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隧道渗漏水预防技术

隧道水害要进行综合整治,要在设计、施工、运营三阶段配合治理。首先,设计人员要重视建筑和结构上的防排水要求,充分了解工程地质和水文地质,摸清围岩地下水源、水量、流向、水质等情况,及时采用新技术、新材料和新的防水施工措施;其次,施工阶段能够保证施工质量,治理好水害,就会减轻运营中养护维修的任务,否则会留下隐患,加重运营阶段的水害。

我国现行《地下工程防水技术规范》(GBSOIOS—2001)对地下工程的防水提出了总的治理原则,即“防、排、截、堵相结合,因地制宜,综合治理”,即采用多种防水办法相结合来防水,使之既能自成体系,又能相互配合,形成一个完整的隧道治水体系。


铁路隧道防排水技术规范要求

1.防水一般规定


(1)隧道防水应充分利用混凝土自防水能力,其抗渗等级不得低于P6,并根据需要可采用防水混凝土或设防水层及其他防水措施。

(2)隧道地表沟谷和坑洼的积水、渗水对隧道有影响时,宜采用疏导、勾补、铺砌和填平等措施,废弃的坑洞、钻孔等应填实封闭,防止地表水下渗。

(3)隧道附近水库、池沼、溪流、井泉的水,当有可能渗入隧道、影响农田灌溉及生活用水时,应采取措施处理。

(4)围岩破碎、渗水、易坍塌地段宜采用注浆防水;在注浆地段,应采取防止堵塞排水设施的措施。

(5)在初期支护与二次衬砌之间宜设置防水板或设系统盲管(沟)。

(6)施工缝、变形缝应采用可靠的堵、排、防水措施。

(7)侵蚀性地下水应针对其侵蚀类型,采用抗侵蚀性混凝土,压注抗侵蚀浆液或敷设防水、防蚀层。

(8)隧道电气化区段接触网支架、照明灯具支架等孔眼,应作防水处理。

(9)隧道衬砌结构中的埋设件宜预埋。

2.防水混凝土

(1)隧道工程防水混凝土的抗渗等级不得小于P8。

(2)隧道工程防水混凝土结构应符合下列规定:

①衬砌厚度不应小于30cm;

②迎水面主筋保护层厚度不应小于5cm;

③表面裂缝宽度不得大于0.2cm,并不得贯通。

(3)隧道工程防水混凝土的水泥用量不得少于320kg/m3;当掺用活性粉细料时,不得少于280kg/m3。

(4)隧道工程防水混凝土除应符合上述规定外,尚应符合《铁路混凝土与砌体工程施工及验收规范》(TB210—2005)的有关规定。

3.注浆防水

(1)在选择注浆防水方案时,应根据工程地质和水文地质条件按下列规定进行:

①在工程开挖前,预计涌水量大的软弱地层地段%宜采用超前预注浆;

②开挖后有大面积渗漏水或大股涌水时,宜采用支护前围岩注浆;

③衬砌(支护)后渗漏水严重的地段或充填衬砌背后的空隙地段,宜采用回填注浆;

④衬砌后或回填注浆后仍有渗漏水时,宜采用衬砌内注浆或衬砌后围岩注浆。

(2)注浆应符合下列规定:

①超前预注浆后的漏水量应小于设计允许值,浆液固结体达到设计强度后,方可开挖;

②回填注浆应在衬砌混凝土达到设计强度的70%后进行;

③衬砌后围岩注浆应在回填注浆浆液固结体达到70%强度后进行。

(3)在注浆施工期间及工程结束后,应对水源取样检查。当有污染时,应及时采取相应措施。

(4)注浆材料宜符合下列要求:

①具有良好的可灌性;

②凝胶时间可根据需要调节;

③固化时收缩小,与岩石、混凝土、土壤等有一定的粘结力;

④固结后有一定的抗压、抗拉强度和抗渗性、耐久性;

⑤稳定性好;

⑥当地下水有侵蚀性时应具有相应的耐侵蚀性;

⑦无毒或低毒,对环境污染小;

⑧注浆工艺简单,操作方便、安全。

(5)注浆材料的选择可根据隧道围岩工程地质和水文地质情况、注浆目的、注浆工艺和设备等因素,并结合经济性,按以下原则综合考虑:

①超前预注浆和支护前围岩注浆,宜用水泥浆液、水泥一水玻璃浆液,必要时可用化学浆液;

②衬砌背后围岩注浆,可用水泥砂浆、水泥浆液、化学浆液;

③回填注浆宜选用水泥浆液、水泥砂浆或掺有石灰、粘土、粉煤灰的水泥浆液;

④衬砌内注浆宜选用水泥浆液、特种水泥浆和超细水泥浆、化学浆液。

(6)水泥类浆液宜选用强度不低于42.5级的普通硅酸盐水泥,其他浆液材料应符合有关规定。浆液的配合比,必须经现场试验后确定。

(7)超前预注浆钻孔的布置,应根据岩层裂隙状态、地下水情况、设备能力,浆液有效扩散距离、钻孔偏斜率和对注浆效果的要求等综合分析后,确定注浆孔数、布孔方式及钻孔角度。

(8)超前预注浆段的长度,应根据水文地质条件确定;掘进时必须保留止水岩盘的厚度,该厚度宜为毛洞高度(直径)的0.5~1倍。

(9)衬砌前围岩注浆的布孔,应符合下列规定:

①应在水量较大处布孔;

②大面积渗漏,布孔宜密,钻孔宜浅;

③裂隙渗漏,布孔宜疏,钻孔宜深;

④大股涌水,布孔应在水流上游,且从涌水点四周由远到近布设。

(10)回填注浆的孔径不宜小于40mm,间距宜为2~5m,可按梅花形排列。压浆检查孔宜深入岩壁20~30cm。

(11)衬砌背后围岩注浆钻孔深入围岩不应小于1m,孔径不宜小于40mm,孔距可根据渗漏水的情况确定。

(12)衬砌内注浆钻孔应根据衬砌渗漏水情况布置,孔深不应大于衬砌厚度的2/3,并不得小于15cm。

(13)岩石地层或衬砌内注浆前应将钻孔冲洗干净,并进行压水试验。压水试验宜在吸水量稳定后结束。

(14)回填注浆时,对岩石破碎、渗漏水量较大的地段,宜在衬砌与围岩间采用定量重复注浆法分段形成隔水墙。

(15)回填注浆和衬砌背后围岩注浆的施工顺序应符合下列要求:

①沿工程轴线由低到高,由下往上,从少水处到多水处;

②在多水地段,先两头,后中间;

③对竖井由上往下分段注浆,在本段内从下往上注浆。

(16)注浆过程中当发生围岩和衬砌变形、堵塞排水系统、串浆、危及地面建筑物等异常情况时,可采取下列措施:

①降低注浆压力或采用间隙注浆,直到停止注浆;

②改变注浆材料或缩短浆液凝胶时间;

③调整注浆实施方案。

(17)岩石地层超前预注浆的压力应比静水压力大0.5~1.5MPa,回填注浆压力应小于0.5MPa。

(18)单孔注浆结束的条件,应符合下列规定:

①超前预注浆各孔段均达到设计终压并稳定10min,且进浆速度为开始进浆速度的1/4;

②衬砌(支护)背后围岩注浆及回填注浆达到设计终压;

③其他各类注浆应满足设计要求。

(19)注浆结束,待浆液凝固后,必须在分析资料的基础上,采取钻孔取芯法对注浆效果进行检查,必要时进行压(抽)水试验。当检查孔的吸水量大于1.0L/(min·m)时,必须进行补充注浆。注浆钻孔及检查孔应封填密实。

(20)衬砌背后采用压注水泥砂浆防水时,应按下列要求进行:

①需要压浆地段,衬砌背后宜用干砌片石回填密实,并每隔20m左右用1m厚浆砌片石或混凝土灌注阻浆隔墙,分段进行压浆;

②压浆孔的排列宜为梅花形,孔距不宜大于2m;

③压浆顺序应从少水处向多水处逐孔压注,直到出水口;

④必要时可进行检查压浆,检查压浆可在第一次压浆后5~7d进行;

⑤第一次压浆压力宜为0.3~0.5MPa,检查压浆可适当加大压力,但不宜大于1.2MPa。

(21)衬砌内压注超细水泥或化学浆液时,应符合下列规定:

①拱部的水应以堵为主,起拱线附近和墙部的水可集中引至侧沟排出;

②压浆孔的间距可采用1~2m;孔深宜为衬砌厚度的2/3,但不得小于15cm,并不得穿透衬砌以防跑浆;

③拱部若有缝隙成股漏水,应先封堵,再进行压浆;

④压浆压力应为1.2~2.0MPa。

(22)隧道经压浆防水后,拱部仍有轻微的渗水或成片潮湿不能满足电化要求时,可采用喷涂防水层整治。其施工应符合下列要求:

①敷设防水层前,衬砌表面应清除污垢,并按采用的浆液特性进行处理;

②化学浆液喷涂防水层可采用氯丁乳胶、防水硅化砂浆、环氧树脂、阳离子乳化沥青等,不适于在潮湿环境下施工、喷涂困难和有较大毒性的涂料不宜选用;

③防水层需多层涂抹时,每层应粘结紧密,厚度均匀,并注意各层涂抹时间的合理间歇;

④当衬砌已呈现开裂且有扩大可能时,防水层间宜加玻璃纤维布1~2层;

⑤采用硅化砂浆时,应反复压抹密实,其表面应用1~2cm厚的1:1水泥砂浆作保护层。


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