高速铁路隧道渗水原因分析及处理

高速铁路隧道渗水原因分析及处理

中铁六局集团有限公司交通工程分公司北京100070

摘要:高速铁路的快速发展,促进隧道工程的数量的增多。而由于隧道工程自身的特点,很多隧道在运营一段时间后,在隧道检查中发现隧道结构出现了各式各样的病害,其中隧道渗漏水是最常见的一种病害。隧道渗漏水会严重威胁到铁路运营的安全。铁路运营部门必须做好隧道的维修养护工作,才能保证隧道结构的耐久性及行车的安全。本文就高速铁路隧道渗水原因分析及处理展开探讨。

关键词:铁路隧道;渗漏水病害;措施

引言

隧道施工中的渗水问题是一个常见的问题,最关键是要分析渗水的成因,根据其成因来采用科学的处理措施来控制隧道渗水,提高隧道工程的施工质量。

1高速隧道渗漏水治理原则

铁路隧道工程渗漏水治理的原则主要是查找到渗水点为第一步,以疏导排放为主,以堵漏材料封堵为辅,防、排、堵、截相结合,因地制宜,采取综合治理。

2高速铁路隧道施工特点

(1)施工环境恶劣。多数铁路隧道施工都是在山区进行的,有的在比较偏远的地区,环境比较艰苦,气候、地质、水文条件等都会影响到施工过程。在铁路隧道施工中,还有许多规格较大的机械设备被应用其中。在挖隧道时,如果山体过大就需要用炸药爆破来做辅助挖掘,加大了施工难度,并且使施工技术更复杂。施工中经常会遇到危险,施工队要尽自己最大的努力来保证施工人员的人身安全,降低施工过程中出现山体坍塌、地下水泄露、瓦斯爆炸等施工事故的可能,降低恶劣环境对施工人员的造成的生命威胁。(2)施工过程十分复杂。铁路隧道施工对施工流程有明确规定,与生产大型机械一样,每一个流程必须都要将其完美的衔接在一起,这样从能从根本上避免出现施工过程中的危险概率。要注意在狭窄的空间内应如何大规模进料、运输废渣,还要严格的规划施工过程,避免机器在狭小的空间内运转不开,造成一系列事故发生。为了保证工程施工质量,就要全面考察施工地点,对工程的质量进行不断监测,并详细的规划该工程。

3高速隧道渗漏水的原因

3.1工程结构及施工因素

隧道结构虽然在设计和施工中进行了防水设计以及防水层的施工,但是由于施工中的各种原因,导致隧道防水达不到要求,或者达到了要求但是在地质及水文原因的影响下,隧道防水失效。在隧道的施工中,防水的薄弱地点就是隧道各种接缝,由于隧道施工是纵向分段进行的,所以在纵向留有施工缝以及按照结构要求所留的变形缝。这些缝的防水处理起来难度极大,很容易成为运营后的渗漏水部位,在铁路隧道后期运营的养护中也证实了这一点。再就是混凝土衬砌结构的自防水,由于现场的各种原因导致混凝土灌注密实性达不到规范要求,这样在混凝土密实性不足的部位也容易发生结构的渗水,尤其是在拱部,由于混凝土衬砌施工是从下往上在拱顶合拢,而拱顶处了混凝土灌注和振捣都十分困难。隧道支护结构与围岩之间没有完全密贴,在隧道的衬砌背后存在空洞,形成积水的溶腔。这样在溶腔中积水后,长期浸泡隧道的衬砌结构,也会导致隧道衬砌结构的渗漏。隧道的排水系统出现损坏,导致隧道衬砌背后的水不能及时排走,积在隧道衬砌的背后,形成一定的水压力,达到一定程度之后也会导致隧道的渗漏。

3.2铁路施工中隧道防水技术的欠缺

要充分考虑铁路隧道施工过程中的地质水文以及其他周边环境的影响,其中防水渗漏是最关键的技术,决定整个隧道施工质量。但是,许多隧道投入使用后均出现了渗水现象,给铁路的正常运行带来不利影响。产生问题的原因就是隧道施工所用的防水材料质量差,施工中没有遵循施工标准进行,再加上不规范的防水施工技术,由此就导致顶面的平整度无法达到要求,出现防水板破裂等。隧道内的排水系统不合理,排水量较小,积水大量堆积,可以浸透到墙体,导致渗水现象发生。长时间使用的铁路隧道,会加重铁路隧道的渗水问题,影响铁路正常运行,更严重的还将威胁到铁路乘客的人身安全。

4高速铁路隧道渗水的处理措施

4.1完善隧道砌衬工作,加速隧道衬砌的施工要点

首先,要防止隧道衬砌被与之接壤的山体内的物质腐蚀,在施工前要对山体土壤的酸碱度以及各物质含量进行详细的检测,防止发生腐蚀隧道衬砌现象。其次,为了防止冬天的气温过低,冻裂砌衬,隧道砌衬的稳固性降低,就要求施工前充分了解施工地的气候条件。要选择合适的砌衬材料用于施工中,如果发现材料质量问题,应立即停止施工,及时更换砌衬材料,以防发生意外事故,还应按照相关施工规定严格的进行施工。为了快速实现隧道衬砌施工,应以标段内隧道衬砌首件制施工经验为依据,并以仰拱填充及矮边墙的超前施工作为基础,控制模板台车的快速就位调试、拱墙泵送砼快速灌注的过程是关键,处理好衬砌施工中各工序间的循环、平行或交叉施工关系为辅,高素质的劳动力和良好的机械设备是基本保障,最终实现隧道衬砌快速施工的目的。

4.2提高混凝土施工质量

混凝土的施工质量将会直接影响到隧道工程质量,为了控制混凝土一些细微环节、局部地区的裂缝问题,所造成的渗水问题,则可以选择防水混凝土,从而确保其抗渗透能力,一般来说抗渗等级可以把握在P10~P12范围,而且要做好振捣、搅拌等工作,牢固把握混凝土材料质地,利用混凝土自身较高的密度来防水、排水。对于钻爆施工的隧道,可能会由于爆破震动而出现局部裂痕,大面积混凝土浇筑也容易出现裂痕,要严格控制衬砌施工和开挖施工的安全步距。对发现裂缝的隧道主体结构在施工结束后,则要对裂缝实施防水、添堵处理,具体还可以借助化学灌浆技术,所灌注材料则要具有较好的固结收缩效果、抗拉抗压强度等,而且能够经久耐用。

4.3排水措施

对于隧道渗水这个问题,我们是以排为主作为治理宗旨。所以,在隧道开挖施工过程中,要注意隧道各处的渗水情况,一旦发现有渗水现象,就应该立即寻找去水源,如果是地下水,那么应该找到。主要出水点,才能有效地进行封堵工作,如果是地表水出现下渗的情况,就应该及时地引流排水,如地表水水压过大,就应该将它排放到永久排水系统中去。隧道施工开挖后,如果有出现边墙、拱部等渗漏水的情况,应该先将透水的软管或者塑料盲沟之类的排水管,安装在岩体边上出水点的附近,并将其用钢钉固定牢固,然后再加工喷射混凝土。这些软管或者盲管等排水管在初期支护的混凝土当中,然后将这些排水管道引入拱脚,这时如有需要也可以开挖临时的排水沟,以便将水引到隧道外,等到安装完成永久的排水系统之后,再将渗出来的水流引入安装好的永久排水水沟以内。如果是隧道底部出现涌水现象,可以在仰拱开挖成型之后,在仰拱的下部再开挖横向、纵向盲沟,盲沟内铺上碎石,并且用土工布将其包裹,修建盲沟时,应注意最后盲沟的排水流向。

4.4提高防渗水技术

要从多个方面提高防渗水技术,要根据隧道的特点去加固那些比较容易出现渗水的部分,相应的改善防渗水技术水平,有利于排出积水。除了这些以外,施工中应铺设符合规定的基层,确保施工质量,尤其是在铺设防水板时,要求防水板必须是平整的,否则将会铺完防水布后容易出现渗水现象,防水板焊缝如果质量不好必然将导致渗水。在隧道初支过程中的富水地段,环向放水管和隧底排水管的数量要合理增加,已满足实际排水的需求,必要时要埋设竖向减压孔,减轻山体水压力对隧底的影响。除此之外,施工材料的质量也是一个主要因素,要防止因材料质量问题而使施工质量降低。

结语

隧道工程处于相对复杂的环境中,施工流程也相对复杂,由于受到各种复杂因素的影响,很容易在施工中出现渗水问题,要深入分析渗水问题的成因,并采取有效措施来控制渗水问题,从而确保隧道工程施工质量。

参考文献:

[1]杨波.高速公路隧道渗水原因分析及处理方法[J].城市建设理论研究:电子版,2015.

[2]高峰达.高速公路隧道渗水原因分析及处理方法[J].城市建设理论研究:电子版,2016.

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