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【讲堂】申志军:隧道衬砌点状漏水的治理

 书生斋 2018-12-20

隧道衬砌的水害现象一般表现为“渗、滴、淌、涌”四种。“渗”是指地下水从衬砌外向内润湿,使衬砌内出现面积大小不等的润湿,但水仍附着在衬砌的内表面;“滴”是指水滴间断的脱离衬砌落入隧底,有时连续出水,即滴水成线;“淌”是指漏水现象在边墙的反映,水连续顺着边墙内侧流淌而下;“涌”是指有一定压头的水外冒。

对于运营期隧道衬砌水害渗漏形式可分为:点状漏水、线状漏水和面状漏水。下面对点状漏水的治理加以介绍。


点渗漏也可称为孔眼渗漏或集中渗漏。根据渗漏水压力的大小及混凝土结构的缺陷程度,对于处治点渗漏的措施,有表面封堵、注浆堵漏、埋管引排三种方法。表面封堵法适用于衬砌表面存在范围小且有渗漏痕迹或无渗漏痕迹的部位;注浆堵漏法适用于衬砌的表面渗漏轻微流淌或有湿渍的部位;埋管引排法适用于衬砌表面渗漏量较大且出水部位位于施工缝、变形缝或边墙表面上。


1.表面封堵法

隧道病害水压不大而混凝土结构密实性良好时,可采用表面封堵法。该方法首要任务是选择合适的直接堵漏材料。对表面封堵法所用材料的要求是:凝结速度快、高强微膨胀、抗渗性好、对基层黏接性好。主要施工工艺如下:

 (1)漏水点为圆心,根据渗水范围大小凿成直径10~40mm20~200mm孔,具体直径、深度应当视渗漏点大小而定,主要原则是露出新混凝土为止。

(2)用高压水冲洗已凿好的槽(洞),清除残渣及松动混凝土。

(3)用堵漏材料(速凝型)、双快水泥砂浆或其他快凝材料捻成与圆孔直径接近的锥形小团,待其初凝时迅速堵塞于孔内,并向孔壁四周挤压,使其与孔壁紧密结合,封住漏水。

(4)对孔洞周围200mm范围内的基层抹面,可用堵漏材料(速凝与缓凝配合使用),也可用水泥基渗透结晶型防水涂料或渗透型环氧树脂类防水涂料。

(5)对治理点进行2 ~ 3天养护处理。

2.注浆堵漏法


注浆法适用于水压较大、孔洞较大且漏水量大的孔洞,也可用于密实性差、内部蜂窝孔隙较大混凝土的线渗漏和面渗漏处理。对于围岩破碎严重,造成隧道防排水压力很大,渗漏水十分严重的情况,也可采用向衬砌后的围岩或回填层注浆两种方式。注浆是隧道渗漏综合治理中最为常用和有效的方法之一。

对注浆材料的要求是:可灌性好、凝结时间可调、固结体强度高、抗渗性好、粘结力强、耐久性好、价格便宜、无毒无污染。注浆法按工艺可分为单液注浆和双液注浆。单液注浆仅需一套压浆系统,通过压力泵加压后,把浆液直接压入漏水缝隙。双液注浆采用两个压力泵加压,使甲、乙溶液通过各自的管路进入混合器,混合均匀后再压入漏水裂缝中。单液注浆工艺简单,而双液注浆具有易于控制凝结时间的优点。

对于围岩或衬砌背后注浆,一般只采用以无机材料为主的浆液,如水泥浆、水泥-水玻璃浆等。衬砌背后空洞较大时,也可以用砂浆,渗漏严重的结构常用水泥-水玻璃浆液;对于衬砌混凝土内的孔隙和裂缝,一般使用有机材料进行注浆,常用的有络木素类、丙烯酞胺类、丙烯酸盐类、聚氨酯类、环氧树脂类、尿醛树脂类等,这是一种衬砌裂缝补强加固处理的方法(将化学浆液压入衬砌混凝土中,封堵裂缝、密实混凝土,达到治水目的)。


3.埋管引排法

洞内凿槽排水方案见图1。引排的目的是给水留出路,使渗漏水集中于一点或数点,最后集中导水引排,形成有组织排水(图2)。在拱部、边墙施工缝渗漏及边墙、起拱线漏水较严重部位或地下水丰富地段,从渗水点向下沿衬砌表面凿沟槽,埋设导水管。施工顺序如下:


1  洞内凿槽排水方案示意图


2  打孔集中排水

(1)凿槽:沿渗漏水的方向在拱部及边墙衬砌上凿出(图3)深度为60mm、内大(60mm)外小(50mm)的倒梯形槽(图4),保证外敷防水层厚度20~30mm。



图3 开凿排水槽


图4  衬砌凿槽埋管示意图

(2)表面清洗:用钢丝刷沿缝槽将灰尘、浮渣及松散层彻底清除,用丙酮将其油垢擦洗干净、烘干,使其含水率不大于6%。

(3)埋管:在槽底埋设Φ50mmPVC半管直至边墙底部(图5)。安装的顺序是先拱部后边墙。接茬部位是下节压上节(图6),接茬长度100~150mm,用U形卡和胀管螺丝固定PVC管,间距500mm。


5  安装PVC


6  PVC半管接茬示意图

(4)涂刷环氧树脂涂料:在PVC管外壁及槽的两侧薄而均匀地涂刷一层环氧树脂涂料,不得有漏涂和留坠现象。

(5)封填:涂完环氧树脂涂料后,自然固化12h,在PVC管两侧挤压一层遇水膨胀腻子条,然后用玻璃布或嵌刀将环氧树脂砂浆分层封堵,抹至与衬砌混凝土表面齐平。每层厚度不大于5mm,用沟缝条压平压实(图7)。



7  凿槽封填完成

(6)割缝:在施工缝处施作时,待环氧树脂砂浆自然固化24h后沿施工缝割缝。割缝要控制其深度,不要将Φ50mmPVC半管与环氧树脂涂料割破。

(7)表面涂刷:涂刷两遍环氧树脂涂料,封闭宽度应大于环氧树脂砂浆缝宽,且每边要超出2~3mm。

(8)养护:封堵后要保持干燥,用碘钨灯烘烤。



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