隧道“三防”(防渗漏-防裂纹-防冻涨)工程技术的研究

隧道“三防”(防渗漏\防裂纹\防冻涨)工程技术的研究

【摘要】隧道发生渗水、漏水、二衬裂纹、仰拱冻涨的现象是隧道工程的常见病、多发病。这些常见病、多发病在工程交工运营后会危及行车的安全，维修十分困难，很难彻底修复，给工务段增加大量的维修工作量，稍有疏忽还会造成行车事故。经研究发现，这些病害是工程施工过程中留下的隐患，必须在施工环节加强防渗漏、防裂纹、防冻胀的技术措施，提高隧道的工程质量，这样才能确保隧道寿命期内铁路运营安全，降低运营成本。

【关键词】隧道病害控制技术

岫庄线工程概况：

新建铁路岫岩至庄河线工程，位于辽宁省庄河市、岫岩县境内，本工程为Ⅱ级单线国铁，线下国铁Ⅰ级。正线长度69.497公里，全线有特大桥2座、大桥13座、中小桥67座；涵洞110座；隧道6988延米/7座；车站:中间站3个；最小曲线半径：一般地段1200m，困难地段800m；限制坡度：6‰；牵引种类：内燃，预留电化条件；机车类型：DF4系列；牵引质量：3000t；到发线有效长度：650m，预留850m；闭塞方式：半自动闭塞。

总工期30个月，2008年4月1日开工，预计2010年9月30日竣工。总投资8.5亿元。

【正文】

隧道发生渗水、漏水、二衬裂纹、仰拱冻涨的现象是隧道工程的常见病、多发病。相当多的隧道在建成后不久便出现渗水、漏水；隧道二衬发生裂纹；仰拱在冬季发生冻胀，在春融季节产生翻浆冒泥的线路病害。隧道工程的这些常见病、多发病在工程交工运营后会危及行车的安全，维修十分困难，很难彻底修复，为了确保行车安全，工务段就要年年冬季刨冰、整修线路，增加大量的维修工作量，稍有疏忽还会造成行车事故。而隧道的渗漏、裂纹、冻胀病害是工程施工过程中留下的隐患，必须在施工环节加强防渗漏、防裂纹、防冻胀（以后简称三防）的技术措施，彻底消灭隧道渗漏、裂纹、冻胀（以后叫三害）三害，提高隧道的工程质量，确保隧道寿命期内铁路运营安全，降低运营成本。我有幸参加了新建岫庄铁路的建设管理工作，使我有机会将我在工务段负责维修技术工作中遇到的隧道三害问题在建设工作中给予有针对性的控制。下面我就系统的介绍隧道三防工程的技术方案。

防渗漏

（一）、隧道渗、漏水产生的原因

隧道渗水、漏水是非常常见的病害。不渗漏的铁路隧道一是在干旱地区，隧道上边没有水；二是施工质量非常好的隧道在开通后的几年里不渗漏。大部分运营线上富水地区的隧道都有不同程度的渗漏现象。隧道渗水、漏水的原因是如何发生的呢？首先看看隧道工程是如何防水的,以岫庄线的隧道工程为例。

岫庄隧道的防排水系统首先是隧道的二衬使用防水混凝土，抗渗等级为P8，但是防水混凝土如果长期浸在水里也要发生渗漏，特别是在隧道工程中施工条件差，P8混凝土不可能做到均匀无裂缝。所以只能说用P8混凝土比用普通混凝土防水性能更好一些，并不能独立完成防水任务。防水任务主要是靠初期支护与二衬之间设置防水隔层EV A塑料防水板来完成。防水工程的重要组成部分还有排水系统。衬砌背后的积水通过环向（10m一环）和纵向（隧道两侧边墙纵向贯通）盲管汇集后，通过导水管（10m一根）引入侧沟，再由侧沟排出洞外。

从隧道的防排水系统结构分析渗水、漏水的原因主要有两个：

1、防水板破裂使水进入二衬背后，长期浸泡二衬混凝土，造成渗水。如果进入二衬背后的水越积越多会形成压力水，沿二衬与防水板的空隙流动，在二衬薄弱环节流出，形成漏水，水压高时甚至喷出水流。

2、排水系统不畅通，造成防水板与围岩（初期支护）之间的水越积越多形成压力水，压力水沿隧道墙脚底部防水板下边沿进入二衬背后，再由二衬薄弱环节渗漏。

（二）、防水板破裂的原因分析

渗漏水的主要原因是防水板破裂失去隔水功能造成的。而在施工过程中造成防水板破裂的原因多种多样。根据我在建设管理实践中的经验总结，防水板破裂主要是在两个环节发生。

1、排水板在铺设、焊接过程中造成破裂

主要是焊接不良；防水板被锚杆等硬物扎破；支立模版过程中防水板损伤；

2、灌注二衬混凝土过程中混凝土压强挤破防水板

灌注二衬混凝土过程中损坏防水板主要有两种原因，一是振捣过程中碰坏防水板；二是围岩不平整凸凹太大，混凝土灌注压力挤破防水板。

第一种情况比较直观比较好理解。第二种情况比较隐蔽，如果发生应该多数在墙脚至拱脚范围内，因为这一段围岩平整度最差，混凝土的压力也最大。特别是在温度较低，混凝土初凝时间较长时，混凝土的侧压力很容易挤破处于凸

凹点处的防水板。拱部的防水板处境相对好一些，一是拱部围岩平整度比边墙要好一些，二是混凝土的压力也要小的多，相比之下拱部防水板被挤破的可能性很小。

（三）、防止隧道渗漏的工程措施

以上分析了隧道产生渗漏的原因，我们就要针对性的采取工程措施防止渗漏的发生。

严格控制围岩平整度，防止混凝土灌注过程中挤破防水板

在工程管理实践中我认为防止隧道渗漏水的最主要工作要放在控制围岩的平整度上，特别是控制隧道边墙的平整度。在钻爆法施工过程中，拱部的周边眼在钻眼过程中钻机没有障碍，炮眼一般都能打直，爆破后光面效果较好，一般都能达到验标要求。然而边墙的周边眼由于受围岩限制，钻机安装有障碍要斜一点，特别是左侧边墙的周边眼如果是右撇子的人来钻,斜度更大，这就造成隧道边墙爆破后光爆效果不如拱部。

影响围岩平整度的原因除了钻爆水平以外还和围岩的材质、地质构造等自然地质情况有关。有的围岩整体性好，软硬适度，光爆效果就好。有的围岩太脆、太软、破碎、层理、节理发育等都有密切关系，很复杂。施工过程中要根据地质、岩性变化情况随时调整钻眼（特别是周边眼）数量、间距、深度，调整装药部位、数量，以追求最佳光爆效果为目标。

为了确保围岩的平整度，给防水板提供好的环境，除了在钻爆环节下功夫以外，钻爆完成后更要重视后续的喷锚工艺，凡是达不到平整度指标的围岩都要在喷锚工序给予解决。欠挖的部分要继续开挖到位，超挖的部分要喷平达标。围岩平整度达标就为防水板不破裂奠定了基础。

2、加强排水系统的工程措施

在工程实践中如果把隧道的排水做好了，保证排水畅通，来多少水走多少水，即便防水板破裂了也不一定就漏，而顶多是渗。这是因为排水畅通就不形成压力水，再加上二衬混凝土是防渗混凝土有一定的自防水能力，少量的非压力水短时间内是能够防渗漏的。

3、加强隧道薄弱环节防渗漏

隧道内薄弱环节是施工缝、变形缝、沉降缝这些地方最容易渗漏水。在施工缝、变形缝处要设止水带；在变形缝处还要设遇水膨胀胶条，加强防水效果；变形缝处的止水带要将仰拱也包起来，形成全环闭合的止水带，防止压力水在底部侵入仰拱。变形缝每隔40m设一道，围岩等级变化处要设沉降缝，防止围岩不一样的区段产生不均匀的沉降。沉降缝一定要落在基岩上，而且仰拱、仰拱回填、边墙、二衬的沉降缝要在一条线上。为了确保沉降缝在一条这些地方上。二衬前