双凤山隧道渗漏水整治技术

摘要:公路隧道渗漏水对隧道结构稳定、洞内设施、行车安全等会产生诸多不良影响.本文结合双凤山隧道渗漏水情况,分析原因并对如何整治进行了探讨,为及时有效地治理同等情况下公路隧道渗水提供可借鉴方法.

关键词:公路隧道;渗漏水;成因;整治技术

中图分类号：X734文献标识码：A 文章编号：

1 引言

双凤山隧道位于甘肃省S304线华亭县城境内,全长412米,洞口为端墙式,断面为封闭式曲墙式,主要为IV级围岩.双凤山隧道穿越的地质条件差,降雨量大,地下水丰富,而地下水对混凝土有弱酸性腐蚀,对钢筋混凝土中的钢筋具有中等腐蚀,对隧道主体影响较大的主要是季节性降水.隧道自2000年建成通车至今10余年,衬砌出现大量裂缝,继而出现大面积渗漏水现象.在冬季,隧道内多处出现冰挂、冰溜等现象,这些严重影响了该隧道结构稳定、行车安全、整体美观.

2 渗漏水的成因分析

通过对双凤山隧道及其穿越的地质地貌进行调查分析,认为该隧道渗漏水的主要原因有以下几方面:

(1)衬砌背后有空隙.衬砌背后的围岩由于裂缝的存在,在地下水的作用下,裂隙变大并形成空隙,而且相互逐渐连通.另外由于施工中初期支护与衬砌间留有空隙,回填物不够密实,有空洞现象.这些空隙、空洞随着时间的推移,相互连通后,就会富集大量地下水,这是大面积渗漏水的主要原因.

(2)小模板施工.由于该隧道较短,二次衬砌采用小模板施工,施工接缝较多,且接缝处理不能达到防水标准,导致接缝渗水.二次衬砌施工完成后,早期的混凝土温度应力和收缩应力使得衬砌接缝处出现微小裂缝,在后期温度、环境影响下,裂缝有所发展,加剧了渗漏水发生.

(3)有害离子的化学腐蚀作用.该隧道位于矿区,受污染较严重,衬砌周围的围岩裂隙水对混凝土有腐蚀性.由于污染物中的碳酸成分和混凝土中的碱性成分氢氧化钙、硅酸三钙、硅酸二钙等水化产物相互作用,形成碳酸盐,降低混凝土碱度,破坏钢筋表面的钝化膜,使混凝土失去对钢筋的保护作用,加快钢筋锈蚀.同时还会加剧混凝土的收缩,导致混凝土结构产生渗漏裂缝和破坏.

(4)防水层失效.因使用时间长,防水材料质量较差,漏水地段原有的防水层由于种种原因,失去了作用.

(5)由于冬季气温低,使得排水管冻结,引起排水管、衬砌开裂冻胀,产生新的水流通道.新的水流通道在低温下,又产生冻胀开裂,形成恶性循环.

3 整治衬砌渗漏水措施

根据双凤山隧道投入运营后的具体情况,依据“拱部堵排结合,因地制宜,综合整治;边墙以排为主,局部水量大的区域堵排结合;先拱后墙,先堵后排,循序渐进”的原则结合对该隧道渗漏水病害原因的分析进行了引排、堵漏处理.针对隧道拱、墙出现单点线流、股流、射水等水流量较大的施工缝和衬砌裂缝采用了“凿槽引排”的处理方法;对于渗漏水量较小、水流分散、不利于引排的衬砌裂缝及个别出水点、面采用“注浆封堵”的措施.

3.1凿槽引排

施工步骤如下:(1)表面清洗:把裂缝左右约10cm的衬砌混凝土表面清洗干净,找到缝隙的位置及水源;(2)割缝或钻孔:在渗水缝隙左右各3cm处用切割机割深为6~8cm的缝,或用冲击钻每隔2cm钻孔,为凿槽做准备;(3)凿槽:人工凿出深度为8cm(施工缝)或6cm(衬砌裂缝)的槽,一般凿成内大(6cm)外小(4cm)的倒梯形槽,保证外敷防水层有2~3cm厚;(4)埋管:在槽底埋设Ф50mm弹簧半管直至边墙底部,用锌铁皮固定,边墙底部至纵向排水沟用Ф50PVC圆管连接;(5)封填:分两种情况:针对施工缝,先用遇水膨胀橡胶止水条嵌缝,然后再封填防水砂浆;针对衬砌裂缝,直接封填防水砂浆;(6)刷浆找平:等防水砂浆达到一定强度后,喷湿修复区域,刷1:2普通砂浆找平,建议厚度0.5~0.8cm;(7)养护:在14天内进行喷水养护.防水砂浆配合比:425号普通硅酸盐水泥:BR增强型防水剂:BR-2专用粉:沙:水=1:0.14:0.03:1:0.35.

3.2注浆封堵

根据裂缝状况确定封堵位置,进行衬砌内部注浆,以封闭水流通道及衬砌裂缝,或使水流相对集中,便于引排.注浆原则:点漏式,注浆先注水量较小处后注较大处;环向裂缝由下向上依次注浆;水平或斜裂缝由水量较小端向较大端注浆;面漏式,由周边向中心依次注浆.施工步骤如下(1)表面清洗:同凿槽引排; (2)割缝或钻孔:同凿槽引排; (3)凿槽：同凿槽引排;(4)埋管:在槽底埋设Ф50的PVC半圆管,管内放置2х2cm的海绵条;(5)封填:同凿槽引排,但同时垂直壁面埋置Φ1cm注浆管,该管一端穿透半圆管,压紧海绵条,另一端延伸至衬砌外;(6)注浆:等防水砂浆达到一定强度后,从注浆管注入丙凝浆液,根据旁边相应注浆管流出浆液情况判断注浆效果,力求浆液充满缝隙并分布均匀,注浆压力控制在0.3~0.4Mpa,一般通常现场测定确定.注浆完成后,用铁丝扎牢注浆管口,以防浆液流出;等浆液硬结后,割断注浆管;(7)刷浆找平:同凿槽引排;8)养护:同凿槽引排.丙凝浆液组成成分见表1,A液:B液=1:3.防水砂浆配合比同凿槽引排.

丙凝浆液建议配合比表1

体系 材料名称 作用 用量/kg

丙烯酰胺 主剂 18.9

亚甲基双丙烯酰胺 交联剂 1

三乙醇胺 促进剂 0.7

水 引发剂 79.4

过硫酸胺 0.7

水 99.3

4 整治效果

2011年9月至11月对双凤山进行了封闭式施工,经过一个冬季的雪水、春夏季的雨水检验,渗漏现象明显降低,治理效果整体达到了预期目标.

5 结束语

隧道渗漏水是公路隧道常见的病害之一,要从根本上解决好,需要一个反复处理的过程.渗漏水治理施工比较复杂,且施工的好坏直接影响治理效果,因此在选择合理施工方法的同时尚需认真施做.

参考文献:

[1] 陈绍秋等.软弱围岩隧道渗漏水综合整治.铁道建筑技术,2001(4).

[2] 朱宏斌.基于公路隧道渗漏水病害养护处理方法应用.中外建筑,2009(2).

作者简介：

高彦滢(1980 — ),女,甘肃靖远人,工程师,大学本科,毕业于兰州交通大学,工程管理专业.

工作单位:甘肃省平凉公路总段

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。