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摘要:铁路隧道渗漏水是隧道病害中最常见的病害形式,危害极大。在渗漏水的长期作用下,有些环境水中含有侵蚀性,造成衬砌混凝土和砂浆腐蚀损坏,降低衬砌的支承能力,增加大运营隧道的维修费用,因此在隧道出现渗漏水情况时,应技术整治。本文以竖石隧道渗漏整治工程为例,探讨了注浆法在隧道渗漏水整治中的应用。
关键词:隧道渗漏水;整治;注浆
中图分类号: U45 文献标识码: A
一、工程概况
竖石隧道全长1025m(进口里程:K485+761,出口里程:K486+786),双线隧道。隧道工程于2005年底开工,2009年10月开运营。本隧道明洞采用整体工衬砌,暗洞均采用复合式衬砌结构。拱墙初期支护与二次衬砌间设EVA防水板(加无纺土工布),模筑衬砌环向工缝采用遇水膨胀止水条,在二次衬砌背后环向采用φ50mm塑料排水盲沟,每8米设一环;纵向在洞内两侧水沟泄水孔标高处设φ80mm塑料排水盲沟一道,每8m一段。中铁十一局现场对竖石隧道检测发现其存在多处渗水病害,如K486+074上行边墙底部多孔渗水流白浆(呈线性2米)、K486+086下行沉降缝拱腰漏水、K486+202上行边墙裂缝喷水(0.5mmX1.5m)等。经研究决定采用注浆法进行处理,本次整治共43处。
二、渗漏水出现原因
(一)客观原因
铁路隧道多修建在崇山峻岭中,地形地质构造复杂,隧道渗漏水地段多出现在上层滞水较为发育、埋深较浅、节理发育、围岩破碎、裂隙水丰富等含水丰富的地段。特别是埋深比较大、富水区距隧道顶的较高的隧道地段,水压力过大使隧道防水层失效。浅埋隧道地段,地表水沿覆盖层的裂缝渗到隧道内。天然水对衬砌混凝土有腐蚀性,可能造成漏水孔隙,甚至导致衬砌混凝土剥落开裂。衬砌周围的天然水PH值超标对衬砌混凝土具有一定的腐蚀性,常见的有碳酸性,酸盐性加镁盐性腐蚀。
(二)设计原因
衬砌横截面厚度不够。衬砌的横截面厚度是抗渗防漏的决定性因素,在设计过程中,衬砌的横截面必须拥有足够的厚度,保证其具有较大的荷载。混凝土强度不够。混凝土是衬砌组成的主要材料,除了形变之外,混凝土有可能出现收缩、徐变、开裂等情况,设计中必须考虑混凝土的强度,保证其衬砌体密实、高强度、受力合理,拥有足够的抗形变能力。防排水结构设计不足。某些高速公路隧道项目会忽视防排水结构的设计,是否拥有防排水设置比衬砌渗漏水的后果更严重,设计中要考虑完善防排水设施。
(三)施工原因
(1)混凝土没有按放水级配设计施工,在地下水压力较大的地方,由于抗渗标号低于相应水压,从而出现渗水现象。(2)混凝土捣固不密实,形成蜂窝,因而局部渗漏较多。混凝土在硬化过程中,由于多余水分(未起水滑作用的游离水分)的蒸发,在混凝土中形成透水的开放性毛细管路,尤其是混凝土拌合物在沉降水过程中析出的一部分备挤向上面,一部分聚集在集料颗粒上面形成透水的管。(3)衬砌混凝土材料中有杂物,腐烂后形成缝隙或孔洞。(4)灌注混凝土的工作未加处理或处理不当,产生结合不严的漏水缝隙。(5)先拱后墙或先墙后拱施工的拱墙连接处填不严,形成渗漏。(6)预留孔洞没有按防水要求处理也会形成渗漏通道。
三、渗漏水整治措施
(一)裂缝渗漏水处理措施
1、隧道衬砌裂缝处表面潮湿而无明水(有水渍)情况
采用贴嘴注环氧树脂方法进行整治,具体措施:
(1)把裂缝两边各3cm宽范围内衬砌表面刷洗干净,清除松动混凝土块,沿裂缝间隔20~30cm贴一处胶带;
(2)涂J-1快干型封缝胶两道,封缝胶固化后揭除胶带,安设灌浆嘴;
(3)灌注环氧树脂,待树脂固化后,拆除灌浆嘴并清理表面封缝胶;
(4)沿裂缝走向在两侧各20cm范围内的基层表面刮涂渗透结晶型防水涂料2次,用量不应小于1.5kg/m2,且涂抹厚度不应小于2.0mm。
(二)隧道衬砌裂缝处表面有明水渗出情况
采用钻孔注环氧树脂方法进行整治,具体措施:
(1)把裂缝两边各5cm宽范围内衬砌表面刷洗干净,清除松动混凝土块;
(2)涂J-1快干型封缝胶两道;
(3)在裂缝一侧100~250mm处钻孔,钻孔应交叉布置在裂缝两侧,钻孔应斜穿裂缝,垂直深度宜为混凝土结构厚度h的1/3~1/2,孔径不宜大于20mm,斜孔倾角宜为45~60度。
(4)通过注浆嘴往钻孔内注环氧树脂,注浆嘴深入钻孔的深度不宜大于钻孔长度1/2,待树脂固化后,拆除灌浆嘴并清理表面封缝胶;
(5)沿裂缝走向在两侧各20cm范围内的基层表面刮涂渗透结晶型防水涂料2次,用量不应小于1.5kg/m2,且涂抹厚度不应小于2.0mm。
裂缝处理平面图裂缝处理剖面图
(三)边墙渗漏水处理措施
1、出水点采用排水槽进行引排,排水槽采用切割机切割成内宽外窄倒梯形结构,槽内根据渗水的严重程度斜向上45度凿φ50引水孔,墙脚设坡度不小于3%的水平方向引水孔,凿孔至防水板内壁,将防水板至二次衬砌内积水引入排水槽,在侧沟盖板上钻孔,通过φ100pvc管将排水槽的水引入侧沟内。
2、倒梯形槽鑿内宽13cm,外宽10cm,深10cm,清除槽内混凝土残渣并用清水清洗槽及周围,在槽内放入并固定φ100mm半圆形波纹管,并间距50cm采用金属卡和射钉将波纹管固定,然后将调和好的速凝型无机防水堵漏剂填入槽中并稍稍高出,然后用抹刀抹平,待凝固后,在槽周围用调和好的水泥基渗透结晶型防水涂料2次,用量不应小于1.5kg/m2,且涂抹厚度不应小于2.0mm。
四、注浆堵水施工工艺
(一)查找漏水点
根据衬砌混凝土表面湿渍及渗水情况,对该部位衬砌进行漏水点查找:
潮湿基层:先对混凝土表面进行清理,表面用干燥的棉布擦拭干净;如表面不易干燥,可以用喷灯烘干,裂缝处因有含水,立即可发现,提高工作效率。
干燥基层:清理表面灰尘。仔细寻找裂缝,用色笔或粉笔沿裂缝做好记号。
(二)冲洗注浆孔
注浆孔离基面还有2cm~3cm的深度,可采用注浆管深入孔内高压水冲洗,反复几次,孔内不允许留有杂物。
(三)嵌入注浆管
注浆管嵌入孔内留少许空间以利于浆液的注入;孔口用堵漏粉环向密封固定。
(四)注浆
注浆前应进行试压浆检查,试压有四个目的:通过疏通裂缝,清理缝内杂物;检查裂缝的贯穿情况;检查封闭层有无被压浆冲破的薄弱点;判断注浆流量、大概的饱和时间。试压的压力一般在0.3MPa以下,做好详细记录,供注浆时分析判断。
当经试压检查,无异常后,即可进行注浆。注浆由裂缝底端第一个注浆管(1号)开始注入,当裂缝较宽(大于0.3mm)时,注浆压力调为0.3MPa~0.5MPa,当裂缝小于0.3mm时,可适当提高压力0.5MPa左右。当临近孔(2号)出浆时,将1号孔塑料管从离根部约5cm处剪断后反折用扎丝扎紧,改由2号注浆孔。从下往上,出浆一孔,关闭一孔,直到裂缝顶端孔,将其堵塞后继续稳压3min,直至整条裂缝充满浆液。施工结束后,立即用丙酮清洗工具,以免浆液固化后无法清除。
注浆注意事项:(1)严格按注浆设计要求进行注浆。(2)记录注浆段里程,注浆方式、孔数、浆液配合比、注浆压力、每孔注浆量和全段注浆量。(3)检查记录注浆段原有裂缝情况,并在注浆过程中观察裂纹有无发展,如有发展或出现新的裂纹要立即暂停注浆,分析原因,经处理后再继续注浆。(4)如注浆孔漏浆和原漏水裂纹漏浆,要暂停2h后再继续注浆。(5)当注浆压力突然升高要立即暂停注浆(一般为堵管),经检查处理后再继续注浆。(6)根据情况调整浆液配合比,如有渗水严重可以加大聚丙烯酰胺的比例,当进浆速度快可适当减少注浆压力。(7)每段注浆结束后,要检查注浆效果,达不到要求的要采取补救措施。(8)经常检查、保持注浆机正常使用状态,不得使用压力表失灵的注浆泵。
结束语
本次缺陷整治质量标准满足国家施工验收规范要求和铁道部部颁验收标准,一次合格率100%,整治部位渗水问题良好解决。
参考文献
[1]《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010
[2]《铁路混凝土工程施工技术指南》(铁建设{2010}241号)
[3]《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)
[4]《地下工程渗漏治理技术规程》(JGT/T212-2010)
关键词:隧道渗漏水;整治;注浆
中图分类号: U45 文献标识码: A
一、工程概况
竖石隧道全长1025m(进口里程:K485+761,出口里程:K486+786),双线隧道。隧道工程于2005年底开工,2009年10月开运营。本隧道明洞采用整体工衬砌,暗洞均采用复合式衬砌结构。拱墙初期支护与二次衬砌间设EVA防水板(加无纺土工布),模筑衬砌环向工缝采用遇水膨胀止水条,在二次衬砌背后环向采用φ50mm塑料排水盲沟,每8米设一环;纵向在洞内两侧水沟泄水孔标高处设φ80mm塑料排水盲沟一道,每8m一段。中铁十一局现场对竖石隧道检测发现其存在多处渗水病害,如K486+074上行边墙底部多孔渗水流白浆(呈线性2米)、K486+086下行沉降缝拱腰漏水、K486+202上行边墙裂缝喷水(0.5mmX1.5m)等。经研究决定采用注浆法进行处理,本次整治共43处。
二、渗漏水出现原因
(一)客观原因
铁路隧道多修建在崇山峻岭中,地形地质构造复杂,隧道渗漏水地段多出现在上层滞水较为发育、埋深较浅、节理发育、围岩破碎、裂隙水丰富等含水丰富的地段。特别是埋深比较大、富水区距隧道顶的较高的隧道地段,水压力过大使隧道防水层失效。浅埋隧道地段,地表水沿覆盖层的裂缝渗到隧道内。天然水对衬砌混凝土有腐蚀性,可能造成漏水孔隙,甚至导致衬砌混凝土剥落开裂。衬砌周围的天然水PH值超标对衬砌混凝土具有一定的腐蚀性,常见的有碳酸性,酸盐性加镁盐性腐蚀。
(二)设计原因
衬砌横截面厚度不够。衬砌的横截面厚度是抗渗防漏的决定性因素,在设计过程中,衬砌的横截面必须拥有足够的厚度,保证其具有较大的荷载。混凝土强度不够。混凝土是衬砌组成的主要材料,除了形变之外,混凝土有可能出现收缩、徐变、开裂等情况,设计中必须考虑混凝土的强度,保证其衬砌体密实、高强度、受力合理,拥有足够的抗形变能力。防排水结构设计不足。某些高速公路隧道项目会忽视防排水结构的设计,是否拥有防排水设置比衬砌渗漏水的后果更严重,设计中要考虑完善防排水设施。
(三)施工原因
(1)混凝土没有按放水级配设计施工,在地下水压力较大的地方,由于抗渗标号低于相应水压,从而出现渗水现象。(2)混凝土捣固不密实,形成蜂窝,因而局部渗漏较多。混凝土在硬化过程中,由于多余水分(未起水滑作用的游离水分)的蒸发,在混凝土中形成透水的开放性毛细管路,尤其是混凝土拌合物在沉降水过程中析出的一部分备挤向上面,一部分聚集在集料颗粒上面形成透水的管。(3)衬砌混凝土材料中有杂物,腐烂后形成缝隙或孔洞。(4)灌注混凝土的工作未加处理或处理不当,产生结合不严的漏水缝隙。(5)先拱后墙或先墙后拱施工的拱墙连接处填不严,形成渗漏。(6)预留孔洞没有按防水要求处理也会形成渗漏通道。
三、渗漏水整治措施
(一)裂缝渗漏水处理措施
1、隧道衬砌裂缝处表面潮湿而无明水(有水渍)情况
采用贴嘴注环氧树脂方法进行整治,具体措施:
(1)把裂缝两边各3cm宽范围内衬砌表面刷洗干净,清除松动混凝土块,沿裂缝间隔20~30cm贴一处胶带;
(2)涂J-1快干型封缝胶两道,封缝胶固化后揭除胶带,安设灌浆嘴;
(3)灌注环氧树脂,待树脂固化后,拆除灌浆嘴并清理表面封缝胶;
(4)沿裂缝走向在两侧各20cm范围内的基层表面刮涂渗透结晶型防水涂料2次,用量不应小于1.5kg/m2,且涂抹厚度不应小于2.0mm。
(二)隧道衬砌裂缝处表面有明水渗出情况
采用钻孔注环氧树脂方法进行整治,具体措施:
(1)把裂缝两边各5cm宽范围内衬砌表面刷洗干净,清除松动混凝土块;
(2)涂J-1快干型封缝胶两道;
(3)在裂缝一侧100~250mm处钻孔,钻孔应交叉布置在裂缝两侧,钻孔应斜穿裂缝,垂直深度宜为混凝土结构厚度h的1/3~1/2,孔径不宜大于20mm,斜孔倾角宜为45~60度。
(4)通过注浆嘴往钻孔内注环氧树脂,注浆嘴深入钻孔的深度不宜大于钻孔长度1/2,待树脂固化后,拆除灌浆嘴并清理表面封缝胶;
(5)沿裂缝走向在两侧各20cm范围内的基层表面刮涂渗透结晶型防水涂料2次,用量不应小于1.5kg/m2,且涂抹厚度不应小于2.0mm。
裂缝处理平面图裂缝处理剖面图
(三)边墙渗漏水处理措施
1、出水点采用排水槽进行引排,排水槽采用切割机切割成内宽外窄倒梯形结构,槽内根据渗水的严重程度斜向上45度凿φ50引水孔,墙脚设坡度不小于3%的水平方向引水孔,凿孔至防水板内壁,将防水板至二次衬砌内积水引入排水槽,在侧沟盖板上钻孔,通过φ100pvc管将排水槽的水引入侧沟内。
2、倒梯形槽鑿内宽13cm,外宽10cm,深10cm,清除槽内混凝土残渣并用清水清洗槽及周围,在槽内放入并固定φ100mm半圆形波纹管,并间距50cm采用金属卡和射钉将波纹管固定,然后将调和好的速凝型无机防水堵漏剂填入槽中并稍稍高出,然后用抹刀抹平,待凝固后,在槽周围用调和好的水泥基渗透结晶型防水涂料2次,用量不应小于1.5kg/m2,且涂抹厚度不应小于2.0mm。
四、注浆堵水施工工艺
(一)查找漏水点
根据衬砌混凝土表面湿渍及渗水情况,对该部位衬砌进行漏水点查找:
潮湿基层:先对混凝土表面进行清理,表面用干燥的棉布擦拭干净;如表面不易干燥,可以用喷灯烘干,裂缝处因有含水,立即可发现,提高工作效率。
干燥基层:清理表面灰尘。仔细寻找裂缝,用色笔或粉笔沿裂缝做好记号。
(二)冲洗注浆孔
注浆孔离基面还有2cm~3cm的深度,可采用注浆管深入孔内高压水冲洗,反复几次,孔内不允许留有杂物。
(三)嵌入注浆管
注浆管嵌入孔内留少许空间以利于浆液的注入;孔口用堵漏粉环向密封固定。
(四)注浆
注浆前应进行试压浆检查,试压有四个目的:通过疏通裂缝,清理缝内杂物;检查裂缝的贯穿情况;检查封闭层有无被压浆冲破的薄弱点;判断注浆流量、大概的饱和时间。试压的压力一般在0.3MPa以下,做好详细记录,供注浆时分析判断。
当经试压检查,无异常后,即可进行注浆。注浆由裂缝底端第一个注浆管(1号)开始注入,当裂缝较宽(大于0.3mm)时,注浆压力调为0.3MPa~0.5MPa,当裂缝小于0.3mm时,可适当提高压力0.5MPa左右。当临近孔(2号)出浆时,将1号孔塑料管从离根部约5cm处剪断后反折用扎丝扎紧,改由2号注浆孔。从下往上,出浆一孔,关闭一孔,直到裂缝顶端孔,将其堵塞后继续稳压3min,直至整条裂缝充满浆液。施工结束后,立即用丙酮清洗工具,以免浆液固化后无法清除。
注浆注意事项:(1)严格按注浆设计要求进行注浆。(2)记录注浆段里程,注浆方式、孔数、浆液配合比、注浆压力、每孔注浆量和全段注浆量。(3)检查记录注浆段原有裂缝情况,并在注浆过程中观察裂纹有无发展,如有发展或出现新的裂纹要立即暂停注浆,分析原因,经处理后再继续注浆。(4)如注浆孔漏浆和原漏水裂纹漏浆,要暂停2h后再继续注浆。(5)当注浆压力突然升高要立即暂停注浆(一般为堵管),经检查处理后再继续注浆。(6)根据情况调整浆液配合比,如有渗水严重可以加大聚丙烯酰胺的比例,当进浆速度快可适当减少注浆压力。(7)每段注浆结束后,要检查注浆效果,达不到要求的要采取补救措施。(8)经常检查、保持注浆机正常使用状态,不得使用压力表失灵的注浆泵。
结束语
本次缺陷整治质量标准满足国家施工验收规范要求和铁道部部颁验收标准,一次合格率100%,整治部位渗水问题良好解决。
参考文献
[1]《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010
[2]《铁路混凝土工程施工技术指南》(铁建设{2010}241号)
[3]《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)
[4]《地下工程渗漏治理技术规程》(JGT/T212-2010)