孔-淺孔”相間的布孔方式，淺孔孔深20～30 cm，深孔孔深40～60 cm，孔距40～60 cm。

(3) 封縫：采用速凝材料封縫，封縫后壓水檢查裂縫通暢情況及封縫質量。如縫面未封好、漏水，需再次封縫，直至壓水檢查時縫面不漏水，方可進入下道工序。

(4) 灌漿：由下至上，逐孔灌漿，以漿頂水。當上孔出漿時，封閉正在灌漿的灌漿孔，移至上孔繼續灌注，直到最上面的孔出漿時，可視為灌漿結束。灌漿時，因局部縫面封縫不好有漏漿時，可待凝一段時間繼續灌注，縫內漿液需充填飽滿。

(5) 灌漿壓力：伸縮縫的灌漿壓力可根據耗漿情況，在0.2～0.5 MPa之間進行選擇。耗漿量大時，采用較低壓力；耗漿量小時，采用較高壓力。

(6) 封管: 灌漿完畢后，打掉灌漿嘴, 封閉管口，并用柔性材料進行表面處理。

3.4.2 改性環氧灌漿施工工藝

(1) 裂縫查找：在混凝土底板仔細查找出現的混凝土裂縫， 在滲水處用錘子鑿開表面，觀察水源滲出路徑。

(2) 封閉表層：清理干凈裂縫兩側的浮渣，然后采用柔性環氧膠粉聚合物將裂縫表層封閉。該工序能有效控制漿液滲透范圍，提高灌漿壓力。

(3) 埋設灌漿嘴： 鑿開滲漏部位后，盡量尋找較大滲漏源，然后按照40～60 cm的間距埋設灌漿嘴，在裂縫交叉處、較寬處、端部以及裂縫貫穿處均應埋設灌漿嘴。

(4) 配制漿液：將漿液配成主劑A 和固化劑B 兩種組分，根據配制比例現場調節漿液的膠凝時間。

(5) 灌漿：待埋設灌漿嘴材料有一定強度后，即可進行灌漿。一般按從裂縫一端到另一端循序漸進的原則，以免空氣的混入影響漿液的密實性。注漿壓力則視裂縫寬度和深度確定，初步按0.2 MPa考慮，具體施工時需可結合現場實際情況予以調整。

3.4.3 底板和底座板間及表面微細裂縫處理

對于底板和底座板間的滲水以及混凝土表面的細微裂隙，采用改性環氧材料作為嵌縫材料，沿縫走向鑿V型槽，清洗縫面，先刷改性環氧基液，后涂覆柔性環氧聚合物封縫材料。對于鑿槽時出現的明顯裂縫和集中滲水，采用埋管灌漿處理。

4 結束語

(1)鞍山隧道漏水原因主要是溫差變化大，防水層局部破損或失效，導致部分變形縫和施工縫滲漏。

(2)在隧道漏水整治中，應該根據實際漏水情況和原因，進行排堵結合整治。

(3)隧道漏水整治中，不同的縫隙類型和縫隙大小宜采取不同的處理措施。

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