作者單位：1.中國(guó)鐵路北京局集團(tuán)有限公司石家莊工務(wù)段，石家莊050051

2.中國(guó)鐵路北京局集團(tuán)有限公司建設(shè)部，北京100038

作者簡(jiǎn)介：李成，男，工程師。

摘要：某隧道拱部滲漏水導(dǎo)致接觸網(wǎng)跳閘，影響了接觸網(wǎng)正常供電。為整治這一病害，本文首先對(duì)隧道概況和襯砌滲漏水病害情況進(jìn)行介紹，其次對(duì)病害成因進(jìn)行分析。在此基礎(chǔ)上提出了“拱部以堵為主、邊墻以排為主，防、堵、截、排相結(jié)合”的整治原則，采取拱頂注膠封堵、邊墻鑿槽埋管引排和側(cè)溝鉆孔引排的方案進(jìn)行綜合整治，為解決中心水溝盲管結(jié)晶堵塞問(wèn)題，采用了可視化疏通技術(shù)進(jìn)行疏通，取得了較好的整治效果。

關(guān)鍵詞：高鐵隧道滲漏水；成因分析；病害整治；注膠封堵；引排

隧道襯砌滲漏水問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響列車(chē)的運(yùn)營(yíng)安全［1］。針對(duì)隧道襯砌滲漏水隱患，設(shè)備管理單位通常采取刻槽引排、打設(shè)泄水孔、降低水溝等措施進(jìn)行處理［2］，但往往不能根治。將襯砌背后的水進(jìn)行有效排導(dǎo)是解決隧道襯砌滲漏水病害的關(guān)鍵所在［3］。

關(guān)于隧道滲漏水整治技術(shù)，國(guó)內(nèi)相關(guān)機(jī)構(gòu)開(kāi)展了大量研究。駱建軍［4］在調(diào)研我國(guó)軌道交通區(qū)間隧道運(yùn)營(yíng)期間滲漏水狀況的基礎(chǔ)上，從滲漏水形成機(jī)理、堵漏材料以及施工工藝研究現(xiàn)狀方面進(jìn)行闡述，指出目前軌道交通區(qū)間隧道滲漏水治理方面存在的問(wèn)題以及發(fā)展趨勢(shì)。賈東東［5］根據(jù)隧道滲漏水缺陷嵌縫位置信息，確定了補(bǔ)漏材料調(diào)配比例，最終完成嵌縫堵漏，所提方法的滲漏率比傳統(tǒng)方法低14.6%。羅文斌等［6］針對(duì)不同程度、形態(tài)的襯砌滲漏水病害提出在原二次襯砌表面整環(huán)處采取增設(shè)鋼帶的方法進(jìn)行加固整治。張文達(dá)［7］通過(guò)分析既有鐵路隧道滲漏水的發(fā)生部位、表現(xiàn)形式、病害類(lèi)別，從設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)維修等層面探究其成因，提出新的滲漏水整治措施。韓銀輝［8］通過(guò)分析桑植隧道襯砌產(chǎn)生滲漏水的原因、襯砌結(jié)構(gòu)損害形成因素等，針對(duì)無(wú)水和有水襯砌裂縫、變形縫裂縫研發(fā)了不同的防治技術(shù)，收到良好效果。何炳興等［9］分析隧道滲漏水及凍害產(chǎn)生的原因，總結(jié)了一套完整的高原嚴(yán)寒地區(qū)高鐵隧道滲漏水及凍害整治技術(shù)，即采用“截水、堵水、排水、防水、保溫、加熱、維護(hù)”等系統(tǒng)性綜合整治的新理念、新技術(shù)。華科［10］針對(duì)成貴鐵路出現(xiàn)的典型滲漏水情況，提出了“拱圈注漿、邊墻引流、隧底降水”分區(qū)治水的措施。李偉等［2］探討分析了二次襯砌內(nèi)部注漿法、圍巖注漿法、引排法、襯砌表面施工防水層法的機(jī)理和應(yīng)用效果。

本文依托某隧道出現(xiàn)的襯砌漏水病害，初步提出了三種整治方案，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，取得了良好的效果，可為后期類(lèi)似工程提供借鑒。

1隧道概況

某隧道如圖1所示，于2009年建成，結(jié)構(gòu)形式為復(fù)合式襯砌，是單雙線混合隧道，下行中心里程K71+308，隧道全長(zhǎng)11.526 km；上行中心里程K71+313，隧道全長(zhǎng)11.538 km。

隧道地貌主要表現(xiàn)為基巖中低山區(qū)溝壑侵蝕與剝蝕，隧址區(qū)地勢(shì)總體呈現(xiàn)中部高，東部、西部低的趨勢(shì)，溝谷切割強(qiáng)烈，地形極為復(fù)雜。區(qū)域海拔為500～800 m，最高點(diǎn)海拔1 064.0 m，最低點(diǎn)海拔僅有404.3 m。

洞身段通過(guò)地層主要為石灰?guī)r和白云巖硬質(zhì)巖層，巖體為完整～較完整，斷層帶和巖脈侵入體附近巖體較破碎，巖石為弱風(fēng)化～微風(fēng)化，巖土施工工程分級(jí)為Ⅴ級(jí)，少量頁(yè)巖為Ⅳ級(jí)。

本區(qū)無(wú)大的河流，一般無(wú)地表徑流。隧道區(qū)位于補(bǔ)給區(qū)，受季節(jié)性影響水位變化幅度較大，由于該層地下水距離洞身較近，并且雨季裂隙水容易下滲，容易造成隧道滲漏水。

2病害情況

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，該隧道K65+545～K67+500多處襯砌施工縫滲漏水，其中10處拱頂漏水嚴(yán)重，滲漏水點(diǎn)里程見(jiàn)表1，隧道滲漏水現(xiàn)場(chǎng)如圖2所示。

根據(jù)《鐵路橋隧建筑物劣化評(píng)定第2部分：隧道》（Q/CR 405.2—2019）［11］中的相關(guān)規(guī)定，出現(xiàn)“電力牽引區(qū)段，拱部滲漏水影響接觸網(wǎng)正常供電”的隧道襯砌滲漏水劣化等級(jí)評(píng)定均為“AA級(jí)”，結(jié)構(gòu)功能?chē)?yán)重劣化，危及行車(chē)安全，須立刻采取措施。

3隧道襯砌滲漏水成因分析

3.1施工因素

（1）隧道二次襯砌施工缺陷。二次襯砌澆筑過(guò)程中存在混凝土和易性差、未逐窗澆筑、澆筑泵送壓力不足、振搗不密實(shí)、臺(tái)車(chē)過(guò)早拆模、后期養(yǎng)護(hù)不足等一系列問(wèn)題，導(dǎo)致二次襯砌出現(xiàn)空洞、厚度不足等質(zhì)量缺陷，給地下水提供了滲流通道。

（2）防水板安裝不規(guī)范。由于初期支護(hù)表面平整度不夠、防水板被機(jī)械拉傷、接茬處密封不夠、與初期支護(hù)固定不牢固、熱熔墊片密封不到位等原因，防水板容易發(fā)生拉緊甚至撕裂的情況，導(dǎo)致后期襯砌發(fā)生滲漏水。

（3）止水帶安裝不規(guī)范。目前，縱、環(huán)向施工縫均采用橡膠止水帶進(jìn)行防水，若固定不牢固，在澆筑混凝土過(guò)程中容易出現(xiàn)拉緊、脫落、變位等現(xiàn)象，造成施工縫處密封不嚴(yán)。

（4）排水盲管不按照設(shè)計(jì)施作?，F(xiàn)場(chǎng)存在大量無(wú)盲管地段以及一些“斷頭盲管”，導(dǎo)致襯砌背后地下水無(wú)法引排至中心溝內(nèi)。

3.2養(yǎng)護(hù)因素

線路開(kāi)通多年，設(shè)備管理單位未定期對(duì)隧道排水系統(tǒng)進(jìn)行檢查與疏通，造成隧道中心排水溝、兩側(cè)側(cè)溝及環(huán)向盲管等部位淤堵，導(dǎo)致排水系統(tǒng)失效，由于襯砌背后地下水無(wú)法及時(shí)排導(dǎo)，積壓的高水壓致使施工縫、沉降縫、結(jié)構(gòu)開(kāi)裂地段等薄弱處出現(xiàn)滲漏水，甚至出現(xiàn)隧底水壓力過(guò)大，導(dǎo)致無(wú)砟軌道上拱的現(xiàn)象。

3.3環(huán)境因素

隧道洞身段地表兩山間溝谷內(nèi)有一處漿砌片石水壩（長(zhǎng)35 m×寬3 m×高6 m），形成集中匯水點(diǎn)，如圖3所示，壩底溝谷內(nèi)有空洞，降雨后形成積水下滲。

4整治技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)采取“拱部以堵為主、邊墻以排為主，防、堵、截、排相結(jié)合”的原則：拱部襯砌滲漏水采用以堵為主的綜合整治方案；邊墻滲漏水采用鑿槽埋管的方式引至洞內(nèi)水溝。對(duì)于中心水溝盲管結(jié)晶堵塞問(wèn)題，采用可視化疏通技術(shù)進(jìn)行疏通。

4.1拱部裂縫整治技術(shù)

4.1.1設(shè)計(jì)方案

針對(duì)拱部裂縫與施工縫滲漏水，采用封閉裂縫+注膠的方法進(jìn)行處理，裂縫注膠方案如圖4所示。

裂縫封閉材料、注漿材料性能要求見(jiàn)表2和表3。

4.1.2施工工藝

（1）鉆孔。首先在裂縫（施工縫）兩側(cè)交叉布置鉆孔，打設(shè)斜孔穿過(guò)裂縫或穿過(guò)襯砌結(jié)構(gòu)至止水帶迎水面，完畢后及時(shí)清理鉆孔內(nèi)及孔壁殘屑，隨后安裝注漿管，并用封堵材料填塞管壁間的空隙，孔口采用抹子抹平。注漿管直徑12 mm，鉆孔間距宜為20～30 cm（施工縫位置鉆孔間距宜為50～100 cm），斜孔角度宜為45°～60°。

（2）安裝注漿管及封堵。注漿管安裝時(shí)需外漏8～10 cm，方便與注漿設(shè)備管路進(jìn)行連接。對(duì)裂縫進(jìn)行封堵時(shí)，拌和料應(yīng)隨拌隨抹，每次拌和不宜過(guò)多，以免造成拌和料硬化，影響封堵效果。待封堵材料凝固后，需對(duì)封堵效果進(jìn)行質(zhì)量檢查，確保滲漏水只能從埋置的注漿管內(nèi)滲出，其他封堵部位不應(yīng)有滲水情況，否則應(yīng)重新進(jìn)行封堵。待達(dá)到合格后，方可進(jìn)行下一步工序。

（3）試水試驗(yàn)。待封堵材料硬化后，進(jìn)行試水試驗(yàn)，以檢查封堵效果，疏通裂縫，確定壓漿參數(shù)，試水試驗(yàn)可采用在水中添加帶顏色的試劑，其壓力應(yīng)維持在0.5 MPa左右，試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)記錄注漿管的出水量和出水時(shí)間，試水試驗(yàn)過(guò)程中若出現(xiàn)封堵位置滲漏水則重新進(jìn)行封堵。

（4）注漿材料配制。根據(jù)隧道襯砌滲漏水位置及環(huán)境條件，現(xiàn)場(chǎng)試配環(huán)氧樹(shù)脂漿液，確保漿液在裂縫內(nèi)的流動(dòng)性。

（5）漿液灌注。注漿前對(duì)注漿設(shè)備進(jìn)行全面檢查，在保證注漿系統(tǒng)全部正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下方可注漿。針對(duì)環(huán)向裂縫和施工縫宜采用由下向上依次注漿的方案。灌注過(guò)程中，確保注漿系統(tǒng)與注漿嘴連接牢固，注漿壓力宜為0.2～0.4 MPa，且不應(yīng)超過(guò)試水試驗(yàn)壓力。

（6）注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。注漿過(guò)程中，當(dāng)實(shí)際注漿量與預(yù)估的注漿量差異不大且壓力較穩(wěn)定，再繼續(xù)壓注3～5 min即可結(jié)束注漿。注漿過(guò)程中應(yīng)及時(shí)觀察注漿壓力的波動(dòng)范圍，當(dāng)注漿壓力突然上升應(yīng)立即停止注漿，當(dāng)壓力急劇下降時(shí)，也應(yīng)暫停注漿施工，必要時(shí)應(yīng)調(diào)整漿液濃度和凝結(jié)時(shí)間后再繼續(xù)注漿。注漿結(jié)束后，立刻打開(kāi)泄?jié){閥門(mén)排放管路及混合器內(nèi)遺留的漿液，完成后拆卸注漿管路，并對(duì)管路進(jìn)行清洗。

（7）表面處理。注漿完成后裂縫兩側(cè)各20 cm范圍涂水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料。同時(shí)，待漿液終凝后，采用鐵絲將注漿管外露部分反轉(zhuǎn)綁扎，割除外露部分，再用封堵材料將孔口抹平。

現(xiàn)場(chǎng)注膠施工如圖5所示。

裂縫整治施工工藝流程如圖6所示。

4.1.3注意事項(xiàng)

裂縫注膠施工中膠體容易外溢，尤其是在拱頂注膠過(guò)程中，裂縫封閉不嚴(yán)密，聚氨酯膠液容易外溢到接觸網(wǎng)、立柱、導(dǎo)線上。因此，對(duì)封閉裂縫進(jìn)行打磨處理并刮涂密封膠時(shí)，應(yīng)采用平鏟反復(fù)刮涂，確保密封嚴(yán)實(shí)。

4.2邊墻滲漏水整治技術(shù)

4.2.1設(shè)計(jì)方案

隧道襯砌邊墻位置單一點(diǎn)位的線流、股流、射流以及水量較大且不易采用注漿方案時(shí)，考慮進(jìn)行刻槽引排方案?？滩垡欧桨溉鐖D7所示。

邊墻刻槽引排槽體封閉材料、水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料性能見(jiàn)表4和表5。

4.2.2施工工藝

（1）刻槽施工。刻槽應(yīng)正對(duì)出水點(diǎn)，應(yīng)盡可能通過(guò)較多的出水點(diǎn)或鉆孔引流點(diǎn)，刻槽完畢應(yīng)用高壓風(fēng)、水清洗槽身。

（2）鉆飲水孔。按照設(shè)計(jì)鉆設(shè)引水孔，引水孔直徑42 mm，深度不小于1 m。

（3）埋管施工。清除槽體內(nèi)虛渣后安裝PVC管，然后用環(huán)氧砂漿填實(shí)壓漿（環(huán)氧砂漿隨拌隨用，操作不應(yīng)超出3 min，將干料拌勻，抹前加水拌和），24 h后即可用環(huán)氧砂漿抹平封槽。

（4）表面處理。封槽完成后槽體兩側(cè)20 cm范圍涂抹水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料。

現(xiàn)場(chǎng)刻槽引排施工如圖8所示。

刻槽引排施工工藝流程如圖9所示。

4.2.3注意事項(xiàng)

（1）刻槽投影于地面范圍、原則上不超過(guò)人行道靠軌道側(cè)壁。

（2）在邊墻埋管時(shí)，需要處理好埋設(shè)PVC管與隧道側(cè)溝之間的連接，防止出現(xiàn)水流至電纜槽道，發(fā)生水泡電纜情況。

4.3側(cè)溝鉆孔引排技術(shù)

4.3.1設(shè)計(jì)方案

打設(shè)泄水孔技術(shù)主要是在邊墻、墻腳、側(cè)溝以及中心水溝內(nèi)鉆設(shè)橫向泄水孔，將襯砌背后的地下水通過(guò)橫向泄水孔引排至側(cè)溝或者中心水溝內(nèi)，達(dá)到引排的目的。泄水孔如圖10所示。

4.3.2施工工藝

（1）鉆機(jī)定位。按照設(shè)計(jì)標(biāo)高，將特制的鉆機(jī)固定在隧底填充表面，且盡量使鉆桿保持一定的傾斜度。

（2）鉆孔。鉆孔深度1.5 m，以擊穿防水板為標(biāo)準(zhǔn)，孔內(nèi)直徑70 mm；中心水溝到側(cè)溝重做盲管，鉆孔深度3.5 m，孔內(nèi)直徑100 mm。

（3）清孔。鉆孔完畢后，對(duì)孔內(nèi)雜物進(jìn)行清理，確?？變?nèi)排水流暢，并安裝80 mm的防結(jié)晶盲管，中心水溝安裝80 mm的防結(jié)晶盲管。

現(xiàn)場(chǎng)側(cè)溝鉆孔施工如圖11所示。

鉆孔引排施工工藝流程如圖12所示。

4.3.3注意事項(xiàng)

側(cè)溝鉆孔過(guò)程中，受狹小空間限制，鉆孔垂直度容易不滿足設(shè)計(jì)要求。因此，根據(jù)側(cè)溝的距離制定相應(yīng)的設(shè)備，確保垂直度滿足設(shè)計(jì)要求。

4.4排水系統(tǒng)疏通

4.4.1設(shè)計(jì)方案

為掌握滲漏水區(qū)段排水系統(tǒng)工作狀態(tài)，防止因排水盲管、出水口堵塞造成排水不暢，使襯砌背后水壓增大造成滲漏水，需要及時(shí)對(duì)滲漏水區(qū)段排水系統(tǒng)進(jìn)行全面排查，發(fā)現(xiàn)結(jié)晶、堵塞和淤堵情況需及時(shí)疏通。排水系統(tǒng)疏通施工如圖13所示。

4.4.2施工工藝

（1）清理管口。采用超高壓水射流設(shè)備對(duì)管口進(jìn)行沖刷清洗，如遇管口變形等復(fù)雜情況，則進(jìn)行蛇形機(jī)器人清洗作業(yè)。

（2）對(duì)整條盲管進(jìn)行勘查，并研判實(shí)際情況；根據(jù)研判結(jié)果，使用管道多功能破碎機(jī)及其他管道疏通設(shè)備，進(jìn)行管道內(nèi)堵塞物清除作業(yè)。

（3）清除作業(yè)完成后，進(jìn)行二次超高壓水射流設(shè)備清洗作業(yè)。

（4）疏通后，進(jìn)行作業(yè)質(zhì)量情況勘查并記錄。

排水系統(tǒng)疏通施工工藝如圖14所示。

4.4.3注意事項(xiàng)

（1）施工前應(yīng)查明堵塞情況，確定是結(jié)晶堵塞還是混凝土堵塞。

（2）及時(shí)清理淤泥結(jié)晶等雜物。

5整治效果

通過(guò)對(duì)拱部裂縫和邊墻滲漏水的整治，以及對(duì)側(cè)溝鉆孔引排和排水系統(tǒng)疏通，隧道滲漏水病害得到有效的治理。通過(guò)一段時(shí)間的跟蹤觀測(cè)，該處隧道拱頂及邊墻無(wú)滲漏水情況發(fā)生。

6結(jié)語(yǔ)

針對(duì)某隧道出現(xiàn)的滲漏水問(wèn)題，本文提出了四種解決方案，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，取得了良好的效果。

（1）邊墻水量較大的集中出水點(diǎn)采取刻槽引排方案可以將地下水有效地引至洞內(nèi)水溝，不但起到了排水的作用，還降低了襯砌水壓。此外，襯砌刻槽過(guò)程中，采用機(jī)械化雙碟鋸對(duì)襯砌混凝土進(jìn)行開(kāi)槽施工，可以保證人身安全，大幅度提高開(kāi)槽效率。

（2）采取注膠封堵的方案對(duì)拱頂裂縫進(jìn)行整治，不但避免了拱頂刻槽引發(fā)掉塊的風(fēng)險(xiǎn)，而且還起到了封堵的作用。

（3）對(duì)于中心水溝盲管結(jié)晶堵塞問(wèn)題，采用可視化疏通技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)探測(cè)、自行疏通作業(yè)以及整治效果評(píng)價(jià)等功能，為后期排水系統(tǒng)疏通提供了新的思路。

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