京原线平型关隧道位于山西省五台山东北部唐河与津沱河的分水岭, 始建于年, 全长米, 属混凝土衬砌。该隧道最大埋深米, 隧道围岩水源充足, 最大排水为吨昼夜, 导致了隧道逐年老化裂损、道床翻浆、线路下沉、扣件锈蚀等病害的产生, 给行车安全造成了直接威胁, 整治隧道漏水已刻不容缓。
现状及成因
年月, 我们对平型关隧道漏水地段进行了一次普查, 发现该隧道明显漏水点处, 滴水成线处, 大面积渗水处巧平方米, 严重渗漏水处所集中在四大段, 即一吹一一一。分析其原因主要是隧道穿越地层地质条件复杂, 地下水丰富。平型关隧道通过中低山区, 系构造剥蚀、黄土系堆积地形, 气候属高原大陆性半干旱气候, 年平均气温℃, 历年最高气温℃ , 最低气温一℃ , 年平均降雨, 最大年降雨。隧道穿越花岗岩、花岗片麻岩及辉绿岩层, 有三条逆断层横切隧道, 断层内均有破碎物填充。由于区域性构造破碎带较发育, 隧道出口附近风化层较厚, 含地下孔隙水, 含水层为花岗片麻岩风化呈砂砾状及碎石状。大量的地下水通过岩体内的裂隙山缝和断层汇集于隧道衬砌外围, 对隧道内的混凝土衬砌形成较大的水压力, 通过衬砌孔隙流出。
施工质差, 防排水措施不得力。平型关隧道修建时衬砌遗留许多空洞和蜂窝麻面, 个别地段的混凝土强度和密实度没有达到设计要求。同时, 在衬砌与岩体接触面未采取任何防水设施。衬砌混凝土长期受水溶性侵蚀, 以及衬砌自身应力变化, 造成混凝土衬砌结构发生变化, 产生裂纹。
隧道顶部地表水渗入隧道, 造成隧道渗漏水。我们通过一个汛期对、、三个渗漏水处所进行观测, 发现降雨量与漏水处所的出水成正比关系。整治对策根据隧道漏水的成因, 我们认为应采用“ 堵、截、排、引”相结合的办法, 因地制宜地去整治。
选择漏水严重的“ 一一” 地段, 采用截、堵、排相结合的方式, 进行定位疏通和封堵。
疏通隧道内双侧深水沟及部分渗漏水地段的盲沟。
对隧道顶地表排水系统进行调查, 并绘制地表排水系统平面图, 在隧道顶增设排洪沟, 截流地表水, 控制地表水的下渗。堵漏材料的比选铁路隧道堵漏采用的防水材料种类很多, 施工标准和工艺各异, 最常用的有水玻璃浆膏、硅化砂浆、防水涂料、一浆液、速凝水泥砂浆等。我们对这几种堵漏材料分别进行了试用比选, 并结合多年来取得的一些经验教训, 我们引进北京大平工贸有限责任公司生产的速凝堵漏粉作为首选堵漏材料, 配合其它辅助堵漏材料一起对其物理性能、应用特性进行了试验, 并对其施工工艺进行了改进和优化, 发现速凝堵漏粉的优点是速凝性好, 防水寿命长, 与原混凝土有良好的一体性, 粘结性能良好, 干缩性小,不开裂、抗渗性好, 无毒、无味、无污染、无腐蚀, 其操作简便、适用范围广。
速凝堵漏粉的辅助堵漏材料是水泥防水界面剂和聚合物防水涂料。该防水涂料具有高延伸性、高强度性能, 与速凝堵漏粉配套使用, 使其形成了刚柔结合的防水结构, 克服了刚柔两类防水材料单独使用的不足。不但能在潮湿表面作业, 还解决了水泥基层与防水层的粘接问题。
整治方案及步骤
整治施工前须对渗漏水部位、水量大小等漏水病害进行调查分析, 按病害情况分别采取“ 截、堵、排、引” 相结合的治理方案。
封堵防水适用于陡道内小范围渗翻水、滴水及水压较小的渗漏水部位基面处理清除油污及杂物, 将漏水点或缝凿成型口深一, 宽一, 开口两侧衬砌各凿毛宽, 用清水冲洗干净。封堵用速凝堵漏粉水体积比, 下同一, 迅速搅拌均匀后, 抹压到漏水部位, 用压子抹平, 拌好的料要在分钟内用完, 如漏水严重,可等拌好的料刚发硬时, 戴乳胶手套用手直接封堵压实。
做刚性防水界面层用水泥防水界面剂和速凝堵漏粉配合比为, 加水调成糊状刷遍, 间隔时间一分钟, 固化分钟。
做柔性防水保护层用扁油刷刷遍专用防水涂料, 每遍力求做到薄而均匀, 不得漏刷, 时间间隔约分钟, 即前一遍涂料由白色变成透明时方可刷下一遍。
做刚性防水保护层用水泥防水界面剂和速凝堵漏粉配合比为, 加水调成糊状刷遍。
抹面防水适用于隧道内大面积渗水及小滴水部位基面处理清除油污及杂物, 将大面积渗水部位凿毛, 用清水冲洗干净。
引排防水, 适用于隧道内涌, 水、滴水成线、大面积漏水、淌水、承压水部位。
在拱部或边墙做集中封堵或做抹面防水后, 水会挤向其它薄弱环节处, 漏出或渗出, 重新造成病害。为此, 需在边墙起拱线附近选择渗漏水点, 打眼引排。用钢钎将衬砌混凝土凿出暗槽, 把放出的水引入侧沟排走。打眼时, 位置一定要细致观测和分析, 选准打透,否则容易造成干眼。
做排水暗槽。从放水眼开始, 在边墙上凿成深一, 底口宽一队开口宽一的梯形槽。开口两侧衬砌各凿毛宽, 凿好后, 用钢丝刷打磨一遍, 并用清水冲洗干净。然后在槽深约二分之一处加盖板将槽盖住。盖板可选用内径一半圆管, 或用厚毫米的镀锌铁皮制做。
用盖板盖住槽后, 先用速凝堵漏粉‘水,一, 搅拌均匀后, 封堵, 压平。
对于陡道内村砌斜向裂纹瀚水处所, 我们采用将排水暗抽做成不规则梯形口的方法, 有利于速报堵肠材料与既有隧道衬砌结合牢固, 引导水流顺边姗排入地沟。
效果我们采用速凝堵漏粉对京原线平型关隧道渗漏水进行了整治, 现场使用效果明显。其实用性强, 施工工艺简单, 与传统的施工工艺相比具有经济实用、易于操作等优点, 是整治隧道渗漏水的有效手段和途径。