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隧道防水应在设计施工中加以重视

隧道防水应在设计施工中加以重视

 

往往是多种方法并用,   根据国内外防水实践证明.真正用一种方法就奏效的还不多见。而且是多层次的防水才干收到较好的效果。治标不如治本.隧道防水应在设计施工中加以重视,否则,运营后会导致防不胜防的局面,即使养护工程师们绞尽脑计,花费几倍的代价,也难于发明出施工防水的条件和效果。

日均涌水达8000吨,闻名中外的京广复线大瑶山道九号断层的涌水。最大时达30000吨,使施工无法进行。大秦线军都山隧道在开挖中曾多次被泥石流堵塞.给施工造成极大困难。但运营之后.隧道还有防水问题吗?问题是肯定的而且难度更大。当你盛夏走进隧道里,踏在用钢筋混凝土盖板铺砌成平坦的人行道上,听着板下水沟潺潺流水声,一股凉风迎面吹来,会使你发生别有洞天之感。然而正是这汩汩流水,每时每刻腐蚀着隧道的机体。像癌细胞一样,隧道内发生一个又一个瘤块。如果没有高明的医生”不时施“手术”隧道是很难保证正常运营使用的

一、隧道的天敌—水害

破坏了水在岩石圈中的正常循环,   隧道是铁路穿越地层的地下建筑物。当隧道位于古术层中或截断古术层时。有着一定压力的地下水必将沿着各种裂隙向隧道内挤进;尽管修建隧道时对防水问题都做了各种技术处理,但防水效果多尽人意。根据1985年不完全的统计,全国目前运营隧道中有1300多座有渗漏水病害,占运营隧道30之多。这些渗漏水隧道中,水平不同的影响着运输生产,大量地损坏了铁路设备,很大水平上增加了运输本钱,给国家造成巨大损失。

仅使用几年,   1972年开通运营的京原线。全线最长的驿马岭隧道,整体道床和衬砌多处被高压地下水挤裂,大量的地下水涌向隧道内,水漫钢轨滚滚波涛使隧道变成山腰问的悬河,运营不久的线路停运达1年之久,国家又投资几千万元来整治水害。

出于穿越一系列断层破裂带,   地处四川、陕西交界的大巴山隧道。地下水压力很大,日均涌水为83OO19000吨,导致道床破裂,翻浆冒泥,钢轨及连接零件锈蚀严重,使得隧道内临时限速慢行,成了控制襄渝线通过能力的卡脖子”地段。

像病菌一样无孔不入。施工中任何疏忽大意,   可不能小看隧道内涓涓流水。混凝土中留下蜂窝麻面和各种微小裂隙,都可破坏隧道结构。源源不时地流水,像不断加压的千斤顶沿着结构的裂隙将衬砌或整体道床挤裂破坏。当隧道的围岩是软质岩石时,临时在地下水的解围下,会变软泥化而减小或失去对隧道结构的承载能力,引起隧道结构的变形损坏 当围岩是可溶性岩石时,流水的不时侵蚀,导致隧道结构变形损坏的危险性更丈。特别是当地下水又属侵蚀性水时,这种破坏作用就更大更快。如含碳酸的水能溶解混凝土中的碳酸钙,使混凝土粉化。如果是含硫酸盐型的侵蚀水,对混凝土结构的破坏更为严重。

 

由于围岩裂隙水中含有很高的硫酸根离子,   丰沙线上行二号隧道内混凝土侵蚀深达10厘米。兰新线坡底峡隧道。运营不到十年,隧道护坡普遍开裂塌陷,地下水淹没道床,严重影响运输生产。

如澳大利亚联邦铁路有一座隧道地下水含三氧化硫高达100克/升,   国外这种例子也很多。且山体中含脉状石膏盐岩等,对块石衬砌有显著恶化作用,自愿改建。

线路设备终年浸泡在水中 尤其是钢轨及其连接零件,   隧道的渗漏水使得隧道内空气潮湿。湿润和有水的条件下,锈蚀损坏很快,根据国外资料记载,湿润和有侵蚀性水的条件下,钢铁外表的锈蚀深度每年平均为1.28.0毫米。无怪乎人们把钢铁的锈蚀比喻为无焰火灾。正是这常年不息的无焰火灾,使每年自白损失上百万吨的钢轨和连接零件。

二、坚冰作祟

隧道渗漏水引起的冰害,   寒冷的南方。严重威胁运输平安 冬季隧道刨冰已成养护维修工作的主要内容。位于南疆铁路上的奎先隧道,地处海拔3OO0米以上的高寒地区,年平均气温在-4摄氏度以下。每到冬季,滴水成冰,轨道中心结冰常高出轨面,侧壁下水沟上的结冰常达一米以上。经过反复试验研究,将原设计的暗管水沟改造为新型的保温水沟。

                                               

捧出渭外。由于地处高寒,   把渗漏水引导进水沟里。隧道内冬季常为负温,而且衬砌和围岩也都在负温下,尽管有保温水沟,也常发生结珠堵塞 因为此处结冰不是由上向下发展,而是由底部、正面开始结冰向上发展,蚕食流水断面,一层层长出冰来。为此,隧道养护者们又为保温水沟安设了电热器 提高水温,保证不让结冰,排水疏通。隧道内安设电热器在世界上是少见的但在高寒的特殊地区,这是十分绝妙的设计。

从11月中旬至3月中旬,   东北浑白线上的枫叶岭隧道的刨冰期长达4个月。每天昼夜不停的检查和刨冰,否则就难保证运输安全。

隧道冰害对安全运输的影响更加严重。隧道顶部的渗漏水往往顺着锚固索滴流在电化高压导线和承力索上,电气化铁路上。拱顶和导线、承力索问形成一个飞倒挂庞大冰柱,国外多叫冰笋。因为冰是纯绝缘体,故会引起高压导线短路,烧断导线、承力索和其电气设备仅宝成线凤州工务段管内1984年就发生烧断承力索的危险事故达三次之多。刚刚开通试运营的大秦线电气化铁路,第一十冬天就发生多起烧断导线和承力索的大事故 丰沙大电化铁路的丰沙段.也曾发生过因导线下的冰笋太重将锚固索拔出坠落的危险事故。这种冰笋在寒冷的渗漏水严重的地区.增长速度很快,往往一夜间就侵入限界,如果不及时清除,就难于保证运输平安。

充溢在隧道结构内各裂隙间的水冬天结冰,   另外。结冰后体积膨胀。因此,裂隙中水的形状变化,就像无声破碎剂一样,把衬砌、仰拱、水沟和道床等挤裂破碎。

寒冷地区的隧道两端口处,   每当初春。会看到被这种无声爆破所破坏的纵横开裂密布的水沟或道床。为了减轻和防止这种无声爆破作用的破坏,隧道养护者们结合当地情况,因地制宜地采取了多种技术措施。如撒防冻化学药剂。用保温资料覆盖.甚至在隧道装置暧气设备等。

三、治水之路

就揭开了人类和地下水做斗争的历史。由于地下水来源复杂,   自从有了隧道和其他地下工程。情况多变,经历临时曲折的探索,其变化规律尚未完全被人们所掌握。目前,国对运营隧道防水原则是以“预防为主,综台治理”积累多年防治水的经验,制定了因地制宜,排、堵、截相结合,以排为主”方针。

 

坚持岩石圈中的地下水循环连续,   所谓隧道排水.就是将隧道截断含水层的地下水引出隧道。分为自然排水和强制排水,一般多采用因势利导的自然排水。国在隧道设计中多采用侧沟和中心掏排水方式。由于水沟设置不妥或废弃物堵塞不能及时清除,导致地下水在隧道内漫滥,极大地危害着道床和钢轨等设备,严重影响运输条件,甚至限制了线路通过能力。经过临时试验和探索,隧道养护者们设计了密井暗管”式排水设备,有效地限制和防止了地下水漫溢。密井暗管”就是侧沟下面边墙脚下,埋设周围带孔的圆管。

地下水沿边墙内外和道床下渗进暗管中,   其四周用无砂多孔混凝土固住。解除了水淹道床的病患为解决暗管的凝积问题,每隔一段距离设一敞口竖井,井下设沉淀池供沉淀水中杂质。这种“坎儿井”式排水设备,许多地方整治长大隧道排水中收到很好的效果。

各地差异很大,   由于地下水饭为复杂。隧道养护者们发明出五彩缤纷的排水设备。如前所述外.还有各式各样的盲沟。

                                       

把地下水依照预定路线引导到水沟中排出洞外。目前我国常用的堵漏方法:   隧道堵截水是将漏水严重的处所裂隙封住。

达到堵塞裂隙封住漏水的目的压注浆资料大体可分为:水泥系列(即水泥浆)水泥药液系列,   压注浆法:将防水浆液用很高的压力注入围岩的裂隙中。水玻璃系列和高分子化学注浆材料系列。根据国内外施工实践证明,从防水效果和综合指标考虑,水泥一水玻璃浆液被广泛采用。近年发展起来的化学浆液,防水效果虽然比较理想 但价格高昂.而且对环境有一定污染,应用上受到限制。

一般用氯化铁防水砂浆、膨胀水泥砂浆环氧煤焦油涂料等,   面层法:主要用于修补衬砌渗漏水。直接抹在衬砌表面,以阻止衬砌混凝土裂隙渗漏水。

用高压气直接喷涂在混凝表面,   喷涂防水:近年新研究的阳离子乳化沥青胶乳为喷涂材料。以速凝封住裂隙渗水。

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