浅谈隧道渗漏水处理

浅谈隧道渗漏水处理

张小君

中铁十二局集团第二工程有限公司山西太原030032

摘要：铁路及公路建设需要修建大量的隧道工程，隧道施工完成后局部渗漏水成为隧道克缺的重点，也是困扰施工单位的难点，本文就隧道工程各个部位渗水提出了良好的解决办法，为今后类似的工程通病提供了借鉴。

关键词：隧道渗漏水治理

随着国家对环境保护的力度不断加大，目前线性工程的设计由原来的路基过多的变为地下隧道工程，隧道施工完成后由于施工的工艺原因，隧道渗漏水的问题变得尤为突出，为了消除渗漏水带来的安全隐患，治理隧道的渗漏水问题成为当下施工企业的重中之重。

1.渗漏水原因分析

隧道局部渗漏水主要位于在矮边墙施工缝处、个别部位在边墙、拱腰、拱顶施工缝处有渗水。从渗漏水部位分析，总结得出渗漏水主要由以下几个原因产生：

1.1地质原因：隧道渗漏水地段地质一般为节理裂隙发育、地下水发育、或地质受构造影响，局部分部裂隙节理发育带，局部渗漏较严重，地下水为基岩裂隙水发育。

1.2光面爆破效果不好，造成隧道开挖轮廓凹凸不平，有棱角。初期支护时，喷射混凝土没有将轮廓凹凸面补平，棱角部位容易将防水板刺破，出现渗漏水现象。

1.3节理裂隙发育，地下水从裂隙处渗出，在初期支护喷射混凝土前，没有对裂隙水进行处理，造成二次衬砌部分地方在铺设防水板及浇筑时不到位，出现渗漏水现象。

1.4安装纵向盲管时，特别是矮边墙部分，纵向盲管没有采用防水卷材半裹，造成部分地下水发育地段，矮边墙出现渗漏水现象。

1.5防水板热熔焊接不到位，出现渗漏水现象。

1.6初期支护锚杆钢筋头处理不到位，容易刺破防水板，造成渗漏水现象。

1.7隧道周围裂隙水钙物资较多，造成局部排水盲管的堵塞，出现渗漏水现象

2.隧道渗漏水整治概述

隧道渗漏水的处理，应根据渗漏水的水源、类型、部位及渗漏水量确定处理方案及选择材料。根据现场调差结果，确定隧道渗漏水的原则为：拱部堵排结合，综合治理；边墙以排为主，局部渗水量大的部位堵排结合；先拱部后边墙，先堵后排，循序进行。

3.隧道渗漏水整治具体方案

3.1边墙及仰拱存在渗水但无明显涌水点的治理方案

对于边墙及仰拱表面点状渗水，采取针眼法注水溶性聚氨酯灌浆材料的方法进行处理，事先采用Φ13.5mm直径电钻在渗水点衬砌表面周围钻孔，钻孔深度：边墙为15cm，仰拱为30cm，钻孔与混凝土面呈60°角倾斜钻入，衬砌边墙钻孔在渗水点周围布置成环状，仰拱钻孔布置成梅花型，注浆采用水溶性聚氨酯灌浆材料，钻孔完毕后清洗钻孔，清洗完后在孔内埋设专业注浆嘴，注浆嘴用专业扳手拧紧固定，注浆时当注浆孔周围钻孔内有浆液渗出时完成对此孔的注浆。

3.2边墙衬砌施工缝处存在渗水点的治理方案

对于边墙衬砌施工缝处的点状渗水，采取埋管引流的方法进行处理，先用Φ30mm直径电钻在渗水点处钻孔，钻孔深度为10cm，然后用切割机沿施工缝两侧进行切缝，然后人工凿除切缝内混凝土形成槽坑，槽坑宽度为4cm，深度控制为10cm。在槽坑内埋设无纺布包裹好的Φ30mm软管，软管一端插入孔内，一端接入排水沟。埋好软管后采用M30高强度水泥砂浆（配合比参见附表，配合比数据与框架锚杆梁M30水泥砂浆强度一致）填充软管与钻孔与槽坑空隙，缝隙内M30高强度水泥砂浆固结后用抗渗水泥砂浆回填槽坑。

3.3边墙、仰拱有明显涌水的点的治理方案

采用集水后钻孔后埋管引排的方法，对于仰拱有明显涌水的点采取钻孔集水后埋管引排的方法，在现场确认有明显的涌水点后，采用凿岩机使用Φ50mm直径钻头在渗水点进行钻孔，钻孔深度：边墙为35cm，仰拱为60cm，然后选择好钻孔与水沟间最短路径，用切割机沿此路径进行切缝，然后人工凿除切缝内混凝土形成槽坑，槽坑宽度为6cm，深度控制为15-18cm,为保证水头梯度，槽坑设置2%的流水坡度。在槽坑内埋设无纺布包裹好的Φ50mm波纹透水软管，盲管一端插入孔内，一端接入排水沟。埋好软管后采用M30高强水泥砂浆填充软管与钻孔与槽坑周围空隙，缝隙内水泥砂浆固结后用C40抗渗混凝土回填槽坑。

4.主要机具设备及物资材料

5.施工工艺

5.1边墙及仰拱存在渗水但无明显涌水点的治理施工工艺

5.1.1对于边墙及仰拱表面点状渗水，采取针眼法注水溶性聚氨酯灌浆材料的方法进行处理，事先采用Φ13.5mm直径电钻在渗水点衬砌表面周围钻孔，钻孔深度：边墙为15cm，仰拱为30cm，钻孔与混凝土面呈60°角倾斜钻入，衬砌边墙钻孔在渗水点周围布置成环状，仰拱钻孔布置成梅花型，注浆采用水溶性聚氨酯灌浆材料，钻孔完毕后清洗钻孔，清洗完后在孔内埋设注浆嘴，注浆嘴用专业扳手拧紧固定，注浆时当注浆孔周围钻孔内有浆液渗出时完成对此孔的注浆。

5.1.2施工步骤

（一）清理：边墙渗水点附近由于之前渗水导致的在边墙表面遗留有盐质结晶，由于其化学组成基本为碳酸钙和碳酸氢钙的混合结晶体，硬度在0.3~0.4之间，可采用先人工凿除，后使用砂纸打磨的方法，将遗留盐质结晶清理干净；仰拱渗水点清理从大里程往小里程按照间距50m进行分段，逐段清理干净仰拱表面淤泥等杂物，清理干净后仔细找出每段内的渗水点，按照从大里程往小里程的顺序进行渗水处理，确保一段内渗水处理完毕后才能进行下一段的处理工作。

（二）钻孔：事先采用Φ13.5mm直径电钻在渗水点衬砌表面周围钻孔，钻孔深度：边墙为15cm，仰拱为30cm，钻孔与混凝土面呈60°角倾斜钻入，衬砌边墙钻孔在渗水点周围布置成环状，由于仰拱渗水情况为区域渗水，故采取段落注浆，注浆段落长度为渗水区域外两端各延伸1m，仰拱钻孔区域内将钻孔布置成梅花形。钻孔完毕后用高压水枪清洗钻孔，保证钻孔内无残渣，清理完毕后在钻孔内埋设注浆嘴，用专业扳手拧紧固定，衬砌边墙钻孔、仰拱钻孔区域内钻孔布置图如下

仰拱渗水段钻孔孔位布置纵断面图（单位：cm）

（三）注浆：钻孔清洗完成后，在钻孔内埋入注浆嘴，采用专用注浆机在钻孔内注水溶性聚氨酯灌浆材料，注浆压力控制在8-10MPa之间，由于此次注浆为高压注浆，须采用专业注浆嘴及专业扳手进行固定，为保证注浆效果，当临近注浆孔内有浆液渗出时才能停止对此孔的注浆。

（四）钻孔回填：由于钻孔深度及钻孔直径比较小，采用抗渗水泥砂浆进行回填，水泥砂浆内添加速凝剂。速凝剂与水泥质量比为5:100，水泥砂浆初凝完成须将孔位表面打磨平整，以保证衬砌表面外观。

（五）仰拱注浆段落回查：仰拱注浆完后3天后，按照之前的50m的分段逐段进行仔细回查，查看之前渗水点的治理效果是否良好，若渗水段落仍存在渗水情况，则按照上述的施工工艺重新进行处理。

5.2边墙衬砌施工缝处存在渗水点的治理施工工艺

5.2.1对于边墙衬砌施工缝处的点状渗水，采取埋管引流的方法进行处理，先用Φ30mm直径电钻在渗水点处钻孔，钻孔深度为10cm，然后用切割机沿施工缝两侧进行切缝，然后人工凿除切缝内混凝土形成槽坑，槽坑宽度为4cm，深度控制为10cm。在槽坑内埋设无纺布包裹好的Φ30mm软管，软管一端插入孔内，一端接入排水沟。埋好软管后采用M30高强度水泥砂浆填充软管与钻孔及槽坑周围空隙，检查引排效果，待缝隙内高强水泥砂浆固结后用抗渗水泥砂浆回填槽坑。

5.2.2施工步骤

（一）钻孔：采用Φ30mm直径电钻在渗水点衬砌表面钻孔，钻孔深度为10cm，以防止钻头钻穿中埋式橡胶止水带，钻孔完毕后用高压水枪清洗钻孔，保证钻孔内无残渣。

（二）切槽：从钻孔处开始，用切割机平行于衬砌施工缝外2cm处进行切割，切缝延伸至边墙与电缆沟接合处切开电缆沟侧壁与水沟内侧壁一直延伸至水沟内，切缝深度为10cm，切缝完毕后人工凿出切缝内混凝土，形成槽坑，并用高压水枪冲洗干净槽坑内混凝土残渣，槽坑与钻孔及电缆沟接合处须人工处理圆顺，防止后续埋管时引起软管弯折。

（三）埋管：在槽坑内埋设无纺布包裹好的Φ30mm软管，软管一端插入孔内，一端接入排水沟，软管余长用刀片割除至平齐水沟侧壁。

（四）固定软管及槽坑填充：由于槽坑较浅且宽度较小，软管埋设好后，用M30高强度水泥砂浆填充好软管与钻孔周围空隙，待高强度水泥砂浆固结后检查排水效果，若存在排水不通畅则仔细检查软管是否存在弯折、破损等情况。若存在相关情况即进行相应整改，检查完毕确定排水效果后，用抗渗水泥砂浆掺环氧树脂填充满槽坑并磨平。

5.3仰拱、边墙有明显涌水的点的治理施工工艺

5.3.1对于仰拱、边墙有明显涌水的点采取在涌水点钻孔集水，然后从涌水点埋管引排的方法进行处理，为保证集水效果，需先在涌水点周围钻孔注浆封堵，采用针眼法在涌水点周围钻孔封堵，封堵注浆工艺参照渗水点封堵。

仰拱集水封堵钻孔图

涌水点周围封堵钻孔深度：边墙为35cm，仰拱为60cm。封堵孔完成后，仰拱凿岩机使用Φ50mm直径钻头在渗水点进行钻孔，钻孔深度：边墙为35cm，仰拱为60cm。然后选择好钻孔与水沟间最短路径，用切割机沿此路径进行切缝，然后人工凿除切缝内混凝土形成槽坑，槽坑宽度为6cm，深度控制为15-18cm，为保证水头梯度，槽坑设置2%的坡度。在槽坑内埋设无纺布包裹好的Φ50mm透水盲管，盲管一端插入孔内，一端接入排水沟。盲管埋好后须进行固定，采用M30高强度水泥砂浆填充好盲管与槽坑之间的间隙，高强度水泥砂浆需填齐平盲管顶表面，待高强度水泥砂浆凝固后对槽坑进行回填，边墙槽坑抗渗水泥砂浆掺环氧树脂、仰拱槽坑采用C40抗渗混凝土进行回填。

5.3.2施工步骤

（一）清理：清理干净涌水点处混凝土表面淤泥等杂物。

（二）钻封堵孔集水：为保证引排效果，找到具体涌水点后，先在涌水点周围进行钻孔注浆封堵集水，封堵钻孔采用针眼法进行钻孔，封堵钻孔布置图如下：

涌水点周围封堵钻孔深度：边墙为35cm，仰拱为60cm。封堵钻孔完成后在封堵孔内注水溶性聚氨酯灌浆材料，注浆压力控制在8-10MPa之间，注浆时当涌水点内有浆液涌出时停止对此孔的注浆。

（三）钻孔：封堵完成后，在涌水点处进行钻孔，采用Φ50钻头凿岩机在涌水点处进行钻孔，钻孔深度：边墙为35cm，仰拱为60cm，钻孔完毕后用高压水枪冲洗干净钻孔内残渣。

（四）开槽：量取钻孔与周边水沟最短路径，在此路径两测各隔3cm采用切割机切缝，为保证水头梯度和保护埋管，切缝深度为15-18cm，槽坑设置2%的坡度，切缝完成后人工凿除槽坑内混凝土，槽坑与水沟外壁连接处用冲击钻在水沟外壁上钻孔，孔径50mm，为方便后续施工，在槽坑与钻孔、水沟外壁钻孔接合处人工处理圆顺，钻孔完毕后用高压水枪冲洗干净钻孔内残渣。

（五）埋管:采用无纺布包裹好的Φ50mm波纹透水软管作为埋设用管，软管一端埋入钻孔内直至孔底，另一端顺接至水沟内，软管余长用刀片切除至平齐水沟侧壁。

仰拱集水封堵钻孔图

（六）软管固定：盲管埋好后，采用M30高强度水泥砂浆（配合比见附表）填充好盲管与槽坑之间的间隙，高强度水泥砂浆需填齐平盲管顶表面，待高强度水泥砂浆固结后检查排水效果，若存在排水不通畅则仔细检查软管是否存在弯折、破损等情况。若存在相关情况即进行相应整改，保证排水效果。

（七）填充槽坑及混凝土保护：为保证混凝土结构强度及进步做好防渗处理，由于槽坑宽度、埋深较小，边墙采用抗渗水泥砂浆进行槽坑回填，仰拱采用细粒C40抗渗混凝土将槽坑填充，为保证填充砂浆原有混凝土胶结效果，保证回填后的砂浆日久不会开裂、脱落，根据以往相关施工经验，在回填的砂浆内加入适量引气剂，引气剂与水泥的质量比为1:100，同时在回填用的砂浆和混凝土内加入适量速凝剂，速凝剂与水泥质量比为5:100，砂浆及混凝土填充前先将槽坑两侧壁进行凿毛处理，填充前先在两侧壁上刷涂一层1mm厚纯水泥浆，刷完水泥浆后立即进行填充，填充时须及时进行振捣，保证砂浆和混凝土的质量。由于洞内比较阴湿，无需进行洒水养护，混凝土浇筑完7天内需安排相应人员进行旁站防止人为及车辆将槽坑内填充的混凝土损坏。

（八）处理效果回查

槽坑回填完成3天后，须对引排效果进行回查，查看涌水点处处理效果，若未达到预期效果，则按照上述的处理工序重新进行处理，直到每个涌水点的涌水完全被引排至水沟内为止。

6.渗漏水治理质量保证措施

6.1、建立完整的质量检查制度，每天安排专人进行相关质量工作检查，建立质量检查台账，所有使用的原材料必须经实验室检验合格后方可使用。

6.2、去除盐质结晶时只能用机械方法清除，严禁使用化学制剂进行溶解，防止化学制剂对混凝土的破坏。

6.3、钻孔深度及开槽深度须严格控制，每次钻孔及开槽是须安排专人负责，保证孔深及槽深满足要求，并留下现场影像资料。

6.4、须用干净清洁的无纺布包裹盲管及软管，包裹时须包裹紧实。

6.5引排水所用盲管及软管在安装时须安排专人负责，必须保证管道的引排水性能良好，并建立相关埋设台账，现场埋设时留好影像资料。

6.6砂浆及混凝土回填时须振捣及时充分，排专人负责，严格按照相关规范要求进行振捣。

6.7相关事宜为详尽之处参考相关规范及法规要求实施。

7.安全措施

7.1、建立完整的安全检查制度，每天安排专人进行相关安全工作检查，建立安全检查台账，所有人员进洞是须戴安全帽，从事机械操作时须戴手套，保证洞内一切施工行为都在安全可控的范围内。

7.2洞内严禁乱拉乱接电线，临时用电须按照相关规范操作要求进行规范搭接。

7.3所有机械施工前，须安排专业操作人员进行相关机械检查，保证机械性能，避免机械损坏及人员安全事故。

7.4注浆施工时，工作人员须仔细检查压浆机出浆孔与注浆管连接处是否牢固，保证注浆管不会在高压情况下突然崩出，从事注浆工作人员须佩戴手套及防护目镜。

7.5、钻孔施工时，工作人员须佩戴手套及防护目镜。

7.6搭架进行衬砌边墙钻孔是须安排专人在旁进行防护，作业人员须系好安全绳，并戴好其他安全防护用具。

8.结语

该渗漏水施工方案在怀邵衡铁路黄岩隧道（全长17034m）得到广泛应用，取的了良好的经济效果，类似工程可以推广。

参考文献

[1]刘国强.可溶岩中隧道初支局部堵水注浆施工技术[J].铁道建筑技术，2016(9)

[2]刘会迎;宋宏伟.隧道渗漏水成因分析及治理措施研究重庆交通大学学报(自然科学版)2007(8)

[3]李固华;郭建国.隧道衬砌裂缝和渗漏的成因、预防及治理[J].铁道建筑2003(01)