隧道渗漏水原因分析及整治措施
2023年3月
隧道渗漏水原因分析及整治措施
摘要 介绍铁路隧道渗漏水的基本情况，在主要危害和表现形式的基础上，从防排水系统设计原理、施工质量、采用防水材料等方面分析隧道渗漏水的形成原因，提出相应整治措施，以指导隧道渗漏水整治施工和隧道的结构安全和隧道功能的正常使用。 关键词 隧道；渗漏水；原因分析；整治措施
一、引言
铁路隧道渗漏水情况是比较多的，主要表现有：2号隧道当时修建过程中隧道施工工厂化、专业化、机械化程度不够，包西线隧道修建过程作业人员素质参差不齐、偷工减料现象时有发生，导致相当数量的隧道存在基底病害、衬砌裂损和渗漏水等。
由于隧道渗漏水，增加了隧道内空气湿度，加快了衬砌混凝土碳化速度，也可能导致电力、通信、照明等设施损坏。尤其是引发隧道翻浆冒泥，降低了道床整体稳定性，造成轨道几何尺寸变化，严重影响隧道正常使用功能，造成不小经济损失且危及行车安全。
鉴于隧道渗漏水的普遍性和严重危害性，对其形成机理及整治措施进行分析就具有极其重要的指导意义。
二、铁路隧道渗漏水的主要形式
隧道渗漏水病害主要表现形式有拱顶渗水、滴水，拱脚处渗
水、淌水，施工缝、伸缩缝部位渗水、淌水，边墙的渗水、淌水、局部涌水、流泥，道床积水等，在冬天则表现为起拱线上部形成冰挂，边墙形成冰柱，在道床形成冰堆、较大冰堆逐步形成冰坡等。
三、隧道渗漏水原因
找到隧道渗漏水原因，以利于有针对性对渗漏水进行预防和整治。隧道渗漏水成因是多方面的，这里既有客观原因，也有人为的主观原因。
（一）隧道开挖对地下渗流通道的影响
地层中的地下水由高压力区向低压力区渗透、补充、排泄，形成了正常渗流通道和循环环境，保持了地下水的基本稳定。而修建铁路时隧道开挖作业，在原有地层中形成了一个“空洞”，破坏了原地下水的平衡状态，而这个“空洞”就形成了地下水低压力区，改变了原有的地下水径流方向，使地下水向开挖后的隧道方向汇集。同时，隧道开挖后，在隧道周围一定范围内也形成了围岩松动区，由于地层的原始地应力的重新分布，围岩也发生了变形，继而出现裂隙，地下水便开始沿着裂隙流入隧道这个“空洞”内。
（二）隧道防排水设计上存在缺陷
很多时候我们对隧道渗漏水病害的危害性认识不足，因此在隧道设计上可能存在重结构、轻防水的思想倾向。在隧道设计时，许多设计人员对结构强度、刚度及稳定性进行多次计算、验算（当
然这是很有必要的），但除了水沟断面尺寸外，很少有人对防排水进行计算，即使在高水压地段也可能忽略这一点。在较长一段时间，对隧道防水最薄弱的底部，及时软岩或遇水易弱化的岩层（如泥岩），既不设仰拱，又不铺底，或者设仰拱和铺底不足，放任地下水侵入道床，形成翻浆冒泥，危及行车安全。施工缝、沉降缝的处理也很少按照材料性能和水压力等进行计算设置，有的重要部位也只设置一道防水。所有这些情况，都给隧道渗漏水埋下了隐患。
（三）隧道施工质量控制对隧道渗漏水的影响 隧道施工质量是影响隧道渗漏水的主要因素。 1、防水混泥土失效
在隧道结构防水中，防水混凝土是防水的主体，只要让主体达到防水效果，其他问题就是比较容易解决的。但在目前的防水混凝土施工过程中，违规作业的现象经常发生，通常表现在：
（1）未按设计配合比拌制混凝土。
（2）未按规定浇筑混凝土，超时间进场等易造成混泥土离析。
（3）未按规定进行混凝土振捣。 （4）拆模时间过早。 （5）未按规定进行养护。
由于以上情况存在，使混凝土衬砌抗渗等级不达标，混凝土不密实，表面蜂窝麻面现象严重，衬砌开裂，防水混凝土性能失
效。
2、施工缝、沉降缝处理不当
施工缝、沉降缝是隧道防水的重点，也是隧道渗漏水的多发部位，必须认真细致的处理。但在实际施工过程中，多存在马虎、粗糙的现象，表现在：
（1）止水带固定不牢靠，接头采用搭接而不是焊接，浇筑混凝土时出现卷起现象后未处理。
（2）止水条质量不符合设计要求，安放不规范、造成扭曲、变形。
（3）施工缝、沉降缝处混凝土振捣不到位，止水带和止水条与混凝土不密贴。
由于以上原因，隧道建成后施工缝、沉降缝渗漏水情况较多。通过近几年春秋检发现，隧道施工缝、沉降缝渗漏水占隧道渗漏水的60%以上，一些隧道甚至出现“见缝必漏、无缝不漏”的严重现象，不得不花费高昂的代价进行工程治漏处理。
3、隧道基底处理不当
隧道底板是防水最薄弱的部位。在之前的隧道设计中，底板可能不采取任何防排水措施，仅靠仰拱或铺底混凝土进行防水。但施工中经常出现漏洞，主要有基底处理不干净，有残留的水泥，浇筑时，混凝土不与地层紧密结合，中间存在泥沙层，影响混凝土整体质量，给防水造成隐患。隧道运营后，在逐年增加运量后，较大的动荷载及瞬时冲击荷载的作用下，隧道底板破裂，直接危
及列车运行安全。
4、防水板失效
塑料防水板是复合衬砌结构防水中的一道重要防线，也是我国隧道结构防水的一大进步。但目前，塑料防水板的铺设也不尽人意，主要表现在：
（1）未采用无钉铺设工艺，仍用铁钉将塑料板钉在铺设基面上，而对穿的钉孔也未做任何处理。或者用旧的挂带法施工，使防水板未能与初期支护密贴，浇筑混泥土时防水板局部拉裂或移位，形成漏洞（1号隧道出现了这种情况）。
（2）焊接工艺不过关，存在假焊、漏焊、焊焦、焊穿等现象。
（3）对铺设好的塑料防水板保护不够，防水板被扎破、烧破，在浇筑二衬前未采取修补。
（4）初期支护表面平整度差，铺设质量不合格，过紧或过松，混凝土浇筑后防水板拉裂或者在衬砌背面形成空腔水囊。
实际上，塑料防水板与二衬之间总要留有透水间隙，只要塑料板漏水，就会到处漏水，而且也给后期整治时寻找出水口造成困难。
5、纵、环向排水盲沟管失效
有的排出衬砌后背的地下水，减小地下水对衬砌的压力，是结构防水的关键所在。隧道的纵向、环向排水盲沟也是隧道排水设计中的重要环节，纵、环向盲沟管失效主要表现在：
（1）排水盲沟管刚度不足，浇筑混泥土时被挤压破坏，管道内有异物，排水受阻。
（2）地下水中溶解物质经过长时间的结晶后，堵塞透水盲管透水孔。而设计时又没有有效的冲洗措施，造成水不能渗入排水盲管。
（3）在二衬浇筑时，由于对排水盲管、盲管未进行有效的保护，砂浆堵塞盲沟、盲管，就失去了排水的作用。有的不设泄水孔或泄水孔堵塞，上部盲沟、盲管的水排不到排水沟内，这样时间一久，衬砌后背的地下水越积越多，地下水压力也越来越大，在衬砌薄弱部位就渗漏排泄出来。
（四）、排水材料
隧道地下工程防水材料发展迅速，防水注浆材料、混泥土外加剂、各种止水带、止水条、嵌入式防水腻子、渗透结晶型材料应有尽有，难免会发生鱼目混珠的情况。有些标注有橡胶防水腻子的材料根本无橡胶粉，抗水性极差，在水中浸泡很短时间便崩解；有些双面复核无纺布的塑料防水板，边上厚、中间薄；止水带、止水条的橡胶成分低，力学性能达不到使用要求；排水盲管刚度小，混凝土浇筑压力将其压扁造成变形等。所以现场施工盯控要认真鉴别，谨慎使用防水材料，以免后患无穷。
由于以上主客观原因的存在，隧道渗漏水现象发生较多，甚至出现“十隧九漏”的现象。因此隧道渗漏水成了普遍存在的隧道病害，以此为源，引发隧道其他病害的发生，严重危及隧道结
构和运营安全。
四、渗漏水整治措施 （一）隧道渗漏水整治原则
隧道渗漏水整治原则以“排”为主，“防、排、堵、截”相结合的方法，因地制宜，进行综合整治。
（二）排水处理
隧道在开挖过程中，首先要对地下渗水及地下涌水高度重视，利用超前红外探水等仪器预测掌子面涌水量大小，对可能存在的重大安全隐患提前预防，如采用超前钻孔减压。
开挖过程中，发现渗水应寻找到水源，如是地表水，应进行及时引排，在隧道山体表面，不应留有坑槽，以防积水（二号隧道上部山体就有一处出水坑，造成隧道大量渗漏水情况。）如是地下水，应找到出水点，进行彻底封堵，如果水压太大，则应该将其引排到隧道侧沟内或中心排水沟内。
开挖后，如边墙、拱部渗漏水应在喷射混凝土前，将透水软管或者塑料盲沟等排水管道预埋在岩面上的出水点，采取钢钉固定牢靠，喷射于初期支护的混凝土中，将排水管道引入供脚，可临时开挖排水沟将水引出隧道外，等永久性排水系统完工后再将水导入永久排水系统。如隧道基底涌水，可在仰拱开挖成型后，在仰拱下部再开挖纵、横向盲沟，沟铺碎石并用土工布包裹，盲沟应引出隧道外。隧道初期支护完成后，在铺设防水板之前，及时对初支表面的钢筋头、锚杆头等尖锐物进行齐根切除，然后检
查喷锚表面平整度，对矢弦比大于1：6的部位进行补喷找平，之后对仍外漏的异物进行砂浆抹平，以防刺破防水板。按照设计要求铺设纵、横向排水管及环向排水盲沟，要控制布设间距、数量以及长度，环向盲沟的布设可相对控制，即对附近存在出水点的可适当调整，如果出水点较集中，管道纵向连接采取套接，丁字口采取三通连接，连接点均要牢固并密封。所有排水管的纵坡要顺畅，不能起伏，要能保证整体的排水不淤积、不堵塞。
（三）渗漏水处理
由于主客观各种原因导致后期运营期间隧道发生渗漏水的病害，根据出水点位置不同，处理方法也不相同，要“对位施策”。
1.隧道两侧边墙位置渗水时，沿着出水点开凿一道引水小槽，引至侧沟或者中心排水沟等永久性排水系统。（甘钟线西野沟隧道引排2处出水点，共计铺设排水管16米，用排水至右侧沟内，后期观察效果良好。）
小槽断面采取5*5cm燕尾槽形式即可，（如渗水量较大时可适当凿深一点。）将小槽四周修整顺畅。取半根直径50mmPVC管反扣于小槽上，要尽可能于边墙壁靠拢，用堵漏剂或者环氧树脂砂浆等高防渗性材料将小槽填实并抹平。对有空隙处所再用嵌缝密封胶将整个小槽外部密封。
2.靠近拱部渗漏水整治较为复杂，多采取注浆。
注浆时，按照1~2m间距布设注浆孔，孔深要严格不大于各段钢筋混凝土衬砌厚度，不可打穿衬砌初期支护，孔径为42mm，
埋设注浆管，如有少量渗流水，可采取电锤打一个小孔，用小型灌浆机注入堵水剂等高防渗性材料，注浆压力控制在0.2~0.4Mpa。若渗水量较大时，应采取化学浆液灌浆，灌浆方法与上述相同。
3.施工缝、沉降缝渗漏水整治
由于不可避免的混凝土浇筑不连续性，导致施工缝、沉降缝部位容易发生渗漏水。处理方法较为单一且效果不错，将渗漏水施工缝、沉降缝沿渗水点开凿1cm的小缝，充分清除石屑、粉尘和松动混凝土块，在小缝底部压入底衬泡沫条，起到导流的作用。然后将单组反应型聚氨酯嵌缝胶或双组份聚氨酯嵌缝胶等材料用灌缝压入缝内至四周饱满密实即可。
五、实例分析
2#隧道由于运营时间较长，加之80年代修建时技术落后，施工缝处理失效，加之隧道上部山体有自然积水坑2处，导致该隧道多部位大量渗漏水。据此，遵循以“排”为主，“防、排、堵、截”相结合的方法，因地制宜，进行了漏水处所综合整治。
对隧道上部山体2处自然积水坑进行回填并混凝土硬化处理，增设截水沟将坡面汇水在隧道上侧方导排向自然沟谷，继而排向隧道附近涵渠内。
对于施工缝、沉降缝、其他边墙裂缝渗漏水，沿施工缝及混凝土裂缝处开凿燕尾槽后安装PVC管，其上用环氧树脂封堵，确保管外不渗不漏；混凝土表面点片状渗漏水将漏水部位开凿小槽安装小尺寸排水管斜向下导入临近施工缝、沉降缝处PVC管内，
在墙脚处凿开较大截面排水槽将水汇集到隧道侧沟内。
太香2#隧道渗漏水处理后，经现场一段时间观察和后期检查隧道渗漏水的到有效解决，达到了整治效果。
六、结论
本篇通过对隧道渗漏水的表现形式、主要危害等方面的阐述，从工程设计、施工质量控制及选用防水材料等方面对隧道渗漏水的形成进行了详细的分析，提出相应的治理措施建议，为隧道渗漏水病害的整治和衬砌敲击检查提供参考。
