胡 平

(中鐵西南科學(xué)研究院,四川成都610041)

1 工程概況

鞍山隧道屬于哈大客運(yùn)專線，起訖里程為DK284+100～DK286+540，全長2 440 m。隧道位于R=8 000 m的曲線上，線路縱坡呈“V”字坡，縱向坡度為15 ‰的下坡和19.998 9 ‰的上坡，變坡點(diǎn)位于DK285+600。隧道最大埋深約20.5 m(軌面至地面)，最大覆土厚度約10.5 m。該隧道除下穿部隊(duì)鐵路專用線位置有50 m長度設(shè)計(jì)為暗挖外，其余部分均為明挖施工。

隧道所在區(qū)域地質(zhì)為第四系全新統(tǒng)沖洪積層黏性土、砂類土和碎石類土。表層黏土、粉土、粉質(zhì)黏土透水性均為弱透水，但中粗砂或細(xì)砂層土透水性卻為強(qiáng)透水。

2 漏水原因分析

高速列車開通后，在泵房兩側(cè)600 m左右范圍內(nèi)，邊墻變形縫處，踏步底部和底座根部等沿線路方向局部段落出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及地質(zhì)資料分析，隧道內(nèi)滲漏水主要有兩部分來源，一部分是場(chǎng)地地下水(隧道部分洞段位于地下水位以下)，一部分是降雨和地表排水經(jīng)過回填土滲入到隧道表面(降雨約2天后隧道內(nèi)滲水明顯增大)。隧道頂拱滲漏主要為地表水入滲，底板及側(cè)墻滲漏主要為地下水。

該隧道混凝土施工質(zhì)量較好，無蜂窩麻面及混凝土開裂等現(xiàn)象，隧道漏水主要為伸縮縫和施工縫滲漏及混凝土澆筑固定模板時(shí)留下的螺栓孔等。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件及類似工程經(jīng)驗(yàn)分析，初步判斷該隧道滲漏水原因主要為溫差變化大(現(xiàn)場(chǎng)溫差超過60℃)，防水層局部破損或失效，導(dǎo)致部分變形縫和施工縫滲漏。

前期對(duì)伸縮縫滲漏采用丙凝化學(xué)漿液灌注和砂漿抹面處理，由于丙凝固結(jié)體彈性變形小、黏結(jié)強(qiáng)度低，而砂漿為剛性材料，當(dāng)溫度升高，混凝土膨脹，導(dǎo)致砂漿開裂，灌入的丙凝固結(jié)體被擠出縫外，失去止水功效。第二次灌漿時(shí)對(duì)部分螺栓孔采用具有一定彈性的聚氨酯灌漿材料處理，無固結(jié)體被擠出，但表面采用的水不漏也為剛性材料。

3 隧道漏水病害整治方案

3.1 整治原則

綜合前兩次對(duì)該隧道滲漏的封堵情況(灌漿材料彈性變形小、黏結(jié)強(qiáng)度低、灌漿深度淺等)，以及類似工程成功處理經(jīng)驗(yàn)，采用“堵排結(jié)合、以堵為主”的原則。

3.2 整治方案

采用注漿止水和嵌縫密封相結(jié)合的綜合治理方案。根據(jù)不同的縫隙類型和縫隙大小采取不同的處理措施，具體為：

3.2.1 伸縮縫

采用表面嵌縫、埋管注漿處理，處理材料需選用黏結(jié)強(qiáng)度高和彈性變形大的材料，灌注工藝采用“深孔-淺孔-深孔-淺孔”相間處理，以保證整條裂縫空隙充填飽滿。

3.2.2 底板混凝土和踏步混凝土裂縫

也采用表面嵌縫和埋管注漿處理，但注漿材料需選用抗拉強(qiáng)度和黏結(jié)強(qiáng)度高的材料，以提高混凝土底板的整體抗破壞能力。

3.2.3 底板和底座板間的滲水

對(duì)于兩軌道板間的底板和底座板滲水，采用表面鑿槽、嵌縫處理。嵌縫材料需選用黏結(jié)強(qiáng)度高和能適應(yīng)一定變形的材料。鑿槽時(shí)若出現(xiàn)明顯的裂縫和集中滲水，則埋管灌漿。

對(duì)于兩側(cè)排水溝的混凝土底板和底座板間的裂縫滲水，建議先不做封堵處理，留作排水通道，冬季在排水溝上用厚橡膠墊作保溫處理，滲水通過排水溝引排到集水井中抽排出隧道外。

3.3 灌漿材料選擇

3.3.1 伸縮縫處理

采用具有柔性和彈性變形大的SK-GU改性聚氨酯灌漿材料。SK-GU系列柔性高分子灌漿材料能適應(yīng)不同溫度應(yīng)力作用下的變形，灌漿過程中漿液遇水發(fā)生反應(yīng)，能在短時(shí)間內(nèi)凝固，防滲堵漏效果明顯。由于漿液是純液體材料，可灌性好，能滲入混凝土結(jié)構(gòu)中的細(xì)微裂縫。材料固結(jié)后具有優(yōu)良的耐久性和耐水性，并與原有的防水卷材黏結(jié)良好，可達(dá)到恢復(fù)防水層的整體防水能力。主要性能指標(biāo)見表1。

表1 SK-GU漿液及固結(jié)體性能指標(biāo)

3.3.2 底板混凝土裂縫及施工縫(包括橫向縫和縱向縫)

采用SK-E系列改性環(huán)氧樹脂漿材，該材料具有黏度低、強(qiáng)度高、良好的親水性和可灌性。與國內(nèi)同類材料相比，早期發(fā)熱量小，配漿時(shí)不需要用水冷卻，施工方便，非常適合于混凝土裂縫的補(bǔ)強(qiáng)加固灌漿。SK-E改性環(huán)氧系列漿材性能指標(biāo)見表2。

3.3.3 軌道間底板和底座板間的滲水

對(duì)于軌道間底板和底座板間的滲水?dāng)M采用表面鑿除，并充填具有良好黏結(jié)性能、彈性和一定強(qiáng)度的柔性環(huán)氧聚合物嵌縫材料。對(duì)于鑿槽時(shí)出現(xiàn)的明顯裂縫和集中滲水，埋管灌注改性環(huán)氧樹脂漿液。

表2 SK-E改性環(huán)氧系列漿材性能指標(biāo)

3.4 灌漿施工工藝

3.4.1 改性聚氨酯灌漿工藝

伸縮縫的化學(xué)灌漿工藝流程為：裂縫清洗→鉆孔→埋灌漿管→封縫→試水(氣)檢查→灌漿→拔管封孔。

(1) 裂縫清洗：由于前期灌入的丙凝等材料強(qiáng)度低、黏結(jié)力差，部分被擠出縫外，已基本失去止水功效。灌漿時(shí)需將剩余的丙凝等材料鑿除，并用高壓水或高壓風(fēng)清洗裂縫。

(2) 鉆孔：對(duì)于開度已變小的伸縮縫，采用電錘鉆孔，再埋入灌漿嘴；對(duì)于開度大的伸縮縫可以直接埋入灌漿嘴。為保證伸縮縫充填飽滿，鉆孔采用“深孔-淺孔”相間的布孔方式，淺孔孔深20～30 cm，深孔孔深40～60 cm，孔距40～60 cm。

(3) 封縫：采用速凝材料封縫，封縫后壓水檢查裂縫通暢情況及封縫質(zhì)量。如縫面未封好、漏水，需再次封縫，直至壓水檢查時(shí)縫面不漏水，方可進(jìn)入下道工序。

(4) 灌漿：由下至上，逐孔灌漿，以漿頂水。當(dāng)上孔出漿時(shí)，封閉正在灌漿的灌漿孔，移至上孔繼續(xù)灌注，直到最上面的孔出漿時(shí)，可視為灌漿結(jié)束。灌漿時(shí)，因局部縫面封縫不好有漏漿時(shí)，可待凝一段時(shí)間繼續(xù)灌注，縫內(nèi)漿液需充填飽滿。

(5) 灌漿壓力：伸縮縫的灌漿壓力可根據(jù)耗漿情況，在0.2～0.5 MPa之間進(jìn)行選擇。耗漿量大時(shí)，采用較低壓力；耗漿量小時(shí)，采用較高壓力。

(6) 封管: 灌漿完畢后，打掉灌漿嘴, 封閉管口，并用柔性材料進(jìn)行表面處理。

3.4.2 改性環(huán)氧灌漿施工工藝

(1) 裂縫查找：在混凝土底板仔細(xì)查找出現(xiàn)的混凝土裂縫， 在滲水處用錘子鑿開表面，觀察水源滲出路徑。

(2) 封閉表層：清理干凈裂縫兩側(cè)的浮渣，然后采用柔性環(huán)氧膠粉聚合物將裂縫表層封閉。該工序能有效控制漿液滲透范圍，提高灌漿壓力。

(3) 埋設(shè)灌漿嘴： 鑿開滲漏部位后，盡量尋找較大滲漏源，然后按照40～60 cm的間距埋設(shè)灌漿嘴，在裂縫交叉處、較寬處、端部以及裂縫貫穿處均應(yīng)埋設(shè)灌漿嘴。

(4) 配制漿液：將漿液配成主劑A 和固化劑B 兩種組分，根據(jù)配制比例現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)漿液的膠凝時(shí)間。

(5) 灌漿：待埋設(shè)灌漿嘴材料有一定強(qiáng)度后，即可進(jìn)行灌漿。一般按從裂縫一端到另一端循序漸進(jìn)的原則，以免空氣的混入影響漿液的密實(shí)性。注漿壓力則視裂縫寬度和深度確定，初步按0.2 MPa考慮，具體施工時(shí)需可結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況予以調(diào)整。

3.4.3 底板和底座板間及表面微細(xì)裂縫處理

對(duì)于底板和底座板間的滲水以及混凝土表面的細(xì)微裂隙，采用改性環(huán)氧材料作為嵌縫材料，沿縫走向鑿V型槽，清洗縫面，先刷改性環(huán)氧基液，后涂覆柔性環(huán)氧聚合物封縫材料。對(duì)于鑿槽時(shí)出現(xiàn)的明顯裂縫和集中滲水，采用埋管灌漿處理。

4 結(jié)束語

(1)鞍山隧道漏水原因主要是溫差變化大，防水層局部破損或失效，導(dǎo)致部分變形縫和施工縫滲漏。

(2)在隧道漏水整治中，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際漏水情況和原因，進(jìn)行排堵結(jié)合整治。

(3)隧道漏水整治中，不同的縫隙類型和縫隙大小宜采取不同的處理措施。

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