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浅谈铁路隧道漏水的原因及处理

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浅谈铁路隧道漏水的原因及处理

摘要:隧道漏水是我国铁路隧道较为普遍的病害,长期不治的各类水害能使衬砌腐蚀、钢轨锈蚀、轨枕腐烂、路基翻浆冒泥,危及行车安全,因此,必须明白其成因,并及时做好铁路隧道漏水处理。本文以某区段高铁隧道的漏水状况为例,分析了其成因,并介绍了处理措施。 关键词:隧道;漏水;处理 一、工程概况

某区间高铁隧道设计为350km/h新奥法双线区间隧道,Ⅴ级围岩复合式衬砌断面仰拱厚600mm,拱墙厚500mm,初期支护喷射混凝土300mm。隧道内排水采用双侧水沟加中心水沟的方式,侧沟大小为深80cm宽30cm,中心水沟为φ600mm砼管,侧沟内的水通过φ100mm的PVC管横向导水管引至中心水沟,中心水沟每30m设置一检查井。横向导水管位于无碴轨道基础垫层下方,沿隧道30m设一处,配合检查井设置。二衬砼抗渗等级为P12,隧道二衬后拱墙铺设不小于厚1.5mm的ECB防水板加400g/㎡土工布缓冲层,防水板后面按8m间距设置环向HDPE50打孔波纹管,地下水发育地段增设1~2道,在边墙墙脚处两道环向波纹管之间设置纵向HDPE100双壁打孔波纹管,环向波纹管及纵向波纹管两端均直接与侧沟连通。环向施工缝设置中埋止水带及中埋遇水膨胀止水胶;纵向施工缝表面涂刷界面剂及设置遇水膨胀止水条。

在隧道混凝土二次衬砌施工全部结束后一段时间,发现底板施工缝、两侧混凝土排水沟槽底部(底板与排水沟槽交接处)多处渗漏水,洞身混凝土衬砌无漏水。经过对中心管沟、检查井以及两侧排水沟槽的清理,渗漏水有所减弱,但在承压区段的渗漏情况还是未能减弱。 二、铁路隧道漏水的原因

为了从根本上对隧道进行整治,搞清隧道的现状是极为重要的。对铁路隧道来说,采用目视方法也好,采用观察方法也好,采用检测方法也好,不管那种方法都主要是掌握影响衬砌安全性、使用性和耐久性的外观上和结构内部(包括后部)的状态。因此为保证隧道衬砌裂损整理的有效性,要进行一系列的检测与分析。为探明探测隧道衬砌的外观及内部缺陷的分布及范围,主要采用探地雷达检测方法,辅以使用钻孔取样、裂缝测量、观测缝隙、激光断面仪等方法。本隧道对衬砌渗漏严重地段采取水平钻探取芯方式检验衬砌渗漏原因。

首先,在两环衬砌之间形成的垂直环向施工缝与仰拱矮边墙顶面水平施工缝相交接形成的三角缝两侧各20cm处以钻径10cm进行钻孔取芯。发现衬砌混凝土芯处的混凝土密实度差、孔隙率大、粗骨料多,混凝土有离析现象。通过认真研究分析,发现造成以上问题的原因在于,模板台车混凝土进料窗口太高,经测量进料窗口高度达2.5m以上。由于泵送混凝土水灰比较大(一般采用0.65~0.75),坍落度大于80mm,从而形成泵送混凝土在浇注过程中粗骨料入模后在自重作用下快速向模板台车两端环向施工缝处堆积,而该处又是振捣死角。混凝土振捣不密实将直接影响到混凝土自身的防水能力。三角施工缝处衬砌混凝土不密实是直接导致衬砌大面积湿渍和渗漏形成的原因。

其次,在拱墙衬砌与仰拱矮边墙新老混凝土结合的施工缝处钻取衬砌混凝土芯,经分析发现矮边墙顶面为顺坡,并且在新老混凝土结合面存有建筑垃圾。为验证该处存在渗漏现象的普遍性,同时又在其他渗漏情况相同部位取芯分析,得出的结论仍然相同。

施工缝面作为新、老砼的结合部因其所处位置较低,而在缝面的处理上及时采取了冲毛或凿毛工艺,但由于现场条件的限制还存在一定的问题,比如边、顶拱砼开仓前冲仓后会有少量的积水和一些细小的渣子难以彻底清除,再加上砼入仓前的砂浆摊铺往往也难以全部覆盖老砼面、结合面振捣不密实等等因素的存在,使该部位成为一个较为薄弱的地方。

最后,两侧排水沟槽施工缝未经处理,造成水沟内流水渗出。两侧排水沟槽混凝土施工过长,未按要求施作施工缝。排水沟槽混凝土结构开裂,而造成渗漏水现象。

三、铁路隧道漏水处理 (一)点渗漏

沿渗漏处凿成长宽各5cm、深5cm的V形孔,在孔内渗漏点钻孔,孔深为衬砌厚度的1/2或2/3,一般不少于15cm,并不得穿透衬砌以防跑浆。用清水冲洗干净槽内的杂物及粉尘,在孔内插入¢10的压浆管,利用环氧树脂水泥砂浆锚固,用灰刀将砂浆压实抹光。环氧树脂砂浆配比,环氧树脂:水泥:细砂:乙二胺:二丁酯=1:1.6:3.2:0.1:0.12,其中乙二胺是固化剂,二丁酯是稀释剂。待环氧树脂砂浆有一定的强度后,以0.15MPa~0.2MPa压力压入水性聚氨脂浆液。压浆结束后在0.2MPa压力下压水检查压浆效果。裂缝表面用刮抹料和调色料处理。 (二)施工缝漏水

施工缝渗漏处理,层面缝及裂缝灌浆后粘接强度为帷幕线以上0.3~0.5mpa;帷幕线以下0.7~1.0MPa。表面缝口回填材料砼粘结强度≥1.0mpa, 灌压水试验检查,透水率Q<0.1Lu。 施工要点:

(1)沿缝开“V”型槽,槽深×宽为4~5×4~5cm。

(2)沿缝钻骑缝孔,孔距40cm,孔径25~28mm,孔深约55cm,(设EAA浆液的扩散半径为20~25cm)。

(3)清缝、清孔,达到孔内、槽缝无泥垢、碎碴。

(4)在孔内布置注浆管及排气管,注浆管长约45cm,管径18mm;排气管长约10cm,管径8mm。

(5)采用速凝水泥嵌缝、埋管,要求嵌入均匀,孔内压贴密实、平整,不得有渗漏。

(6)注入丙酮浆液,记录注浆压力和注浆量。

(7)注入EAA环氧浆液,注浆第一次压力0.8Mpa,第二次重复注浆1.0Mpa,采用逐级升压施灌。

(8)注浆结束标准以达到结束压力后,恒压10~15分钟,以不进浆为结束。 (9)第一次注浆结束后5小时,现场负责人进行孔口检查,如发现孔口浆液不饱满,即进行第二次注浆,至孔口饱满为止。 (三)贯通性裂缝

采用低压注浆法。修补工序如下:裂缝清理—试漏—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。

当裂缝数量较多时,先要在裂缝位置上贴医用白胶布,再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝,使裂缝封闭,大约10分钟后,揭去胶布条,露出小缝,粘贴注浆嘴用键包严。固化后周边可能有裂口,必须反复用浆补上,以避免注浆漏浆。操作时先用补缝器吸取注浆液,插入注浆嘴,用手推动补缝器活塞,使浆液通过注浆嘴压入裂缝,当相邻的嘴中流出浆液时,就可拔出补缝器,堵上铝铆钉。一

般由上往下注浆,水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充满,在注浆后约半小时可以对每个注浆嘴再次补浆。 (四)开槽引排法

在出现渗漏水的施工缝,进行开槽形成一个小型的人造排水沟,在沟中预埋倒扣U型PVC管,直接将水引至检查井或隧道底板中间U型排水槽内排出。此方法是在灌注浆无法处理、渗漏水量大、结构物整体、坚硬很难打孔灌注,渗漏源头不明确而采用的方法。两侧混凝土排水沟槽交接处的渗漏水处理,它的原理是将渗漏的水汇集引至检查井及排水沟排出。

其施工要点为:清理洗净渗漏部位,确定渗漏具体位置以及长度。用切割机沿施工缝切割一个宽6cm,深8—10cm的U型槽。开槽长度应列大于裂隙渗漏的长度。开槽引至检查井或引至隧道底板中心的U型槽内。采用内径Φ50的高强度PVC管,列大于一半进行据开。清理干净开槽内的杂物。将据开的PCV管安装在槽内,固定好后,PVC管顶部采用高强度胶合材料进行封填。 参考文献

[1]甘勇.高速铁路隧道缺陷治理技术[J].铁道建筑技术,2014年z1期.

[2]潘红桂,王志杰,李波,许才仗,邱月,高飞.高寒地区集包线某运营铁路隧道渗漏水及冻害整治技术[J].隧道建设,2014年7期.

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