中铁九局集团第二工程有限公司
摘要:随着我国的经济在快速的发展,社会在不断进步,现如今,铁路隧道是我国城市建设中主要的组成部分,高铁隧道渗漏水是隧道施工中经常存在的安全隐患,并且危害十分大。在长期渗漏水的作用下,高铁隧道运营的维修费用不仅在增加,对于运营安全也埋下了很大的隐患。
关键词:高铁隧道;渗漏水;成因分析
引言
隧道渗漏水是隧道最常见的病害,在我国的隧道工程素有“十隧九漏”之称,隧道渗漏水问题是个世界性难题,目前世界上还没有一种工艺或技术能够彻底根治隧道渗漏水问题。
1衬砌裂缝病害概述
衬砌裂缝是隧道运营过程中一项常见病害。当公路隧道出现衬砌裂缝情况时,极易导致既有隧道出现渗漏水的情况,如果衬砌裂缝非常严重,则会大大降低公路隧道结构的承载力,进而使公路隧道出现失稳的情况,造成垮塌事故。具体来说,隧道衬砌裂缝主要分为四种情况:①竖向裂缝,即隧道中出现垂直轴线裂缝,该种形态的裂缝极易出现在沉降缝、施工缝和不同地段连接处,例如,每一板模筑的混凝土中间位置就很容易出现竖向裂缝,且其往往从边墙开始裂缝,一直延伸到拱腰结束;②纵向裂缝,多出现在隧道拱顶和拱腰附近,数量上要比竖向裂缝要少,但危害性远大于竖向裂缝,若任由纵向裂缝发展,极易造成隧道衬砌断裂甚至塌方危害;③斜向裂缝,多出现在边墙和隧道拱腰附近;④组合裂缝,即上述三种裂缝的任意组合形成的裂缝,一般会以X形或者Y形出现,一旦裂缝数量过大,则会形成网裂危害。
2高铁隧道渗漏水的原因
2.1隧道地质地形条件差
由于很多地区的山地隧道地质地形条件比较差,在修建高铁隧道过程中,难免会出现围岩破壁等施工,如果隧道底下的地下水极为丰富,当地的降水量又十分充足,地表水渗情况十分严重,就会造成山体的水量急剧增加。这样如果在原有的基础之上增加一个空洞,就会破坏原有地下水的平衡状态,形成地下水的低压力区域,改变了地下水的径流方向,促使地下水的流向向开挖后的隧道方向汇集,在隧道的周围就会形成一定的围岩松动区域。在修建隧道时会对地层进行调整,周围的岩石就会因此发生变形情况,一旦出现缝隙时,地下水就会随着缝隙进入到隧道内,隧道内就会形成大量的水积蓄。
2.2环境与温度
环境对隧道衬砌有一定的影响,重点表现于不同的方面,如环境湿度和温度等。若环境温度下降较快,温度收缩导致的变形极为明显,此时混凝土结构容易产生裂缝,如洞口段的隧道衬砌受温度的影响较大。例如,在冬季温度较低的情况下,中长隧道和短隧道的洞口很容易产生衬砌开裂的问题。若使隧道所处地区环境湿度较小,隧道衬砌混凝土收缩变形则会增大,并会因此产生极为明显的裂缝,影响隧道的正常使用。
2.3受力方面
主要表现为以下几个方面:①光面爆破不尽完善,局部处理不当,衬砌厚度出现不均匀情况,使得局部断面遭受巨大应力;②隧道偏压,出现受力不均匀的情况,导致局部出现开裂;③混凝土未达到要求强度,就盲目拆掉模板和支撑,导致衬砌混凝土出现受力过早的情况,进而产生衬砌开裂;④隧道仰拱地基以及拱圈出现不均匀沉降的情况,加上当地围岩与设计围岩类型不符,导致衬砌断面与受力出现不相符的情况;⑤上拱超挖过多,围岩与灌注衬砌混凝土接触不严密,一旦上部岩土出现坍塌情况,极易导致上拱衬砌混凝土出现损坏。
3高铁隧道渗漏水的整治技术
3.1衬砌内部注浆整治措施
在灌浆过程中,要以注浆孔位中心,凿出半径约为6cm左右的表层混凝土,厚度约为3cm。
在混凝土凿面工作时,应该人工施工,使用冲击电钻钻注浆孔,深度约为10cm左右。注浆孔钻设完成之后,应该采用高压风将钻孔内部的残屑进行及时清理,然后安装注浆管以及配套注浆嘴。注浆管在安装过程中,应当使用环氧砂浆将孔管之间的间隙进行紧密填塞,并且要采用光滑的细木辊进行鼓捣密实,在开孔处用铁抹压实抹平。还要在注浆管的断头涂抹植筋胶,待注浆管缝固结后,对缝口缝隙质量进行检查,渗漏水只能通过注浆管内流出来,其他部位不得出现渗漏水现象,否则就要重新进行封缝。注浆管锚固后,就要进行压水试验来确定注浆的参数,等待水压、进水量及出水量都控制在合理的范围之内,将数据进行统计分析。在注浆施工中,注浆浆液应当为水溶性聚氨酯浆液,在注浆时,应当先在渗漏水量比较小的地方进行注浆,然后在渗漏水量比较大的地方进行注浆。注浆的压力应当控制在0.4MPa左右,将注浆压力控制在比较稳定的状态之下,然后进行3~5min的注浆工作。在注浆过程中还要对压力的变化进行时刻观察,当压力迅猛升高时须停止注浆工作,当压力迅猛下降时就应该注孔浆,将浆液的浓度调整之后在仅需。注浆之后还要用清水进行表面残留浆液的清洗,避免造成污染。
3.2对于蜂窝、孔洞渗漏水的整治方法
①堵漏处理。研究蜂窝、孔洞渗漏水的情况,查找漏水位置,进行堵漏处理。进行堵漏的材料可用各种速凝防水材料,也可采用水泥速凝材料、水玻璃浆体等各种专用材料。②修补处理。进行修补时,首先将裂缝剔凿成八字形凹槽,表面打毛处理,剔除松散石子,冲刷干净后用水泥素浆打底,再抹1∶2.5水泥砂浆进行找平压实,或基层修补处理完成后,根据漏水情况采取不同的补漏措施,所选用的补漏材料一定要符合国家防水规范,按照不同的施工工艺进行,此种修补处理在隧道拱顶要慎用,防止造成掉块。
3.3加大对隧道工程的养护和维修力度
在公路隧道工程正式投入运营的过程中,很多严重衬砌裂缝的出现都是因为早期没有采用有效的控制方法导致的。所以,在日常运营过程中,相关部门应加大对隧道养护力度,定期检查、维修等,大大提升隧道的运营效率和运营质量,尽可能延长隧道的使用寿命。同时还能够对隧道中存在的病害予以及时发现,以便及时采取合理措施,进行有效治理,将隧道衬砌裂缝及渗漏水病害扼杀于萌芽期之中。
3.4养护维护
为了保证隧道工程可以投入使用,需要提高养护及维护力度,多种衬砌裂缝的出现都是因为缺乏科学的控制方案所致。在日常运营过程中,相关管理部门需要提升相关认识,强化对隧道的管理与养护水平,开展定期检查工作,稳步提高隧道的运营实效性,保证隧道的使用寿命。针对隧道存在的病害问题,需要展开深入合理的分析,通过及时发现病害,选择科学合理的解决方案,保证及时的治理,从根本上解决隧道衬砌裂缝及渗漏水病害问题。
结语
综上所述,随着我国科学技术的不断进步,我国在高铁隧道施工中应该积极引起更多先进的施工工艺和技术,将隧道施工中的渗漏水现象进行解决。施工人员也要在实际的施工中及时发现施工中存在的各种问题,以及施工技术中的不足之处,这样才能有效提升我国高铁隧道渗漏水整治技术,提高施工效率。
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