史永路
中铁二十局第六工程有限公司西安710032
摘要：在西南华中、沿海等我国山岭地区由于全年降雨量充沛，隧道地段处地下水、裂隙水发育，水量较大等特点，引起的隧道衬砌渗水、后期维修整治、运营安全等问题，带来了不可抹灭的影响。结合湖南地区某铁路隧道由于地质、水文、施工质量等因素，通过及时病害整治等方法总结经验、处理问题，详细介绍了衬砌渗水堵漏处理施工以及实际处理效果，本文根据不同情况，对相应处理方法进行简要阐述。对今后类似工程的实施具有很好的借鉴意义。
关键词：隧道衬砌；渗水堵漏；施工方法；超细水泥浆；
1前言
随着国家一带一路建设的打造，国民经济发展、生产力布局、产业结构以及四通八达的铁路交通运输网合理分部，铁路网络以平原地区为起点，逐渐覆盖山岭地区，从而将中西部、华中等各个区域联通起来，铁路隧道数量不断增多，也因此隧道工程以其身具备的改善线形、行车时间和缩短里程、提高运营效益等方面的优势被广泛采用。
隧道在运行过程中往往会暴露出很多质量隐患和问题，在过去的几年间，国内隧道病害整治问题频发，这给运营安全、后期维修整治等问题带来了不可抹灭的影响。
2工程概况
新建湖南地区某隧道广泛分布志留系粉砂质板岩及条带状粉砂质板岩、泥盆系石英砂岩、石英细砂岩、石英粉砂岩、粉砂质钙质泥岩、泥岩，泥质灰岩等地层。地质水文特征明显，根据含水层岩土类别、岩石组合关系、地下水赋存条件及水动力特征，主要分为松散层岩土体孔隙水、基岩裂隙水。此类地下水均对隧道工程有一定影响，对混凝土有较弱的分解侵蚀作用。
隧道主体工程完成后，为提前消除存在隐患问题，及时进行病害处理，推进后续无砟轨道施工，经第三方自检及工务段质量检测，结果显示隧道整体质量过关，但同时也发现了一些需要处理的质量缺陷。根据现场检测结果，存在衬砌渗漏水等病害问题。通过病害整治，效果较为理想，初步满足验收合格条件。
3病害原因分析
3.1导致衬砌渗漏水的因素如下：
3.1.1环境因素：地处强降雨区，局部地段多处于潮湿环境下。
3.1.2水文、地质因素：裂隙发育；地下水，裂隙水处，未进行引排水或引排水失效；该地质主要泥盆系石英砂岩、粉砂质钙质泥岩、泥质灰岩，节理裂隙发育，施工期间适逢雨季，围岩富水软化，稳定性降低。在构造的作用下，存在分布裂隙节理发育带，局部断层出现明显的渗漏。
3.1.3施工质量因素：导致隧道出现渗漏水的常见原因在于工程质量不过关，例如，施工缝、变形缝位置混凝土未夯实，导致止水条和混凝土之间存在缝隙空间。混凝土和易性差或施工工序质量控制不到位，使混凝土不均匀、不密实，由此发生漏振现象，存在疏松层以及蜂窝面，存在缝隙。在衬砌混凝土浇筑的过程中，水流入混凝土内部，使其水灰比发生变化，由此产生可供水流通的通道，在衬砌混凝土时，在初凝之前穿透衬砌层，由此产生渗漏水。
3.1.4防排水设施因素：在浇筑砼之前，没有将纵向片水管接侧沟位置的泄水管固定住，这样在浇筑操作时，水管就会移动，管口难以保持高低相同，水排不出去。或因泥砂、杂质堵住了水沟，影响其排水功能，由此引发渗漏现象。又或隧道裂隙水钙元素含量较高，容易和其他物质发生反应形成固态钙物质，从而将排水系统堵塞住。
4病害整治原则
衬砌渗漏水：通常情况下，无论各个方向上的裂缝是否出现渗水，都要进行处理，尤其是斜向裂缝、水平裂缝。对于边墙排水管不通、衬砌小部分股水以及施工缝渗水最好能够排出。而断层破碎带、隧道上方生活用水工程通常需要采取“堵”的措施。渗漏水整治和结构补强结合在一起，遵照一次治理原则，为隧道结构的整体安全提供更有力的保障。
5衬砌渗水病害整治要点
5.1隧道衬砌渍水处理
5.1.1渍水施工方法：对无法注浆的微细缝隙渗漏部位，将衬砌渍水区和附近的杂质清除掉，涂抹两层改性环氧树脂防水涂料，厚度不小于2mm。为保证防水堵漏效果，改性环氧树脂防水涂料涂刷时一定要清理干净后从上向下涂刷施作，施工过程中也应避免与皮肤接触，做好安全防范工作。
5.2隧道单个渗水点处理
5.2.1单个渗水点施工方法：对于单个渗水点，凿出尺寸为5*（4-5）*5cm（长、宽、深）的契型洞，然后灌入快速堵漏剂，在其上方涂抹两层防水剂。要彻底避免再次漏水，在灌入和涂抹操作时，要按照从上到下的顺序进行。对区域渍水采取外涂防水涂料处理，对单点渗漏水则采用快速堵漏剂堵水处理；对渗水严重地段，需“排堵结合”综合治理。
5.3隧道施工缝、裂缝渗水处理
5.3.1隧道施工缝、裂缝渗水施工方法：对于宽度≤5mm，通过灌浆堵水方法解决裂缝漏水问题，操作过程是：将裂缝两边3cm范围内的衬砌外部的杂质以及不稳定的混凝土块清除掉，然后以20～30cm为间距，在裂缝上粘贴胶带，涂抹两道J-1快干型封缝胶，待其固化后，撕掉胶带，用灌浆嘴灌入超细水泥浆，固化后撤掉灌浆嘴，同时将外部的封缝胶彻底撕掉。
对于宽度≥5cm，对裂缝采用灌浆堵水措施，具体方法为在施工缝和裂缝周围凿宽4～6cm，深5cm的楔形槽，用高压风或清水清洗槽及周围，将调好的快速堵漏剂灌入槽里面，使其平面高出缝隙外部，接着通过刀抹平，在15分钟内喷水，最后在槽和附近部位刮涂环氧树脂防水涂料两层。采用贴嘴注浆方式处理。
表1环氧树脂灌浆材料物理性能表
环氧树脂灌浆材料具有高强早强，无收缩，抗蠕变，高韧性，耐腐蚀性方面有良好的稳定特征。通常被用在结构需要补强的渗漏位置，在选择环氧树脂防水涂料时，以渗透型最佳，用量应该超过0.5Kg/m，涂刷次数至少为两次，使用时需要减缓局部水流速度，不能当做注浆止水材料使用。
5.3.2施工缝整治：将松弛、裂损部位彻底清除掉，中埋式止水带外衬砌厚度不超过7cm的砼彻底清除；如果需要清除的地方存在止水带，首先通过电钻检查止水带后方的砼是否牢固，否则需要注浆加固；起拱线以下原则上可以不处理，但不排除附加处理；若两侧都发现了掉块，需要割断施工缝位置；一旦发现施工缝漏水，要预埋Φ50盲管，将漏水导入排水沟。
5.3.3凿槽引排整治：在缺陷区域及两侧不小于1m范围内构建泄水通道，在水沟盖板下边缘钻孔，埋设导管将水引至排水沟。凿槽宽度5cm，埋设半刨Φ50半刨聚乙烯管密贴槽底，环氧树脂砂浆或膨胀型砂浆封闭槽身，槽两侧不小于10cm范围内涂刷改性环氧树脂防水涂料。如果局部部位存在严重的渗漏现象，必须综合应用堵、排措施，以10～20cm为间距布置排水管。
5.3.4张开型裂缝整治：对张开型裂缝（通常由剪切力引起），视裂缝的宽度、深度及是否渗漏水，采用对应的整治手段。采取壁后注浆方式处理裂缝部位。如果缺陷位置发生渗漏水，并且壁后注浆方法无法解决，可以选择“贴嘴注浆”或“凿槽引排”方法。对砼衬砌，若裂缝b≤1mm（或h≤3cm）或l≤3m时，选择贴嘴灌注浆方法；不满足上述条件就通过“骑缝锚杆”方法进一步固定。对钢筋砼衬砌，若裂缝b≤1.5mm（或h≤5cm）或l≤3m时，采用贴嘴灌注浆处理；否则按“钎钉网喷”方法（视必要性增加锚杆）加固。锚杆长度：不足Ⅲ级的，围岩锚杆长度必须等于或高于3.5m，Ⅳ级围岩必须等于或高于4.0m，Ⅴ级围岩不小于4.5m，布置密度视缺陷情况确定视裂缝严重程度、是否有进一步扩展趋势及地质条件，不排除其它补强加固处理。
整治的注意事项：采取壁后注浆方式处理裂缝部位。如果缺陷位置发生渗漏水，并且壁后注浆方法无法解决，可以选择“贴嘴注浆”或“凿槽引排”方法。在缺陷位置通过“钎钉网喷”方法固定，钎钉插入部分长度为衬砌设计厚度的2/3。视裂缝严重程度、是否有进一步扩展趋势及围岩条件，不排除其它补强加固处理。
5.3.5超细水泥注浆施工：为了充分地认识超细水泥性能以及浆液的物理性质，按照相关的技术和施工规范，综合考虑工艺的需求，在施工之前，开展试验，检验工艺的可行性和效果。
表2超细水泥物理性能表
施工调查：注浆操作之前，首先要对现场进行调查，采集地质、漏水方面的信息，挖掘导致漏水的根源，明确裂缝的形状、尺寸、贯穿情况等，了解不同季节的漏水情况。
注浆设计和布孔：将漏水位置的杂质清除掉，如果漏水流量比较大，需要采取集中引水措施。布孔原则，为了将漏水彻底导出，孔洞最好选择在集中漏水位置。空位设计：注浆位置，确保孔底部和漏水缝相交，选择漏水流量最高的地方，结合实际情况，选择骑缝或斜孔布孔方式。封缝和连接注浆嘴：为了避免浆液流出来，在更高的压力条件下注浆，实现良好的注浆效果，在沿缝凿出的V型槽底部加工连通注浆孔道，在槽身、槽口部位使用双快水泥或瞬凝水泥，聚氨酯密封胶或环氧胶泥，防水砂浆分层封堵。
注水试压：封缝固结注浆嘴的强度满足要求后，首先试水试压，清除裂缝中的杂质，对封缝、固结强度进行检查，确保其压力达到0.2～0.3MPa，观察裂缝漏水贯通状况，根据实际情况设置各项注浆参数。
浆液配制：注浆浆液采用超细水泥浆-水玻璃双液浆，浆液配合比为：超细水泥：水：缓凝剂（磷酸氢二钠）=1：1：0.02；其中水玻璃浆为30Be＇，水玻璃掺加量根据现场实际进行增减。浆液配制时超细水泥浆根据施工条件，合成浆液，每次合成量基于凝结时间、注浆速度确定。
注浆次序：超细水泥注浆的作用是封堵渗水缝，注浆操作是有一定的事前准备工作的，比如组织好相关人员并为其分配工作，基于漏水裂缝、孔洞的位置、尺寸确定注浆顺序：如果是竖直裂缝，通常按照从上到下的顺序注浆；如果是拱部环形缝，从拱脚到拱顶；如果是水平裂缝，从一端到另一端，或从两侧逼近中央位置；如果是大片多孔漏水，通常按照从四周到中心、按漏水量从低到高的的顺序灌注，在灌注的过程中，确保注浆压力超过漏水压力2～3倍，不再漏水2～3min后停止灌注。
注浆结束：实际注浆量达到预设值，并且注浆压力波动小、注浆变慢后，保持2～3min注浆后停止操作；打开泄浆阀门，清除注浆管道中的残留浆液，堵住注浆嘴。
封孔抹面：对所有的孔洞、裂缝进行检查，确定有效止水后，割掉注浆嘴，通过防水砂浆等，把孔洞、缝槽抹平。
6总结与体会
现场根据具体情况采用上述方法处理渗漏水，隧道内墙表面干燥，已无渗水现象，取得了较好效果。对此，有不少值得吸取的教训，主要的有以下几点：1、水是导致病害的根源之所在，围岩含水量的波动，使工程局部强度、体积随之而改变，因此在整治时重点进行防排水设计，通过喷射砼方式封闭暴露的围岩，避免施工用水进入到围岩中，采取措施阻止地表水从缝隙、岩层侵入到隧道中。2、施工中重视隧道防排水施工，混凝土封闭施工前，确保排水体系及通道畅通；3、加强混凝土振捣，减少施工缺陷，增强混凝土本身抗渗能力；4、出现缺陷后，严格按照设计及规范处理，减少运营风险，确保运营安全。
参考文献：
[1]《超细水泥-水玻璃双液浆的研究及应用》铁道工程学报.
[2]《确保铁路隧道不渗不漏的施工技术研究》隧道标准设计，2005（2）
[3]《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）中国铁道出版社，2015