隧道滲漏水害的預(yù)防與治理.doc

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1、隧道滲漏水病害的預(yù)防與治理??韓忠存??張文強(qiáng)（中鐵隧道集團(tuán)有限公司洛陽(yáng)科學(xué)研究所河南洛陽(yáng)４７１００９）??摘??要：滲漏水病害是危及隧道結(jié)構(gòu)和運(yùn)營(yíng)安全的一種常見(jiàn)的病害，本文分析了隧道滲漏水病害發(fā)生的原因、預(yù)防及治理措施。??關(guān)鍵詞：隧道??滲漏水??預(yù)防??治理??１、前言??隧道滲漏水是國(guó)內(nèi)外隧道常見(jiàn)病害之一，有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，１９９０年，日本建成通車的公路隧道６７０５座，總長(zhǎng)１９７０Ｋｍ，其中運(yùn)行條件惡化隧道占隧道總數(shù)的２３．９％，其中大部分為襯砌開裂滲漏水。根據(jù)我國(guó)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，１９９７年，我國(guó)鐵路隧道５０００多座，總長(zhǎng)２５００Ｋｍ，其中因滲漏水影響運(yùn)營(yíng)的達(dá)１５０２座，占隧道總數(shù)的

2、３０％左右。??隧道滲漏水主要表現(xiàn)為拱部漏水、邊墻淌水、施工縫、變形縫及混凝土裂縫滲漏水，隧底道床及路面積水和隧底翻漿冒泥等。??由于隧道滲漏水，增加了隧道內(nèi)空氣的濕度，造成鋼軌、通訊、照明等設(shè)施的損壞，據(jù)鐵路工務(wù)部門統(tǒng)計(jì)，滲漏水隧道鋼軌的使用周期約為正常狀態(tài)下的一半；由于道床及路面積水，特別是隧底翻漿冒泥，直接危及隧道的使用功能，造成不應(yīng)有的交通事故；隧道滲漏水還加快了襯砌混凝土的碳化速度，特別是有腐蝕性的地下水，破壞了混凝土的結(jié)構(gòu)，減少了隧道的使用壽命；隧道滲漏水還可能降低地下水位，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞；嚴(yán)寒地區(qū)隧道，滲漏水的危害更大，由于冬季滲漏水結(jié)冰，形成冰柱，侵入限界，造成行車

3、事故，年復(fù)一年的凍融循環(huán)，破壞了混凝土結(jié)構(gòu)，更有甚者，隧道滲漏水結(jié)冰，堵塞了整個(gè)隧道，使建成尚未投入使用的隧道報(bào)廢。??由于隧道滲漏水的普遍性和嚴(yán)重的危害性，引起了工程界的高度重視，不少專家學(xué)者和科研單位，對(duì)此進(jìn)行了研究。近年來(lái)，中鐵隧道集團(tuán)公司科研所也結(jié)合工程實(shí)踐，對(duì)隧道滲漏水發(fā)生原因、預(yù)防措施和治理技術(shù)等方面進(jìn)行了研究，并成功地整治了多座隧道，取得了一定的成績(jī)。??２、隧道滲漏水發(fā)生的原因分析??隧道滲漏水產(chǎn)生的原因是多方面的，有客觀存在的原因，但更多的是人為因素造成的。分析隧道滲漏水發(fā)生的原因，以利于有針對(duì)性的預(yù)防和整治。??２．１隧道的開挖使地下水滲流場(chǎng)發(fā)生了改變，隧道周邊的地

4、下水集中向隧道方向排泄??多年來(lái)，賦存于地層中的地下水按照由高壓力區(qū)向低壓力區(qū)滲透、補(bǔ)充、排泄的規(guī)律，形成了自己的正常滲流場(chǎng)和循環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)正常的循環(huán)系統(tǒng)，保持了地下水的基本穩(wěn)定。??隧道的開挖，在原有地層中形成了一個(gè)“空洞”，破壞了原地下水的平衡狀態(tài)，形成了地下水的低壓力區(qū)，改變了地下水的地下徑流方向，向著開挖后的隧道方向匯集。研究表明，隧道開挖后，在隧道周圍一定范圍內(nèi)形成了圍巖松動(dòng)區(qū)，在此范圍內(nèi)，由于地層的原始地應(yīng)力的調(diào)整，圍巖產(chǎn)生變形，裂縫張開，從而使地下水沿張開裂縫流入隧道，而在離隧道開挖輪廓線較遠(yuǎn)處，地層未受到擾動(dòng)，地下水的徑流路線仍按原來(lái)的規(guī)律進(jìn)行（如圖１）。??在可溶巖地

5、段，一旦隧道開挖時(shí)揭開溶管、溶隙、溶洞和暗河，巖溶水就會(huì)大量涌入隧道。??由于地下水徑流路線的改變使流入隧道附近的地下水量增多，給隧道滲漏水創(chuàng)造了充分的條件。??２．２隧道防排水設(shè)計(jì)上存在諸多漏洞??長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)隧道滲漏水的病害的危害性認(rèn)識(shí)不足，因此在隧道設(shè)計(jì)上存在重結(jié)構(gòu)、輕防水的傾向。就拿現(xiàn)行的《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》來(lái)講，在長(zhǎng)達(dá)１１２頁(yè)的規(guī)范中，“防水與排水”一章僅有區(qū)區(qū)４頁(yè)，而且大都是原則性的條文；在隧道設(shè)計(jì)時(shí)，許多設(shè)計(jì)人員對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定度進(jìn)行多次計(jì)算、驗(yàn)算（這是很必要的），但除了水溝斷面尺寸外，很少有人對(duì)防排水進(jìn)行計(jì)算，即使在高水壓地段水壓值的計(jì)算，也只是考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的

6、需要。在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，對(duì)隧道防水最薄弱的底部，即使軟巖或遇水易軟化的巖石（如泥巖），既不設(shè)仰拱，又不鋪底，放任地下水侵入道床，形成翻漿冒泥，危及行車安全。施工縫、變形縫處理材料只是按工程類比法（有些比較還并不同類）選用，很少按材料性能、地下水壓力等進(jìn)行計(jì)算。所有這些，都給隧道滲漏水埋下了隱患，致使有些隧道出現(xiàn)漏水病害后，設(shè)計(jì)單位與施工單位互相扯皮，質(zhì)量難以保證。??可喜的是，目前鐵道部已對(duì)隧道滲漏水病害給予了高度重視，《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》已著手修改，“防水與排水”一章的內(nèi)容增加了很多，有些應(yīng)用效果不好或尚未完全成熟的防水材料未納入，防水的重點(diǎn)部位給予了加強(qiáng)，各設(shè)計(jì)部門也重視了隧道防排水設(shè)

7、計(jì)，這對(duì)預(yù)防隧道滲漏水是個(gè)好兆頭。??２．３隧道施工質(zhì)量控制不佳，是隧道滲漏水發(fā)生的主要因素??２．３．１防水混凝土未達(dá)到預(yù)期的防水效果。??在隧道結(jié)構(gòu)防水中，防水混凝土是防水的主體，只要讓主體達(dá)到防水效果，其他問(wèn)題就比較容易解決了。??但是在目前的防水混凝土施工中，違規(guī)作業(yè)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。????（１）不按設(shè)計(jì)配合比配制防水混凝土，特別是隨意加水的現(xiàn)象并不罕見(jiàn)。??（２）不按規(guī)定澆筑混凝土。在澆筑高度大于２ｍ的情況下，不采取任何措施進(jìn)行澆筑，