矿山法地铁隧道渗漏水注浆治理技术研究

矿山法地铁隧道渗漏水注浆治理技术研究

谢金挺

上海隧道工程有限公司浙江分公司，浙江省杭州市，310000

摘要：近些年来，我国交通事业发展突飞猛进，无论是公路、桥梁、轨道等方面都取得了十分优异的成绩。其中，铁路是以实现相邻城市的快速连接为目的区域铁路，其建设环境同传统的中国铁路干线及城市轨道交通均有较大差异。一方面，由于其主要位于大型城市周边，为统筹城市发展、节约土地资源及减少对周边环境的影响，大量采用全地下形式敷设，区间采用全隧道，车站采用地下车站，导致其无法形成地下水自然排泄通道，若采用传统铁路隧道目前遵循的“以排为主”的理念，势必导致运营期抽排水成本巨大，同时也对地下水资源及生态环境造成严重影响;另一方面，穿越城市周边的铁路隧道埋深及地下水水位均显著高于位于城区的城市轨道交通隧道，因而城市轨道交通隧道采取的“以防为主”的隧道防排水理念不能完全适用于铁路隧道。因此，如何在“以排为主”和“以防为主”之间寻求平衡，实现隧道工程结构安全、经济合理，成为了铁路建设中亟待解决的问题。

关键词：矿山法地铁隧道；渗漏水；注浆治理技术

引言

渗漏水是国内外隧道工程领域最常见的病害之一，往往导致交通安全问题和其他病害，因而隧道防水的综合治理越来越受到重视。我国大量运营隧道和新建隧道存在漏水问题，情况各不相同，渗漏水原因不同，导致治理过程复杂。通常在堵住泄漏后，会出现新的泄漏点。因此，隧道渗漏治理须与封堵排水相结合，才能达到最佳的治理效果。

1矿山法地铁隧道渗漏水成因

矿山法地铁隧道施工期间造成渗漏水的主要原因有：（1）管片拼装质量差，接缝处密封止水垫未压紧；（2）管片在运输和拼装过程中造成损坏，缺边掉角；（3）螺栓孔处施工不佳，未垫螺栓孔密封圈；（4）二次注浆后孔内未填实；（5）盾构机姿态不佳，盾尾间隙局部过小，管片拼装质量差；（6）千斤顶推力过大或管片受力不均，造成管片损坏；（7）同步注浆量不足，注浆材料性能不佳，管片壁后间隙充填不密实。

运营期间的主要原因有：（1）隧道运营循环荷载、同步注浆量不足等原因导致隧道产生不均匀沉降，错台扩大，接缝张开，密封止水条压紧效果削弱；（2）密封止水条在运营期间会产生老化、蠕变及应力松弛等现象，止水能力下降；（3）地下环境的长期腐蚀使密封防水部件失效。

2矿山法地铁隧道渗漏水注浆治理技术

2.1“限量排放”与“全封防水”水压分界值的确定

为尽量减少运营期排水对地表水环境的影响及降低运营期排水的费用，隧道应尽量多采用“全封防水”型衬砌，减少排水段落。因此，在保证结构安全和防水性能可靠的前提下，“限量排放”与“全封防水”的水压分界值应尽可能取大值。矿山法隧道衬砌结构本身的抗水压能力取决于其断面形状、结构厚度和配筋，通过理论计算和实践经验证明，对于单线隧道，衬砌厚度为40～50cm时，通过调整结构配筋，基本可适应0.5MPa的外水压力，若对断面进行适当优化，其承受外水压力的能力将进一步提高，且对工程造价影响较小。目前，“全封防水”型衬砌在隧道净水头不超过50m的工程中已经得到广泛应用并取得了较好的效果，大量的工程实践也证明在水头超过60m的情况下若不采取其他辅助措施，复合式衬砌结构本身将难以达到全封防水的目的。因此，目前业内比较认可的“全封防水”型衬砌的合理最大水头高度为50～60m。而德国相关规定则将60m作为防水型复合式衬砌适用的最大水头高度。综上所述，考虑到现有材料性能和施工工艺水平，并参考既有工程经验，工程采用的“限量排放”与“全封防水”型衬砌的水压分界值确定为60m，即水头高度大于60m地段采用“限量排放”型衬砌;水头高度小于60m的地段采用“全封防水”型衬砌。

2.2“全封防水”型衬砌结构设计

根据“全封防水”型衬砌所承受的最大水头高度，对衬砌结构进行设计，考虑的荷载包括围岩压力、结构自重、衬砌外缘水压力。经计算分析可知，在考虑深埋高水压荷载的情况下，各级围岩下对结构设计参数起控制作用的荷载均为水压荷载，因此，浅埋工况不作为设计的控制工况，而依托工程深埋越岭段稳定地下水位埋深均大于10m，为尽量减少运营期排水的环境影响及工程造价，取埋深70m作为“全封防水”型衬砌的最大适用埋深，其抗水压能力按0.6MPa设计。

2.3点漏处理

点漏是由于衬砌结构缺陷或穿墙孔造成直接出水通道，常表现为出水量大、水压高的特征。在出水点周围钻注浆孔，注浆孔要一求与出水点的出水通道贯通，数量3~5个为宜，埋设注浆管，自下至上进行注浆，当浆液由其它出水点冒出后，再从下一注浆管注浆，依次完成。出水点堵水完成后，拆除注浆管，并用环氧修补胶封孔。

2.4线漏处理

线状渗漏水主要发生在施工缝、变形缝、结构裂缝以及结构交接、交叉等位置。主要因细部防水构造施工不到位、振捣不密实、混凝土收缩徐变影响等造成。首先顺裂缝走向剔槽，去除松散混凝土，并寻找出水点位置;在出水点位置骑缝钻注浆孔，要求注浆孔必须有水渗出;埋设注浆管，采用聚合物砂浆封缝，待其强度达到15MPa后，在封缝表面刮涂一层环氧修补胶，24h后可进行注浆施工;注浆自缝的一端开始，依次进行;注浆完成后拆除注浆管，并用环氧修补胶封孔。

2.5面漏(混凝土表面散渗)处理

混凝土结构存在成片不密实的蜂窝、空洞等，因而会出现成片的散渗漏现象，其主要发生在侧墙中下部、拱部、穿墙管等位置，主要成因是施工振捣不到位、混凝土离析、荷载(温度)及地下水在结构薄弱处的反复作用造成。首先将面漏区域内混凝土进行挖除，寻找出水点或出水裂隙，在出水点的位置进行钻孔，使出水通道扩大，起到集水作用，并在此点位埋设注浆管(排气管);然后采用聚合物砂浆将空洞、凹窝分层刮抹坚实，直到衬砌原结构尺寸;注浆管埋设要求精心处理，确保注浆管牢靠并且不漏水;待聚合物砂浆强度达到15MPa后，再在修补位外表面均匀刮涂一层环氧修补胶，24h后可进行注浆工序。注浆从一端开始，自下至上依次进行。注浆完成后，拆除注浆管，并用环氧修补胶封孔。

结语

渗漏水是隧道的常见病害，处理不及时或者处理不当不但会影响隧道的正常通行，而且还将导致衬砌钢筋锈蚀，隧道裂缝扩大，甚至引起隧道局部坍塌等严重事故。根据渗水量的大小和渗水的位置不同采用渗漏水分类处治方法。本文采用的裂缝渗漏水分类处治方法对同类隧道的病害处治有较高的借鉴价值。

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