铁路隧道渗漏水成因分析及防治对策探讨

铁路隧道渗漏水成因分析及防治对策探讨

摘 要：铁路隧道渗漏水是山区铁路最常见的隧道病害,对电气化铁路设施威胁极大。由于铁路隧道渗漏水的成因复杂，措施不合理不但达不到防排水效果，还会造成更大的隐患。本文通过对铁路隧道渗漏水成因和危害的分析，利用实例综合探讨当前采取的防排水对策，分析各种措施的适用范围及优缺点。

关键词：隧道 渗漏水 成因 防治 一、隧道渗漏水成因分析

铁路隧道漏水不仅会降低隧道衬砌混凝土的耐久性,而且降低了隧道内各种设施的功能,恶化了隧道内的环境，对隧道内电气化设施构成威胁。铁路隧道渗漏水病害的形成与隧道衬砌结构病害关系密切，归结起来有主要有地质条件、勘测设计、施工技术、运营管理等方面的原因。具体在结构形式上表现为以下几个方面。

（一）、地质条件原因

由于线形等控制条件，隧道不可避免的穿过含水的地层，如穿过砂类土和漂卵石类土含水地层；断层带节理及裂隙发育，含裂隙水的岩层；石灰岩、白云岩等可溶性岩层，有充水的溶洞或暗河等与隧道相连通时；浅埋隧道地段，地表水沿覆盖层的裂缝渗到隧道内。

（二）、勘测设计原因 1、隧道在选线设计上未避开断层及透水性岩层，对衬砌周围地下水的水源、水量、水质调查分析不足，没有调查清楚地下水的类型和与地表水的相互补给关系，又未进行防排水设计，致使大量地表水补给到地下，最终为隧道渗漏提供水源。

2、对围岩压力计算不正确、或对不稳定的围岩没有进行处理或处理不到位，造成衬砌受挤压、地基不均匀沉降导致补砌结构拉裂，从而为地下水渗漏产生通道。

3、拆模时间过早，或围岩压力过大超过衬砌体的设计载荷等，都能使衬砌体内应力超过其破坏强度而导致隙和缝，为地下水渗漏产生条件。

（三）、施工技术原因

1、隧道防水措施失效：由于用于接缝的弹性止水条、止水带或密封膏在施工工艺上不到位，易松动脱落，或止水带与防水夹层存在搭接问题，不易形成一个封闭的防水圈，从而容易在变形缝和施工缝等处发生渗漏。而隧道衬砌变形过大导致防水膜超出延展限值而断裂，致使地下水通过缺损部位渗入结构内部；防

水层与基面黏结不良，在浇注二次混凝土衬砌时会造成防水层的空鼓、脱落等问题，都导致防水层的破损失效。 2、衬砌混凝土质量导致的渗漏：混凝土中有木楔、木板、木方、塑料板、砖头、编制袋等杂物时易造成渗漏；浇筑混凝土时其中混有易腐杂物，腐烂后使混凝土结合不严的漏水缝隙。混凝土没有按放水级配设计施工，在地下水压力较大的地方，由于抗渗标号低于相应水压，从而出现渗水现象。

3、混凝土缺陷未处理或处理不彻底导致渗漏：由于混凝土浇筑或养护不到位，导致衬砌混凝土结构出现裂缝、蜂窝、麻面、沟洞等,而在修补是选用砂浆不合理,且砂浆抹填又不密实,导致衬砌结构出现缺陷，导致结构自防水功能失效，出现渗漏水病害。

4、先拱后墙或先墙后拱施工的拱墙连接处填不严，形成渗漏

5、衬砌周围的地下水PH值超标对衬砌混凝土及防水材料具有一定的腐蚀性，从而破坏防水层，产生渗漏。

二、铁路隧道渗漏造成的危害

隧道渗漏水是隧道病害中最常见的病害形式，对电气化铁路危害极大。通常有：

1、 由于渗漏水的长期作用，特别是当水质具有侵蚀性，如含盐、碱、硫、硫酸根等离子时，可能造成对隧道衬砌结构、钢轨扣件、隧道内电气化设施的侵蚀破坏，影响安全运营，增加维修成本。

2、在寒冷地区，尤其是严寒地区，隧道衬砌渗水反复冻融循环，在衬砌内部造成衬砌混凝土冻胀开裂破坏；隧道漏水还将使隧道拱部和侧墙产生冰凌侵入净空，危及行车安全。

3、在洞内线路排水不良地段，造成土质和软岩地基的基床翻浆冒泥，整体道床下沉裂损，导致基床不稳固，线路几何尺寸变形超限，影响运输及安全，增加养护维修工作量。

4、洞内漏水潮湿，降低轮轨黏着力，降低列车运行安全系数。

5、少数隧道暴雨后隧道衬砌或铺底破损涌水，淹没轨道，冲空道床，危害更严重。

三、隧道漏水的防治

隧道防排水宜采用“防、截、排、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，达到以下防水目的：①拱部不滴水，边墙不淌水，安装设备之孔眼不渗水；②隧底不涌水，道床不积水；③在有冻害地段的隧道，拱部和边墙基本上不渗水，衬砌

背后不积水；④碎石道床无翻浆冒泥，整体道床基床稳定；⑤消除侵蚀性水对衬砌的腐蚀。目前常用防治方法归纳如图1：

图1：隧道渗漏水防治措施

运营铁路隧道，由于受其施工时间短及高压接触网线的限制，对变形缝和渗水量较大的集中线状漏水部位采取“ 以排为主， 堵排结合” 的导水法。又考虑到隧道净空限界的限制，常常采用开槽埋管的导水槽法。近年来，由于各种新型防水涂料的发展，对渗漏水较小的大面积渗漏部位常倾向采用“ 以堵为主， 堵排结合” 的喷射法或涂层法。但是在实际工程中，多以多种方法综合运用。现以实例加以说明。

渝怀铁路武隆隧道，中心里程K180+104，全长9426.32米，电气化铁路，线路为无缝线路Ⅲ型混凝土枕，线路处于曲线上。隧道处于岩溶地层中，洞身标4670-4690为地下暗河，在旱季地下水位相对隧道标高低，衬砌不漏水，在雨季由于地表降水，地下暗河及溶洞地下水位升高，甚至超出隧道顶部高度，从而导致地下水通过隧道衬砌的环向施工缝及局部裂缝进入隧道。 整治方案是对隧道内渗漏水进行综合治理，采取堵漏与引排相结合。根据渗漏水程度，分别采用埋管引排、W-21速凝堵水砂浆封堵和衬砌表面涂W-22聚合物改性水泥基防水砂浆、在隧道衬砌环向施作SHO-BOND CD板等综合措施进行整治。针对不同的漏水特点，具体实施工艺如下：

（一）、隧道衬砌线形渗漏水处理

1、开槽埋管的施工工艺（集中渗漏水地段）

（1）、查找漏水点（裂隙）：对整个隧道衬砌进行漏水点（裂隙）查找，为下一个工序作好准备。

（2）、凿槽：沿渗漏水裂缝或施工缝骑缝凿“U”型槽，槽的宽度和深度取决于渗漏水的流量，一般宽约10-15cm、深约8-10cm，所凿的槽要延伸至排水沟上边沿以下30cm，以保证水能顺畅排走。

（3）、做引水空腔：根据具体情况埋设埋设φ15cmPVC管（一剖二）做引水空腔，每一条环行裂缝形成主引水通道，将其余的渗漏裂缝和渗漏点引入至主引水通道；在每一条环行裂缝两端把水引入两边排水沟，以形成引水网络系统；

（4）、封缝：在严格清洗槽内混凝土表面的基础上，再用半管PVC管覆盖住槽中施工缝，然后用W-21速凝堵水砂浆封住两边，固定PVC管，做到PVC管两侧不留空隙；

（4）、嵌涂柔性防水材料：在封缝之后涂刷两层W-22防水砂浆，以适应缝的变形及热胀冷缩，达到永久防水的目的；

（5）、养护：按照所用材料性能的要求养护，确保表面防渗能力。

2、直接封堵的施工工艺: （细小裂缝渗漏水地段）

（1）、查找漏水点（裂隙）：对整个隧道衬砌进行漏水点（裂隙）查找，为下一道工序作好准备。

（2）、凿槽：沿裂缝长度方向凿倒梯形槽，槽口宽视裂缝大小为5~10cm（一般为缝宽+4cm），槽底宽大于槽口宽，槽深8cm。

（3）、封堵：在严格清洗槽内混凝土表面基础上，然后沿缝用W-21速凝堵水砂浆封住压实嵌补。