李鵬飛

中咨工程管理咨詢有限公司

1 引言

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要交通作為輔助，因此我國鐵路交通網(wǎng)遍布各地，每個城市都有多條鐵路，而我國的地形以山地為主，很多鐵路都需要穿過上體，這時就需要通過修建隧道完成鐵路的連接。但是隧道畢竟不同于平地上的鐵路，長時間以來，我們通過研究發(fā)現(xiàn)了很多隧道病害，隧道襯砌滲漏水就是最常見的一種病害，它能夠?qū)炷梁弯摻钤斐芍苯有缘膿p傷，降低隧道結(jié)構(gòu)使用壽命，如未能及時處理，會給隧道結(jié)構(gòu)及運(yùn)營造成嚴(yán)重安全隱患。本文將針對鐵路隧道襯砌滲漏水的原因加以分析，進(jìn)而提出幾點(diǎn)監(jiān)理施工的有效措施，報告如下。

2 研究背景

滲漏水會對鐵路隧道產(chǎn)生嚴(yán)重的不良影響，文章選擇兩條比較典型的鐵路隧道作為案例進(jìn)行分析，即：華南某鐵路隧道，西南某鐵路隧道，主要研究這兩段隧道滲漏區(qū)段的地質(zhì)、水文地質(zhì)、滲漏區(qū)襯砌結(jié)構(gòu)、滲漏區(qū)防排水系統(tǒng)及滲漏水情況，華南某鐵路隧道：工程地質(zhì)：斷層、巖溶、巖石裂縫比較發(fā)育，圍巖以粉質(zhì)粘土、砂卵石層及灰?guī)r為主；水文地質(zhì)：地表水的下滲主要為孔隙水和巖溶水豐富；滲漏區(qū)襯砌結(jié)構(gòu)形式：Ⅳ級和Ⅴ級復(fù)合式襯砌；整體防水形式：半包防水；防水層防水：防水板、土工布；主要接縫防水：環(huán)向施工縫采用中埋式遇水膨脹橡膠止水帶；縱向則采用涂界面劑進(jìn)行防水；主要排水系統(tǒng)：環(huán)向以Φ63mm 為盲管；邊墻墻角縱向以Φ120mm 為盲管；使用Φ80mm 泄水孔連接到隧道側(cè)溝；混凝土、抗?jié)B等級：混凝土為防水混凝土，抗?jié)B等級大于等于P8。西南某鐵路隧道：工程地質(zhì)：千枚巖、灰?guī)r、節(jié)理裂隙較發(fā)育；水文地質(zhì)：地下水以基巖裂隙水及斷層富水帶為主；滲漏區(qū)襯砌結(jié)構(gòu)形式：Ⅳ級和Ⅴ級復(fù)合式襯砌；整體防水形式：半包防水；防水層防水：防水板、土工布；主要接縫防水：縱環(huán)向施工縫設(shè)背貼式止水帶和中埋式橡膠止水帶，變形縫處設(shè)置背貼式止水帶和中埋式鋼邊止水帶；主要排水系統(tǒng)：縱向設(shè)Φ80mm盲管，環(huán)向設(shè)Φ50mm盲管；混凝土、抗?jié)B等級：防水混凝土，抗?jié)B等級大于等于P10。兩條鐵路滲漏水主要情況為：華南某鐵路隧道：滲漏形式：侵滲、滴漏、滲流；滲漏形式統(tǒng)計：共224處滲漏水，其中侵滲129處，滴漏60處，滲流35處；滲漏位置：拱墻環(huán)向及縱向施工縫，混凝土裂縫，不密實(shí)點(diǎn)；滲漏位置統(tǒng)計：224處滲漏水中131處為環(huán)向施工縫滲漏，44處為縱向施工縫滲漏，其余45處為邊墻混凝土裂縫或不密實(shí)點(diǎn)。西南某鐵路隧道：滲漏形式：侵滲、滲流；滲漏形式統(tǒng)計：共60 處滲水，32 處為侵滲，28處為滲流；滲漏位置：環(huán)向施工縫及混凝土不密實(shí)點(diǎn)；滲漏位置統(tǒng)計：60 處滲漏中24 處為環(huán)向施工縫滲漏，36 處為混凝土裂縫或不密實(shí)點(diǎn)滲漏，邊墻縱向施工縫未見滲漏。

3 鐵路隧道襯砌滲漏的主要原因

3.1 溫度裂縫

導(dǎo)致鐵路隧道襯砌滲漏水發(fā)生的主要因素之一就是溫度裂縫，當(dāng)水泥水化時必須散發(fā)出大量的熱量，使得混凝土表面溫度和內(nèi)部溫度相差巨大，這種階梯式的溫差使得混凝土內(nèi)外產(chǎn)生巨大的應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力值超過混凝土內(nèi)外約束力的時候就會導(dǎo)致混凝土裂縫。而相關(guān)研究也指出，溫度應(yīng)力的大小其實(shí)與襯砌混凝土的溫差、介質(zhì)性質(zhì)（例如：彈性模量、線膨脹系數(shù)等）、巖土介質(zhì)、隧道程度、對隧道壁的阻力等因素有關(guān)。

3.2 混凝土材料問題

鐵路隧道襯砌使用的混凝土主要通過水泥砂漿將砂、石這些骨料粘合在一起形成的復(fù)合型材料。當(dāng)水泥漿硬化時會發(fā)生收縮現(xiàn)象，進(jìn)而在混凝土內(nèi)部形成空隙，如果水泥的水灰比在配比過程中缺乏合理性，施工期間未做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作都可能加劇混凝土內(nèi)部空隙的產(chǎn)生，嚴(yán)重者還會融匯貫通，形成微裂縫。其實(shí)這種由材料自身屬性導(dǎo)致的微裂縫對結(jié)構(gòu)造成的影響不會太大，而且是無法避免的，只能盡量減少。而在鐵路投入運(yùn)營中后，材料受到環(huán)境影響而出現(xiàn)堿骨料反應(yīng)，鹽害，劣化等加快微裂縫形成宏觀裂縫的問題才是更為嚴(yán)重的問題。

3.3 排水系統(tǒng)不健全

隧道內(nèi)設(shè)置防水系統(tǒng)的主要目的是排除襯砌后的地下水，降低地下水對襯砌的壓迫。然而在施工環(huán)節(jié)經(jīng)常會因?yàn)槭┕な韬龆鴮?dǎo)致排防水系統(tǒng)不健全，甚至失去作用。例如：二襯混凝土施工過程中，如未能在混凝土澆筑前保護(hù)好排水盲管，勢必會經(jīng)常發(fā)生混凝土堵塞盲管的問題，泄水孔設(shè)置缺乏科學(xué)性也會使盲管中的水無法排入水溝，使襯砌背后的水越來越多，在水壓的作用下，水就會從襯砌相對薄弱的地方滲漏而出。

3.4 施工縫因素

由于襯砌模板長度設(shè)置有限，設(shè)計必須有施工縫，以及在混凝土澆筑過程中，澆筑不連續(xù)，受到停電、機(jī)械故障等原因的影響形成的冷縫。這樣在二次澆筑混凝土前，原來的混凝土表面沒有鑿毛處理或者鑿毛后未將雜物沖洗干凈，也沒有鋪筑水泥砂漿墊層，在這種情況下開始二次澆筑混凝土，從而使新舊混凝土接茬間出現(xiàn)裂縫。

3.5 襯砌防水板背后存在空隙

在防水板的設(shè)計上要以保證松弛度適宜為原則，同時背后初支表面平整度和掛點(diǎn)布設(shè)間距的影響，特別是隧道拱部范圍，在施工中如果落實(shí)不到位極容易造成防水板背后脫空，褶皺扭曲等問題的發(fā)生，這種情況下襯砌混凝土灌注完成后勢必會使拱部襯砌背后形成空洞或襯砌厚度不足的問題。此外，襯砌與噴射混凝土接觸不夠緊密將直接影響襯砌混凝土的受力狀況，特別在襯砌混凝土施工縫這樣的區(qū)域內(nèi)，如果受到局部應(yīng)力，勢必導(dǎo)致混凝土開裂、剝落、掉塊等問題。

3.6 自然環(huán)境因素

不良的地質(zhì)環(huán)境也是造成襯砌滲漏水的原因之一，隧道需要穿過山體，其中不乏存在可溶性巖層，例如：石灰?guī)r、白云巖等，同時巖層也可能存在巖溶發(fā)育、裂隙發(fā)育巖層、巖體破碎、節(jié)理密集等問題；或者說石英巖、夾板巖等侵入花崗巖與其相接觸的地帶、斷裂帶等地方；再加上地表水、地下侵蝕性水源，透水性較高的地段，偏壓、淺埋隧道，第四系多裂隙和空洞的土層等，這些地質(zhì)環(huán)境都可能導(dǎo)致鐵路隧道襯砌滲漏水的發(fā)生。

4 隧道襯砌防滲漏施工的監(jiān)理措施

針對襯砌滲漏水的整治上，必須加強(qiáng)掌握裂縫的形態(tài)、地質(zhì)、施工、設(shè)計等原因，以此為基礎(chǔ)對不同滲漏情況采取針對性的監(jiān)理措施。

4.1 加強(qiáng)監(jiān)理單位的重視程度

隧道襯砌滲漏不僅是施工單位的重點(diǎn)控制問題，也必須引起監(jiān)理單位的高度重視，通過對襯砌施工中出現(xiàn)滲漏的主要原因及部位分析，制定切實(shí)有效的監(jiān)理措施，為了更好的落實(shí)組織、技術(shù)、責(zé)任，要求施工單位必須進(jìn)行技術(shù)交底；每完成一個施工環(huán)節(jié)就必須進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收時由質(zhì)檢工作人員及監(jiān)理工作人員共同驗(yàn)收，確保雙方驗(yàn)收合格并簽字確認(rèn)后方可開展下一道工序，以此來制約雙方的責(zé)任和權(quán)利，做到事前責(zé)任落實(shí)，事中有制度可依，事后有記錄可查，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。

4.2 施工中的監(jiān)理控制

在施工過程中的監(jiān)理控制工作中，混凝土澆筑施工是非常重要的一部分，一般情況下，混凝土澆筑分兩次進(jìn)行，第一次澆筑厚度應(yīng)控制在50cm以內(nèi)，而且在澆筑完成后還要進(jìn)行人工搗固，以增加混凝土牢固程度；需要注意的是對死角處也需要適時人工搗固，因?yàn)檫@些地方是機(jī)器無法碰觸的位置，如果未進(jìn)行人工搗固，很可能出現(xiàn)安全隱患。然后在澆筑二層襯砌混凝土后依然需要人工搗固，以便對下層混凝土起到復(fù)搗作用，以提高下層的結(jié)構(gòu)質(zhì)量。在這個環(huán)節(jié)的施工中需注意模板臺車的堵頭問題，必須將施工縫部位的混凝土密實(shí)度問題給予重視，重點(diǎn)解決這一問題。第二個問題就是仰拱矮邊墻的澆筑，在這個施工環(huán)節(jié)中，應(yīng)設(shè)置頂面水平施工縫坡面，坡面要求按2%的反向坡設(shè)置，如果并未設(shè)置或坡度不足，則必須由人工進(jìn)行開鑿，確保襯砌背后滲水沿著施工縫流向低處，進(jìn)而進(jìn)入到泄水孔中，通過側(cè)溝排出。

5 結(jié)束語

總之，鐵路隧道襯砌滲漏會嚴(yán)重影響到鐵路的運(yùn)營及安全性，因此施工單位必須高度重視，全面分析出現(xiàn)滲漏的原因，對施工中可能存在的質(zhì)量問題進(jìn)行深入討論，認(rèn)真執(zhí)行監(jiān)理工作，即便是細(xì)枝末節(jié)的問題也不能疏忽，進(jìn)而使鐵路隧道滲漏水問題得以有效控制。