隧道防水防滲漏方法及技術研究
發布時間：2010-01-14 共2頁
隧道工程防排水是隧道工程設計的主要內容。如果沒有可靠的防排水措施，地下水就會侵入，乃至危害運營和影響隧道使用壽命。目前，隧道工程最的病害就是滲漏水。整治滲漏，既困難費用又高。因此，從設計時就引起重視，精心設計，精心施工。隧道開挖過程將對圍巖造成擾動，導致圍巖變形，裂隙發生擴展、導通，引起巖石中地下水下滲進入隧道，改變地下水流場，地下水位下降，而地下水位的下降則可能導致原有地下水排泄點如泉水出現流量減小甚至斷流，從而引發新的環境、生態問題，并導致糾紛。因此，隧道的防滲堵漏不僅是隧道本身的需要，也是、生態保護和水資源保護的要求。
隧道漏水不僅會降低混凝土襯砌的耐久性，而且降低隧道內各種設施的功能，惡化隧道內的環境；在寒冷地區，隧道漏水還將使隧道路面凍結，頂部產生冰柱，從而影響隧道的正常交通。在隧道防水的理論依據、防水方法的優化、整體防水與細部防水相結合、防水體系的經濟性和合理性等方面，都有待于更進一步研究。我國《地下工程防水技術規范》(GBJ108—87)對地下工程的防水提出了總的治理原則，即“防、排、截、堵相結合，因地制宜、綜合治理”。所謂“防”是指工程結構設計必須要有防水技術內容，要強調必須優先采用防水混凝土做自防水結構，要使工程本身具有阻水和防水滲入的能力。“排”是要求工程要具有完整的排水系統，以減少滲水壓力及滲水量，為進一步防水創造條件。“截”是指工程位置的地表水、滲漏水、地下裂縫水要用排水溝、導管等排水系統引走。“堵”是指工程已出現結構滲漏時，采用壓漿、抹面、噴涂、嵌堵等方法將滲漏水堵住，為防水施工創造條件。隧道滲漏水的防治與很多因素有關，是一項系統工程。
在設計、施工、材料、驗收等各個環節必須嚴格按規范要求去做，才可能達到設計要求的防水質量。鐵路系統直到1986年才頒布了相應標準，在鐵路隧道方面，我國的《鐵路隧道設計規范》(TBJ3—85)、《鐵路隧道施工規范)(TBJ204—86)以及《鐵路隧道新奧法指南》都要求根據總的防水治理原則，對鐵路隧道的阻水、防水滲漏能力規定了具體技術要求，要形成完整的防排水系統，以達到防水可靠，經濟合理的目的。
隧道工程在施工或運營階段出現的各類病害嚴重影響了隧道功能，造成隱患，危及交通安全。這些病害主要表現為：(1)襯砌過度變形、裂損、剝落掉塊；(2)地下水的滲漏和涌出。因此，對隧道進行防水防滲就變得非常必要。
1 隧道滲漏水的主要原因
隧道滲漏水的原因致可分成自然因素和人為因素2種。
1．1 自然因素
開挖隧道對地下水的影響，是隧道發生滲漏水的客觀因素。根據水力學和水文地質學原理，地下水從高壓水位向低壓水位流動，有其固定的流線，由于隧道的開挖，形成臨空面的低水壓區，改變了圍巖的力學特性和地下水涇流路線，使周圍地下水向隧道內匯集和積聚，給襯砌及底部滲漏水留下隱患。隧道開挖影響范圍的小與地層的滲透系數、水位高低、過水斷面小有關，此外還受氣降水、隧道進深及隧道周圍溶洞、泉眼、水庫或江、河、湖泊的影響。
1．2 人為因素
(1)隧道防排水系統不完善：1)排水管道設置不合理、排水溝深度及寬度不夠或被泥、砂、灰漿、漿液堵死無法正常排水；2)混凝土施工接縫、結構連接、混凝土缺陷部位的防水設計、材料、施工工藝及質量檢驗不嚴格。
(2)對特殊地段(侵蝕性地下水、寒冷及嚴寒地區等)沒有采取特殊處理措施：1)混凝土襯砌在侵蝕性介質經常作用下，出現起毛、酥松、蜂窩麻面等導致材料強度降低，襯砌厚度變薄，導致滲漏水并日趨’嚴重；2)寒冷及嚴寒使襯砌背后積水凍結，造成襯砌混凝土凍脹開裂滲漏水；襯砌混凝土本身多次凍融循 環而開裂滲漏水；3)排水溝結冰無法滿足排水要求，基底積水、結冰，線路不均勻隆起。
(3)鐵路隧道施工規范不完善：現行《鐵路隧道施工規范》對隧道結構及施工防排水，只作了總體要求，定性說明多，定量指標少，而且內容也不夠全面，有些概念還比較模糊，既造成對防水質量要求的不同理解，也不能有效地約束設計及施工單位。
隧道出現滲漏水還有很多因素，如：在隧道工程質量的控制上存在管理問題，也有技術問題；引起隧道滲漏水的原因主要是防水材質不良或違反操作規程造成的，具體可分為以下幾類：(1)管片在制作時養護不合理，表面出現氣孔和龜縮裂縫；管片在運輸、拼裝中受擠壓、碰撞，缺邊掉角；(2)水膨脹橡膠粘貼不牢，或下坡時過早浸水使膨脹止水效果降低；(3)管片拼裝質量差，螺栓未擰緊，接縫張開過；(4)手孔、螺栓孔、注漿孔等薄弱部位未加防水墊片，封孔施工質量差。
2 隧道滲漏水的表現形式
隧道滲漏水主要表現為點滲漏、縫滲漏和面滲漏三種形式，根據其滲漏水量的不同，又分為慢滲漏水和快滲漏水。當工程發現滲漏水的現象時，需要根據具體情況和工程特點，采用不同材料、工藝和機具設備進行封堵。首先應做好下面幾項準備工作：
2．1 查找滲漏水來源
首先對工程周圍的水質、水源、土質等情況進行調查，掌握水位隨季節變化的規律和地表水的情況，以確定工程所承受的最水壓。此外還應了解生產用水、生活用水的上下管道是否完好，以便查明引起滲漏的原因，為制定防水堵漏方案與切斷水源提供依據。
2．2 從結構上分析滲漏水原因
首先要了解結構的強度、剛度是否滿足要求，以及地基是否存在不均勻沉降等問題，因為上述因素都可能導致結構開裂而造成滲漏。堵漏修補工作應在結構穩定、裂縫不再繼續擴展的情況下進行。
2．3 檢查材料質量
對工程所用防水材料進行檢驗，以判斷工程滲漏水是否由材料質量不良或選材不當而引起的。在對以上幾點進行分析的基礎上，按照處理止水與防水相結合的原則，到現場進行實地調查，將漏水部位、數量根據滲漏形式進行分類編號統計，繪制堵漏平面展示圖，即可制定堵水堵漏方案。
3 隧道防水放滲的不足
設計與施工規范中，雖然對各種隧道的防水均做了相應規定，但仍有較多的不足之處，主要表現在：
(1)部分規范缺少明確的防水等級劃分，即隧道防水的等級不明確。對鐵路隧道只要求按照一般地下工程的防水原則實施，沒有明確的防水等級和具體要求；對隧道的具體情況如隧道所在線路等級、牽引類型、隧道所在地區或地段、隧道不同部位及隧道的長度等因素也缺乏定量的防水指標。(2)部分隧道規范對防水等級的劃分比較模糊。不同的隧道工程，采用不同的等級劃分標準。(3)防水設計缺乏充分可靠的理論依據。由于地質情況復雜，勘探費用昂貴，通過勘探往往還不能掌握隧道的地質情況，多數還要用試驗和估算的方法推測，無法為隧道防水設計及規定提供足夠的理論依據。(4)隧道防水施工、監理及驗收不規范。盡管隧道設計與施工規范都有防水規定，但由于各種防水措施都缺乏經濟、效率上的系統研究；對防水施工、監理及驗收也都缺乏相應的規范，防水要求隨意性強，沒有統一的評價標準；施工監理也缺乏防水施工工藝等方面的監理規程。隧道竣工后，質量管理部門也缺乏有效檢驗手段和相應的驗收規范，僅從襯砌表面上看不出什么問題，就按合格驗收，無法保證運營后不出現滲漏水現象。
隧道漏水不僅會降低混凝土襯砌的耐久性，而且降低隧道內各種設施的功能，惡化隧道內的環境；在寒冷地區，隧道漏水還將使隧道路面凍結，頂部產生冰柱，從而影響隧道的正常交通。在隧道防水的理論依據、防水方法的優化、整體防水與細部防水相結合、防水體系的經濟性和合理性等方面，都有待于更進一步研究。我國《地下工程防水技術規范》(GBJ108—87)對地下工程的防水提出了總的治理原則，即“防、排、截、堵相結合，因地制宜、綜合治理”。所謂“防”是指工程結構設計必須要有防水技術內容，要強調必須優先采用防水混凝土做自防水結構，要使工程本身具有阻水和防水滲入的能力。“排”是要求工程要具有完整的排水系統，以減少滲水壓力及滲水量，為進一步防水創造條件。“截”是指工程位置的地表水、滲漏水、地下裂縫水要用排水溝、導管等排水系統引走。“堵”是指工程已出現結構滲漏時，采用壓漿、抹面、噴涂、嵌堵等方法將滲漏水堵住，為防水施工創造條件。隧道滲漏水的防治與很多因素有關，是一項系統工程。
在設計、施工、材料、驗收等各個環節必須嚴格按規范要求去做，才可能達到設計要求的防水質量。鐵路系統直到1986年才頒布了相應標準，在鐵路隧道方面，我國的《鐵路隧道設計規范》(TBJ3—85)、《鐵路隧道施工規范)(TBJ204—86)以及《鐵路隧道新奧法指南》都要求根據總的防水治理原則，對鐵路隧道的阻水、防水滲漏能力規定了具體技術要求，要形成完整的防排水系統，以達到防水可靠，經濟合理的目的。
隧道工程在施工或運營階段出現的各類病害嚴重影響了隧道功能，造成隱患，危及交通安全。這些病害主要表現為：(1)襯砌過度變形、裂損、剝落掉塊；(2)地下水的滲漏和涌出。因此，對隧道進行防水防滲就變得非常必要。
1 隧道滲漏水的主要原因
隧道滲漏水的原因致可分成自然因素和人為因素2種。
1．1 自然因素
開挖隧道對地下水的影響，是隧道發生滲漏水的客觀因素。根據水力學和水文地質學原理，地下水從高壓水位向低壓水位流動，有其固定的流線，由于隧道的開挖，形成臨空面的低水壓區，改變了圍巖的力學特性和地下水涇流路線，使周圍地下水向隧道內匯集和積聚，給襯砌及底部滲漏水留下隱患。隧道開挖影響范圍的小與地層的滲透系數、水位高低、過水斷面小有關，此外還受氣降水、隧道進深及隧道周圍溶洞、泉眼、水庫或江、河、湖泊的影響。
1．2 人為因素
(1)隧道防排水系統不完善：1)排水管道設置不合理、排水溝深度及寬度不夠或被泥、砂、灰漿、漿液堵死無法正常排水；2)混凝土施工接縫、結構連接、混凝土缺陷部位的防水設計、材料、施工工藝及質量檢驗不嚴格。
(2)對特殊地段(侵蝕性地下水、寒冷及嚴寒地區等)沒有采取特殊處理措施：1)混凝土襯砌在侵蝕性介質經常作用下，出現起毛、酥松、蜂窩麻面等導致材料強度降低，襯砌厚度變薄，導致滲漏水并日趨’嚴重；2)寒冷及嚴寒使襯砌背后積水凍結，造成襯砌混凝土凍脹開裂滲漏水；襯砌混凝土本身多次凍融循 環而開裂滲漏水；3)排水溝結冰無法滿足排水要求，基底積水、結冰，線路不均勻隆起。
(3)鐵路隧道施工規范不完善：現行《鐵路隧道施工規范》對隧道結構及施工防排水，只作了總體要求，定性說明多，定量指標少，而且內容也不夠全面，有些概念還比較模糊，既造成對防水質量要求的不同理解，也不能有效地約束設計及施工單位。
隧道出現滲漏水還有很多因素，如：在隧道工程質量的控制上存在管理問題，也有技術問題；引起隧道滲漏水的原因主要是防水材質不良或違反操作規程造成的，具體可分為以下幾類：(1)管片在制作時養護不合理，表面出現氣孔和龜縮裂縫；管片在運輸、拼裝中受擠壓、碰撞，缺邊掉角；(2)水膨脹橡膠粘貼不牢，或下坡時過早浸水使膨脹止水效果降低；(3)管片拼裝質量差，螺栓未擰緊，接縫張開過；(4)手孔、螺栓孔、注漿孔等薄弱部位未加防水墊片，封孔施工質量差。
2 隧道滲漏水的表現形式
隧道滲漏水主要表現為點滲漏、縫滲漏和面滲漏三種形式，根據其滲漏水量的不同，又分為慢滲漏水和快滲漏水。當工程發現滲漏水的現象時，需要根據具體情況和工程特點，采用不同材料、工藝和機具設備進行封堵。首先應做好下面幾項準備工作：
2．1 查找滲漏水來源
首先對工程周圍的水質、水源、土質等情況進行調查，掌握水位隨季節變化的規律和地表水的情況，以確定工程所承受的最水壓。此外還應了解生產用水、生活用水的上下管道是否完好，以便查明引起滲漏的原因，為制定防水堵漏方案與切斷水源提供依據。
2．2 從結構上分析滲漏水原因
首先要了解結構的強度、剛度是否滿足要求，以及地基是否存在不均勻沉降等問題，因為上述因素都可能導致結構開裂而造成滲漏。堵漏修補工作應在結構穩定、裂縫不再繼續擴展的情況下進行。
2．3 檢查材料質量
對工程所用防水材料進行檢驗，以判斷工程滲漏水是否由材料質量不良或選材不當而引起的。在對以上幾點進行分析的基礎上，按照處理止水與防水相結合的原則，到現場進行實地調查，將漏水部位、數量根據滲漏形式進行分類編號統計，繪制堵漏平面展示圖，即可制定堵水堵漏方案。
3 隧道防水放滲的不足
設計與施工規范中，雖然對各種隧道的防水均做了相應規定，但仍有較多的不足之處，主要表現在：
(1)部分規范缺少明確的防水等級劃分，即隧道防水的等級不明確。對鐵路隧道只要求按照一般地下工程的防水原則實施，沒有明確的防水等級和具體要求；對隧道的具體情況如隧道所在線路等級、牽引類型、隧道所在地區或地段、隧道不同部位及隧道的長度等因素也缺乏定量的防水指標。(2)部分隧道規范對防水等級的劃分比較模糊。不同的隧道工程，采用不同的等級劃分標準。(3)防水設計缺乏充分可靠的理論依據。由于地質情況復雜，勘探費用昂貴，通過勘探往往還不能掌握隧道的地質情況，多數還要用試驗和估算的方法推測，無法為隧道防水設計及規定提供足夠的理論依據。(4)隧道防水施工、監理及驗收不規范。盡管隧道設計與施工規范都有防水規定，但由于各種防水措施都缺乏經濟、效率上的系統研究；對防水施工、監理及驗收也都缺乏相應的規范，防水要求隨意性強，沒有統一的評價標準；施工監理也缺乏防水施工工藝等方面的監理規程。隧道竣工后，質量管理部門也缺乏有效檢驗手段和相應的驗收規范，僅從襯砌表面上看不出什么問題，就按合格驗收，無法保證運營后不出現滲漏水現象。
