重載鐵路隧道滲漏水治理及二次襯砌技術(shù)研究

黃 晶

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重載鐵路隧道滲漏水治理及二次襯砌技術(shù)研究

黃 晶

（大秦鐵路股份有限公司秦皇島西工務(wù)段，河北 秦皇島 066000）

隨著現(xiàn)代化社會(huì)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，我國(guó)鐵路的面積也在日益擴(kuò)大。在重載鐵路隧道使用期間，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，不僅影響了隧道的正常使用，而且還縮短了鐵路隧道的使用壽命。針對(duì)這一現(xiàn)象，在隧道施工過程中應(yīng)加強(qiáng)防水處理，對(duì)造成隧道滲漏水的各種因素進(jìn)行深入的分析與研究，采取科學(xué)合理的防范措施。主要圍繞重載鐵路隧道滲漏水治理及二次襯砌技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

鐵路隧道；滲漏水治理；二次襯砌技術(shù)；防水處理

重載鐵路隧道滲漏水不僅會(huì)影響隧道內(nèi)種類設(shè)施設(shè)備的基本功能，而且還會(huì)影響混凝土襯砌的耐久性，從而影響隧道的正常使用，為重載鐵路隧道埋下巨大的安全隱患。因此，在隧道防排水施工過程中應(yīng)嚴(yán)格地按照“防、截、排、堵相結(jié)合”的原則，最大限度地保障隧道的安全性和使用壽命。在施工之前對(duì)施工地區(qū)的地表、地下水進(jìn)行詳細(xì)的勘測(cè)，并進(jìn)行妥善的處理，保障襯砌結(jié)構(gòu)表面無(wú)濕漬、無(wú)滲水現(xiàn)象。

1 二次襯砌技術(shù)概述

支護(hù)結(jié)構(gòu)是保障重載鐵路隧道工程安全性的核心因素之一。二次襯砌技術(shù)的施工時(shí)間是在圍巖初期支護(hù)變形穩(wěn)固之后。初期支護(hù)的主要目的是通過調(diào)整巖體的應(yīng)力情況，對(duì)圍巖進(jìn)行加固處理，從而提高圍巖的可靠性。采用二次襯砌技術(shù)施工需要注意以下幾個(gè)方面：①做好二次襯砌施工前的準(zhǔn)備工作，完善初期支護(hù)階段的處理工作，施工內(nèi)容包括防水處理工作、拆除臨時(shí)支護(hù)工作以及修堵漏水工作等。②做好二次襯砌施工，施工內(nèi)容主要包括澆筑混凝土、制作以及安裝支撐結(jié)構(gòu)、模板以及鋼筋等。③做好二次襯砌施工的收尾工作，施工內(nèi)容主要包括拆除澆筑模板、修補(bǔ)支撐結(jié)構(gòu)以及養(yǎng)護(hù)混凝土等。同時(shí)，完善后期的工作，做好二襯結(jié)構(gòu)堵漏工作。在二次襯砌施工過程中運(yùn)用襯砌臺(tái)車能夠有效地提高工程的施工效率，需要注意的是施工中的各項(xiàng)環(huán)節(jié)必須嚴(yán)格按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范操作，才能夠保障混凝土養(yǎng)護(hù)后期的荷載能力從而達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，有效地提高支撐力度，混凝土的強(qiáng)度達(dá)到8.0 MPa以上才能夠進(jìn)行脫模工作。

2 防水施工問題分析

2.1 二次襯砌施工不規(guī)范產(chǎn)生裂縫

在重載鐵路隧道施工過程中，洞身的初期支護(hù)方式主要是采取“拱架+鋼筋網(wǎng)片+噴射混凝土”的形式，在混凝土噴射階段，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種類型的襯砌裂縫，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫問題的根本原因是噴射時(shí)的厚度不均勻，未能達(dá)到相關(guān)的施工標(biāo)準(zhǔn)，以至于混凝土的外部表層出現(xiàn)不平整現(xiàn)象，尤其是在拱架間距中的混凝土，裂縫與不平整現(xiàn)象最為明顯，嚴(yán)重影響了二次襯砌的質(zhì)量。同時(shí)，在二次襯砌完成之后，主體結(jié)構(gòu)受到外界因素的影響，導(dǎo)致了變動(dòng)。例如沉降因素、溫度因素等，進(jìn)一步加重了混凝土的裂縫問題。

縱向裂縫的危害最大，主要是因?yàn)榭v向裂縫的裂縫方向是與隧道的軸線呈平等狀態(tài)的，一旦發(fā)展起來(lái)可能會(huì)導(dǎo)致拱頂?shù)魤K以及邊墻斷裂，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)造成整個(gè)隧道坍塌。從受力角度來(lái)看，會(huì)出現(xiàn)以下4種現(xiàn)象：①拱腳部位產(chǎn)生的裂縫可能會(huì)造成襯砌錯(cuò)動(dòng)，以至于出現(xiàn)掉塊現(xiàn)象；②邊墻會(huì)受到襯砌混凝土內(nèi)部裂縫的拉張力影響，導(dǎo)致隧道失穩(wěn)；③拱腰受到混凝土襯砌內(nèi)部裂縫的拉張力影響，導(dǎo)致錯(cuò)位；④拱頂?shù)幕炷潦艿絻?nèi)部的擠壓，導(dǎo)致掉塊甚至開裂。

應(yīng)力而引起的斜向裂縫的裂縫方向與隧道的縱軸方向大概成45°角。環(huán)向裂縫主要是由于圍巖地質(zhì)變化在沉降縫、施工縫處理不規(guī)范以及縱向上產(chǎn)生不均勻荷載所引起的，一般出現(xiàn)在不良的地質(zhì)地段或者洞口。

2.2 接縫防水問題

接縫防水問題是導(dǎo)致重載鐵路隧道滲漏水的主要因素之一。接縫防水施工中的問題主要包括以下3個(gè)因素：①在接縫防水施工過程中，混凝土的表面并未按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范進(jìn)行處理，對(duì)于水泥滲透結(jié)晶涂刷的操作欠缺規(guī)范化，以至于新的混凝土與舊的混凝土之間不能夠有效地粘結(jié)在一起，導(dǎo)致混凝土接縫出現(xiàn)裂縫、腐蝕以及水入侵等現(xiàn)象。②未能夠合格、準(zhǔn)確地完成接縫止水施工工作。施工材料的質(zhì)量也未能達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙的要求，從而嚴(yán)重影響了止水的整體效果。例如，膨脹劑、橡膠條等質(zhì)量不合格都是導(dǎo)致止水效果下降的核心因素。③在接縫防水施工過程中，一般是采用橡膠止水帶的方式來(lái)進(jìn)行縱向縫止水操作，需要注意的是必須要將施工表面清理干凈，否則將會(huì)造成接縫止水不密實(shí)，最后導(dǎo)致重載鐵路隧道出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象。

2.3 防水板防水層問題

在防水板鋪設(shè)過程中，對(duì)于初期支護(hù)的混凝土表面未能夠按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范進(jìn)行處理，也未能對(duì)鋼筋露頭與錨桿頭等進(jìn)行切除處理，以至于防水板出現(xiàn)拉折、不密實(shí)、不緊貼以及被穿刺等現(xiàn)象，嚴(yán)重降低了防水的效果。

防水板鋪設(shè)人員的專業(yè)技術(shù)不足，施工工藝未能達(dá)到滿足設(shè)計(jì)圖紙的要求，搭接的寬度也與設(shè)計(jì)圖紙有一定的出入，嚴(yán)重影響了防水板粘結(jié)的質(zhì)量，導(dǎo)致防水板出現(xiàn)鼓包、翹邊等問題。

在二次襯砌鋼筋施工過程中，由于操作不當(dāng)，出現(xiàn)碰觸，以至于施工過程中電焊的火花嚴(yán)重地破壞了防水卷材的性能，從而降低了防水的效果。

3 滲漏水治理及二次襯砌支護(hù)施工

3.1 滲漏水預(yù)防措施

重載鐵路隧道滲漏水現(xiàn)象是最為常見的，主要是由于在隧道施工過程中防排水項(xiàng)目操作不規(guī)范引起的，為工程埋下了重大的安全隱患。因此，在重載鐵路隧道防排水施工過程中，應(yīng)始終堅(jiān)持以預(yù)防為主的原則，對(duì)于隧道中出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象采取科學(xué)合理的防治措施。在防排水施工過程中，應(yīng)采取鋪設(shè)排水管以及建設(shè)盲溝等方法來(lái)保障隧道的排水功能。在初期支護(hù)與二次襯砌之間從拱頂處向邊墻腳下縱向排水范圍之內(nèi)，設(shè)置厚度為1.5 mm的“EVA”防水板，同時(shí)，設(shè)置350 g/m2的無(wú)紡?fù)凉げ?。在變形縫防水全環(huán)設(shè)置過程中，應(yīng)采取背貼橡膠止水帶與埋式橡膠止水帶相結(jié)合的方式來(lái)提高防水效果。二次襯砌拱墻邊緣3 cm的范圍之內(nèi)，利用聚硫密封膠來(lái)進(jìn)行封堵，在二次襯砌內(nèi)部拱墻的3～5 cm的范圍之內(nèi)，設(shè)置“U”形鍍鋅鋼板接水盒進(jìn)行封堵，其他部分的空隙則利用填縫材料將其填塞密實(shí)。

3.2 二次襯砌施工技術(shù)

3.2.1 襯砌鋼筋施工

在隧道襯砌鋼筋施工中，鋼筋的連接主要采用機(jī)械連接的方式，嚴(yán)格按照技術(shù)交底或者設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行鋼筋綁扎。在施工過程中應(yīng)嚴(yán)格地控制鋼筋接頭的面積以及數(shù)量，并且要將相鄰的連接位置錯(cuò)開，將在同一個(gè)區(qū)段之內(nèi)的鋼接頭的面積嚴(yán)格地控制在相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，以全部鋼筋面積的一半為最佳，確保拱頂?shù)奈恢貌怀霈F(xiàn)接頭為標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.2 二次襯砌施工

在二次襯砌施工過程中，應(yīng)采用9 m型號(hào)的襯砌臺(tái)車，襯砌臺(tái)車的端頭緊貼臺(tái)車段的部分應(yīng)用鋼模，然后分成幾段進(jìn)行整體澆筑。在澆筑過程中應(yīng)將自有傾落高度控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，一般以2 m之內(nèi)最佳。一旦超過2 m范圍應(yīng)及時(shí)采取相關(guān)的措施來(lái)進(jìn)行調(diào)整。例如，利用滑糟或者預(yù)留孔口等方式來(lái)對(duì)混凝土澆筑進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。在澆筑過程中，為了進(jìn)一步提高混凝土澆筑的密實(shí)性，可以采取高頻振搗器振搗的方式，然后再以附著式震動(dòng)器為輔助，從而提高混凝土的密實(shí)性?；炷翝仓瓿芍螅瑧?yīng)確?；炷恋谋韺印?nèi)部與周圍環(huán)境之間的溫度差距控制在200℃之后才能夠進(jìn)行拆模處理。

3.2.3 二次襯砌混凝土養(yǎng)護(hù)施工

混凝土內(nèi)部與外部的溫差到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)溫度之后，再進(jìn)行拆模處理。在對(duì)隧道二次襯砌的混凝土拆模處理之后，采取科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)措施，將養(yǎng)護(hù)臺(tái)架移動(dòng)到二次襯砌段，確保養(yǎng)護(hù)臺(tái)與高壓水管連接無(wú)誤之后，才可以采取灑水養(yǎng)護(hù)的方法，來(lái)提高二次襯砌混凝土的使用壽命。在灑水過程中應(yīng)嚴(yán)格地控制好水量與水壓，避免噴頭與混凝土表面的距離過近，水壓過大，造成混凝土的損傷。隧道養(yǎng)護(hù)臺(tái)架如圖1所示。

圖1 隧道養(yǎng)護(hù)臺(tái)架示意圖

4 總結(jié)

由于我國(guó)疆域遼闊，各地區(qū)的地質(zhì)又較為復(fù)雜，以至于在重載鐵路隧道使用過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了鐵路隧道的使用壽命與正常運(yùn)行。為了保障我國(guó)居民的出行質(zhì)量，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)不斷地創(chuàng)新施工技術(shù)，根據(jù)施工地區(qū)的地質(zhì)情況，制訂出最有針對(duì)性的施工方案，從而提高我國(guó)重載鐵路隧道工程的安全性與可靠性。

［1］劉新科.重載鐵路隧道滲漏水治理及二次襯砌技術(shù)研究［J］.綠色環(huán)保建材，2018（06）：154-157.

［2］孫磊.重載鐵路隧道涌水處理技術(shù)［J］.國(guó)防交通工程與技術(shù)，2013，11（Suppl 1）：64-66.

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U455.4

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.22.098

2095－6835（2018）22－0098－02

〔編輯：辛霞〕