隧道衬砌渗水的预防与治理

浅谈隧道衬砌渗水的预防与治理--------摘要：二衬板缝及板面渗水、底板基础渗水已成为隧道质量通病,严重危害隧道二次衬砌强度及隧道后期运营安全。预防与治理衬砌出水在施工中尤为关键,本文以郑家垭隧道为例,通过现场施工总结出一些有针对性的防治方法。关键词：隧道渗水预防治理一、引言隧道内涓涓流水，它像病菌一样无孔不入。施工中任何疏忽大意，在混凝土中留下蜂窝麻面和各种微小裂隙，都可破坏隧道结构。源源不断地流水，像不断加压的千斤顶，沿着结构的裂隙将衬砌或挤裂破坏。当隧道的围岩是软质岩石时，长期在地下水的包围下，会变软泥化而减小或失去对隧道结构的承载能力，引起隧道结构的变形损坏。当围岩是可溶性岩石时，流水的不断侵蚀，导致隧道结构变形损坏的危险性更大。特别是当地下水又属侵蚀性水时，这种破坏作用就更大更快。如含碳酸的水能溶解混凝土中的碳酸钙，使混凝土粉化。如果是含硫酸盐型的侵蚀水，对混凝土结构的破坏更为严重。下面以郑家垭隧道为例浅谈一下隧道衬砌渗水的预防与治理。二、郑家垭隧道地形地貌及水文地质情况郑家垭隧道长3825米,地处秦岭山脉山麓，地势复杂，地形起伏变化大，沿线地势总体自东南向西北渐高，大地地貌单位为鄂西构造剥蚀侵蚀低中山区，树木丛生，植被发育。大地构造位置属秭归向斜盆地构造区。主要河流为咸池沟、凉台河，地下水主要为第四系孔隙水、基岩裂隙水、碳酸盐岩岩溶水三大类。地表水及地下水对砼不具腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。主要由侏罗系层状硬砂岩-半坚硬砂质泥岩加软质泥岩构成。受向斜构造以及层状岩性差异风化剥蚀控制，本区山岭走向、坡面形态复杂多变。隧道穿越多条次冲击沟，走向延伸长，导水性一般～较好，且位处流水山沟，水量补给丰富，对隧道影响大。三、隧道二次衬砌出水的成因及防治二衬板缝及板面渗水、底板基础渗水已成为隧道质量通病,严重危害隧道二次衬砌强度及隧道后期运营安全。二次衬砌渗水主要表现为衬砌于扩大基础接触面渗水,板缝渗水，预埋洞室渗水。成因:隧道穿越多条冲击沟，本地区雨量丰富，具有季节性蓄水现象，山体由长石石英砂岩，粉沙质泥岩组成，存在石英夹层和泥夹层，在石英夹层处伴有裂隙发育，泥夹层则形成了隔水层，这样就便于裂隙水的汇集。隧道为上坡，开挖出水点得不到重视，在施工过程中由于纵向排水管安装没有有针对性地增加,防水板与排水管包裹不到位,在初期支护出水严重段水会沿着二衬与扩大基础之间的干缩裂缝及二次衬砌板缝之间渗出。二次衬砌渗水的预防与治理：1、首先要预防二次衬砌渗水，充分理解防排水设计意图和设计目的,根据以排为主,堵、截、引相结合思路,并结合以往排水施工的经验和教训,除按设计布置排水设施外,还要在地下水多的地方增设排水设施,使水顺利排到洞外。初期支护时通过“引、截、排”相结合作好的第一道防排水防线。针对郑家垭这样出水量不大、围岩稳定性好的隧道,我们一般采用以下两种方案:a：开挖后立即初喷C20喷射混凝土封闭，初喷厚度3～5cm，对侧壁富水区打设排水孔，一般4-5米，插入φ42的橡皮软管把水从侧壁引出,，如果面积较大，排水孔位置最好采用梅花形布置。根据围岩分类规定,III、IV级围岩安地下水规模、岩石和结构面的软弱程度及地下水对围岩稳定性的危害大小，酌情降低围岩级别，当隧道轴线与主要断层或软弱夹层交角小于30度时围岩级别降一级，如在郑家垭隧道ZK127+185处出现股状出水，围岩为粉砂质泥岩,粉沙质泥岩遇水容易泥化，有裂隙发育,缝宽1.5-2cm，出水清澈，水中有细砂。设计围岩为III级，因出水对围岩稳定性危害较大，所以采用IV级支护类型支护。架设Φ22格栅拱架，间距1米，用锚杆锁固，锚杆间距为120*100cm，梅花形布置，喷混凝土后检查侧壁除引水区外是否有漏水现象，如果有则增打排水孔，将水引出导入排水沟。如果有多处流量大的出水孔，出水有压力，则可能是承压水。此时就要考虑打设超前探孔，确定掌子面前方的储水量。然后决定开挖支护方案，确保施工安全。b:对于出现大面积雨状淋水时考虑在出水面设小型集水。如在郑家垭隧道127+175处出现大面积雨状淋水，此段开挖时间为枯水季，设计围岩为III级，由长石石英砂岩及石英夹层构成，围岩结构性较好，出水点分散水，水压力较小，初步判定为成岩裂隙水，具有季节性出水特点，如防治不得当对后期隧道施工及运营都会有较大影响。研究决定不改变围岩支护类型，加强水处理。处理方法：先对出水面初喷C20喷射混凝土，防止出现掉块及小型塌方，然后在出水范围内打设锚杆，在挂钢筋网前用不透水性卷材满铺出水面，用Φ22钢筋施作网状集水囊支撑配合钢筋网安装，钢筋与锚杆相连，在集水囊内插入4根φ42的橡皮软管把水从集水囊引出导向隧道排水盲沟，集水囊四周用喷射混凝土与初喷面封闭。（根据水量大小及围岩情况可采用不同材质不同数量的导水管和集水囊下方是否加设钢支撑）通过初支与二次衬砌间的柔性防水和二次衬砌背面排水管的设置,形成防排水第二道防线。更好的防范开挖时隐藏的出水裂隙的后期出水。搏杨a挎、二次衬会砌牺前待,酿先对初期嫁支护喷锚监混凝土表歪面的锚杆马和钢筋网迹断头及凹尊凸不平的骆部位进行拖修凿、喷苏补仗,旱使混凝土嘉表面平县顺嗓,幼这是很重坐要的一步蜂，在浇筑盛二衬混凝桶土时锚杆望头及钢筋池网的露头拒及容易扎悼破防水板椒造成出水固孔。婶b手、在隧道侦衬砌防水齿板背后环壶向安惩装聋Φ娘5效0咳打孔波纹附管级，输V走级围岩纵啊向间距一芹般孩5每m净一道逐，给I蜻V颜级围岩纵似向间距一油般埋10行m转一道滚，泥II层I伞级围岩纵道向间距一糖般堂20裙m颗一道。地汇下水较大险时，在出绸水较大处富增自设吃1否～搂2泄道；在隧哨道拱脚处单设置纵驼向虑Φ撒11位0半打孔波纹晓管，用防铲水板包裹砖排水管防锡止水流入初基础与衬南砌间的施再工缝，在档施工过程举中会出现割包裹不牢厦现象，可得用细铁丝归扎紧，在牺基础上打盼孔埋值入手Φ猾1修2姿钢筋固定皇排水管位讽置，防止岛排水在浇贫筑混凝土嫂时被下落咸的混凝土楚冲开或偏常位。在纵惭向排水管像与盲沟中断间与环向阶排水管相开对应的位串置赴设茫Φ抽11锡0深波纹管做晕泄水管道布，接头处佛均通过三瓦通连接，封施工时容洞易出现连叨接不牢固求，可以用妥胶水粘接妙或用铁丝肉绑扎，此顶排水管关枕系到纵向当排水管与灿盲沟的连虎接，安装化纵向排水似管时要检植查横维向仍Φ户11纤0嫂波纹管是捐否通畅（况可以用灌拐水的方法短检测），奉如果不通嗓必须重新葛凿开电缆博沟回填或咐消防沟回自填埋设横站向排水管链。蜜c中、盲沟设遥计，盲沟玻是隧道中战水排出的斑重要渠道吃。郑家垭扑隧道排水贞盲沟为双健盲沟，左免侧盲沟中跌心距隧道理中遗线冶365c药m茶右侧据隧厉道中心怜线扰380c梯m巡。采富用雕Φ迹4洒0卫预制混凝证土盲管。牵每腔10善0仰米设一检膜查井，以辈便后期淤认泥清理与颤管线检查垄。在施工烦中先预留花宽插60c筝m感深拿134c司m钢水沟，后来期下管时械要注意预眉制盲管打初孔是否到贩位，在盲男管上包裹哭无妨土工报布，保证免水能流入铁盲管。在魔盲管上基匹层浇筑时两一定要铺叫设塑料薄梅膜，防止染水泥浆流躺入碎石填豪充处，保提证碎石的减透水性。柱炊d程、初期支缺护与二次泰衬砌间铺舅设防水卷刺材，防水型板厚诚度澡≥陕1.5m认m沟，幅毫宽产≥悟2争m莲。用钢钉咬和铁丝环代向整体铺窜挂防水情板谣,晕施工时要皇保证搭接稿宽度，根摇据喷射混机凝土面的六平顺程度较决定两个蹦加固点位细置枝，合搬要保证足丈够的速松麻弛系数，沈一般预留伟余富量不面低详于效1鸟0忘～携15c俭m/粗m素，以保证肌混凝土浇坏注时防水眯板能与围教岩充分密拆贴；防水蠢板的连接步采用双焊环缝焊机进泊行焊接，语焊接前将煌接头待焊偏接处的水些及杂物擦绳洗干净，业焊接粘合亭要牢固，佛且不得烧序毁防水板架；保证防历水板焊接灵质量，双些焊缝焊机雹长时间使罪用，在防皂水板焊接链时容易出丘现焊接不申牢现象，玉双缝焊接别后，应进团行充气试放验，一般排要求麦在腹0.1M再p辽a私的气压下铜保持两分腹钟不漏气阵，否则进舌行修补。昌出现漏焊恩及褶皱错兆接必须重该新焊接，肝由于焊机脉温度高对停防水板造华成损伤的洽可在漏口亏处用防水漠板打一块届补丁，防搂止出现漏书水点雨。傅神唱槽e地、二衬环辛向施工缝矮采用膨胀踢止水条在存围岩等级约变化处用跃中埋式止什水带，纵恐向施工缝霉处设膨胀献止水条，为每侧一条夜，这样可油有效地防刊止扩大基散础与二衬赞间施工缝尼出水，中殃埋式止水渣带安装时坟沿衬砌方供向轴线间包隔掠1换米在档头乏板上钻著一胁谨Φ匹1允2嚼的钢筋孔厘，将加工写好受的断Φ我1穿0敲的钢筋卡捷由待模筑愁混凝土的肺一侧向另许一侧穿入柜内侧卡紧恭止水带一盗半，另一段半平固定繁在档头板福上，同时凡安设沥青疼木斯板和扑泡沫板，客浇注混凝危土，脱模引时拆除档胞头板将止天水带靠中夹心钢筋拉侮直，然后巧弯鼠曲套Φ陕1堤0忧的钢筋卡城套上止水暂带，然后腾浇筑下一庙模衬砌。潮最后凿出厨泡沫板，笔填入石棉庄沥青麻丝久。膨胀止上水条安装况要注意，罩固定止水执条的混凝脾土面要保灭持平整干加燥，安装挽前清除安燃装界面渣若尘及杂物跌，用钢钉叔或黏胶固挂定，（钢财钉避开注魔浆管）。葱避免止水患条搭接，仇以免影响伏止水效果记。注浆管菊要引至电腰缆沟壁以请便后期注左浆。臣锈阴3敏、浇筑二补衬混凝土鼻时要加强数混凝土的埋振捣房，白C2觉5染防水混凝筒土的密实渡度直接影盯响防水效伟果。二衬滤浇筑前基泳础混凝土局凿毛，用连水冲洗基屿础表面，啊清除表面浅杂物，将周让混凝土纺充分连接赢。混凝土浸入模处每歇处配蛋备袋2糊只插入式痰振捣器，趟由专职振议捣工操作诱；振捣时剥确保快插牧慢拔，振头动时间以愿不冒气泡巩为止，一邻般邮为傍10-3喘0俱秒，且振摘捣时振捣炭棒尽量避描免碰撞模概板，靠近荒模板时应写与模板保夺留沿5-10崭c默m绢的距离；虾振捣要及蚕时、充分艇、到位，坝不能滞后乌、拖拉，似坚决避免奥漏振、过豆振现象，痰防止出现件蜂窝、鱼某鳞斑等，即影响混凝奖土质量，它给隧道出铅水以可趁小之机。膨由于在州现场施工迟中会存在跨不可避免贤的误差，波另外由于证隧道的地崇质条件会始造成围岩技裂隙季节级性出水，狭出水点位番置及出水尤量及不稳犯定，在施走工过程中府纵向排水劳管安装没晌有有针对复性地增加云。防水板糟、止水条梦、止水带服的意外破合损也是造饺成二衬出斑水的主要碰因素。冶如果一旦哑出现二次虑衬砌出水军我们必须较及早处理营，处理办够法：初1及、对出水脉轻微处进生行凿槽嵌究缝处理，价槽宽贤为捆5~10衫c往m蹈，怨深棚5~6c它m碰，的梯形映（观或梢V纵型）槽，辣槽内及其坦两侧砼表程面清淤、吼烘干后，歪回填环氧狡砂浆或预呈缩砂浆。惑封堵出水昨段。数2免、在出水魄严重段，度将电缆沟弯回填、消步防沟回填飘上凿槽以刷能埋鞋设舱Φ老5cmH累DP计E孝波纹管为红标准，然电后在二衬缝与基础渗射水处打孔民，崖把处Φ产20m币m胃软水管通器入初期支滔护与二次庄衬砌之间悼，将水引萍出。回填妥环氧砂浆贝或预缩砂院浆对出水筋段衬砌与粗基础之间跑的裂缝进气行封堵小。喂街3亭、对于板节缝及二衬玩面出水采悦用的治理歪方法：担a泥、采用封练堵法用氯讨化铁防水教砂浆、膨莫胀水泥砂湾浆、环氧赚煤焦油涂解料等，直弱接抹在衬滥砌表面，跌以阻止衬赢砌混凝土出裂隙渗漏式水。把水跳逼入二次紧衬砌与初亮期支护间妈的排水系医统。吨b尼、用阳离恒子乳化沥女青胶乳为颜喷涂材料你，用高压忽气直接喷险涂在混凝遇表面乌，准判以速凝封插住裂隙渗垦水。把水相逼入二次贫衬砌与初熄期支护间喊的排水系岔统。森c纯、在渗水辱点祥上喷25c笨m敏处打孔祸，票Φ勇20m胸m窑软水管通捞入初期支雨护与二次巩衬砌之间得将水引出医，在二衬河面凿槽，电将凡Φ乓20m酿m额软水管从浅中间劈开宿（形迷成崇U设型）埋入解二次衬砌聚以便将水保由出水点幕引下至扩遵大基础，茎然后采语取港2宪中办法将柴水引入盲旅沟。（滑此法比较咽经济但不塞推荐使用米，因为源瓣源不断地同流水，像绝不断加压碌的千斤顶宾，沿着结泉构的裂隙扛将衬砌挤半裂破坏导深致隧道结虏构变形损蛮坏的危险斩性大，特坡别是当地此下水又属在侵蚀性水皂时，这种垮破坏作用昼就更大更阴快。如含害碳酸的水锯能溶解混险凝土中的散碳酸钙，表使混凝土珍粉化。如大果是含硫舰酸盐型的裕侵蚀水，画对混凝土先结构的破经坏更为严慌重剑）守吵秒四、结束蓝语尸芳权森经过查阅注国内外二枣次衬砌防肚水实践证恒明．真正鹅用一种方新法就奏效垃的还不多纹见，往往且是多种方伪法并用，担而且是多啊层次的防过水才能收败到较好的算效果。治斜标不如治牺本．隧道霉防水应在湖超前