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隧道堵漏公司论铁路隧道防水堵漏技术与材料发展现状

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作者:姜立升、王瑛来源:中联天盛防水堵漏专网网址:http://www.zltsfsdl.com

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隧道渗漏水是目前铁路隧道较为普遍的问题,也是铁路电气化改造必须解决的难题。隧道堵漏公司结合当前我国铁路隧道渗漏水的现状,综合论述了目前我国隧道渗漏水治理的技术与材料,并提出存在的不足和亟待改进之处。

随着我国西部大开发战略的实施,铁路建设任务日益繁重。由于我国西部地区地形及地质结构复杂,在隧道开挖和运营隧道的维护中,防水及渗漏水问题是当前最为突出的通病,也是铁路工务工程部门较为棘手的问题之一。隧道堵漏公司根据现有的资料发现,迄今为止我国对隧道防水,堵漏技术与材料的研究仍相当少,现有的防水堵漏技术与材料也都存在不少问题,在许多方面都有待于进一步研究。

1.我国铁路隧道工程渗漏水现状与危害

目前,我国已具有修建长大隧道、地铁等地下工程的能力和经验,但从工程结构的防水而言,尽管有设计要求,但往往因施工中的不重视,按设计要求合理选择材料,又缺乏有效的监督与验收机制,致使隧道完工后防水效果达不到要求。根据隧道堵漏公司统计资料显示,全国5200多座铁路隧道中,有60%以上的隧道衬砌结构出现渗漏,这不仅会降低混凝土衬砌的耐久性,还会降低隧道内各种设施的功能,恶化隧道环境;在寒冷地区,由于隧道漏水,路面结冰,顶部产生冰柱,严重影响隧道的正常使用;在电气化线路上,隧道渗漏水则是危及电力机车、车辆安全运行的隐患。

2.我国隧道工程防水堵漏的规定及存在的问题

2.1我国铁路隧道的防水规定

我国《地下工程防水技术规范》规定了地下工程防水“防、排、截、堵相结合,因地制宜,综合治理”的总治理原则。所谓“防”是指工程结构设计必须要有防水技术内容,要强调必须优先采用防水混凝土做自防水结构,要使工程本身具有阻水和防水渗入的能力。“排”是要求工程要具有完整的排水系统,以减少渗水压力及渗水量,为进一步防水创造条件。“截”是指工程位置的地表水、渗漏水、地下裂缝水要用排水沟、导管等排水系统引走。“堵”是指工程已出现结构渗漏时,采用压浆、抹面、喷涂、嵌堵等方法将渗漏水堵住,为防水施工创造条件。隧道渗漏水的防治与很多因素有关,是一项系统工程。在设计、施工、材料、验收等各个环节必须严格按规范要求去做,才可能达到设计要求的防水质量。铁路系统直到1986年才颁布了相应标准,TBJ3-85《铁路隧道设计规范》、TBJ204-86《铁路隧道施工规范》等都对铁路隧道的阻水、防水渗漏能力规定了具体技术要求,以达到防水可靠,经济合理的目的。

2.2隧道防水规定的不足

我国现有的隧道防水措施都是依据现行技术规范,并借鉴国外的成熟技术来实施的。在隧道设计与施工规范中,虽然对各种隧道的防水均做了相应规定,但仍有较多的不足之处,主要表现在:

(1)部分规范缺少明确的防水等级划分。对铁路隧道只要求按照一般地下工程的防水原则实施,没有明确的防水等级和具体要求;对隧道的具体情况如隧道所在线路等级、牵引类型、隧道所在地区或地段、隧道不同部位及隧道的长度等因素也缺乏定量的防水指标。

(2)防水设计缺乏充分的理论依据。由于地质情况复杂,通过勘探往往还不能掌握隧道的地质情况,多数还要用试验和估算的方法推测,无法为隧道防水设计及规定提供足够的理论依据。

(3)隧道防水施工、监理及验收不规范。尽管隧道设计与施工规范都有防水规定,但由于各种防水措施大都缺乏经济、效率上的系统研究;对防水施工、监理及验收也都缺乏相应的规范,防水要求随意性强,没有统一的评价标准;施工监理也缺乏防水施工工艺等方面的监理规程。隧道竣工后,质量管理部门也缺乏有效检验手段和相应的验收规范,仅从衬砌表面上看不出什么问题,就按合格验收,无法保证运营后不出现渗漏水现象。

3.当前隧道工程的堵漏技术

3.1隧道衬砌渗漏水的主要原因

隧道渗漏水的原因大致可分成自然因素和人为因素。

3.1.1自然因素:开挖隧道对地下水的影响,是隧道发生渗漏水的客观因素。根据水力学和水文地质学原理,地下水从高压水位向低压水位流动,有其固定的流线,由于隧道的开挖,形成临空面的低水压区,改变了围岩的力学特性和地下水泾流路线,使周围地下水向隧道内汇集和积聚,给衬砌及底部渗漏水留下隐患。隧道开挖影响范围的大小与地层的渗透系数、水位高低、过水断面大小有关,此外还受大气降水、隧道进深及隧道周围溶洞、泉眼、水库或江、河、湖泊的影响。

3.1.2人为因素:

(1)隧道防排水系统不完善:①排水管道设置不合理、排水沟深度及宽度不够或被泥、砂、灰浆、浆液堵死无法正常排水;②混凝土施工接缝、结构连接、混凝土缺陷部位的防水设计、材料、施工工艺及质量检验不严格。

(2)对特殊地段(侵蚀性地下水、寒冷及严寒地区等)没有采取特殊处理措施:①混凝土衬砌在侵蚀性介质经常作用下,出现起毛、酥松、蜂窝麻面等导致材料强度降低,衬砌厚度变薄,导致渗漏水并日趋严重;②寒冷及严寒使衬砌背后积水冻结,造成衬砌混凝土冻胀开裂渗漏水;衬砌混凝土本身多次冻融循环而开裂渗漏水;③排水沟结冰无法满足排水要求,基底积水、结冰,线路不均匀隆起。

(3)铁路隧道施工规范不完善:现行《铁路隧道施工规范》对隧道结构及施工防排水,只作了总体要求,定性说明多,定量指标少,而且内容也不够全面,有些概念还比较模糊,既造成对防水质量要求的不同理解,也不能有效地约束设计及施工单位。

3.2隧道衬砌渗漏水的种类

隧道堵漏公司将隧道渗漏水大致分为以下几种:

(1)结构接缝渗漏;

(2)裂缝引起渗漏;

(3)混凝土受腐蚀引起渗漏。

根据渗漏形式可分为点、线、面3种。按出水量不同可分慢渗、快渗、漏水和涌水。

3.3隧道衬砌渗漏水的封堵原则

(1)隧道堵漏公司应根据漏水部位、漏水种类、水源及漏水量确定其整治方案及选材。

(2)查找并切断水源,尽量使修堵工作在无水状态下进行。在渗漏水状态下进行修堵时,要尽量通过做好引水,变大漏为小漏,变线漏为点漏,变片漏为孔漏的办法,减少漏水面积,方便施工操作,防止水压冲坏施工材料。

(3)对隧道内衬砌的渗漏水区域,隧道堵漏公司应采用注浆、嵌堵、排水综合治理措施。具体操作要遵守“拱堵墙排,堵排结合”的原则及“先拱后墙”的顺序,先将拱部水堵住,再在边墙上做排水处理。

3.4常用堵漏防水技术

3.4.1表面封闭法:在需防水的表面铺一层防水层进行隔离和封闭。较常用的做法为先用聚氨酯防水橡胶进行表面处理,沿裂缝铺一定厚度的橡胶膜即可。

3.4.2凿缝填充法:一般沿裂缝凿成“V”型槽,再填充一些防水和补强材料。此法只适用于自身强度低,且有高延伸率、弹性及高粘结力的填灌材料,否则,材料与衬砌的粘结界面就会破坏,失去防水效果。

3.4.3灌浆法:对具有较完整骨架的防渗漏对象,堵漏防水是一种快速而效果明显的首选手段,是目前隧道堵漏公司最常用的堵漏方法。将一定的材料配制成浆液,用压送设备将其灌入缝隙或空洞之中,使其扩散、胶凝或固化,以达到防渗堵漏的目的,确保防水工程的防水性能。灌浆能使裂缝缺陷愈合而恢复整体性。与表面封闭法相比,它能有效防止水进入裂缝内腐蚀钢筋。该法已被广泛应用于整治隧道渗漏水,构筑第一道防水线。

注浆材料应具备以下条件:

(1)可注性好;

(2)胶凝时间易于调节,最好是突变式固化;

(3)固结体强度高,抗渗性好,附着力强;

(4)材料价格适中,采购方便;

(5)操作工艺简单;

(6)无毒。

隧道堵漏公司根据灌浆材料的不同,分别对裂缝和混凝土缺陷进行补强和单纯堵漏,特别是对有压水的堵漏、修补,此法常可取得快速满意的效果。灌浆法相对于表面封闭法来说,显得工艺复杂,配方难掌握,技术要求高,造价也较高。

3.4.4其它方法

防渗漏的方法还有粘结钢板法、增加截面法、预应力张拉补强法等。这些方法都是在因设计计算失误等原因造成裂缝的情况下使用,而且必须要在协调一致的变形条件下才可使用。

4.我国隧道防水堵漏材料发展现状

4.1合格的防水材料应具有:

(1)能承受一定的机械撞击而不受损伤;

(2)具有耐久性和耐腐蚀性;

(3)防水膜接缝严密性;

(4)施工方便,接缝少;

(5)良好的经济性。

4.2发展现状:近几年来,我国新型防水堵漏材料发展较快,通过引进国外新技术与产品,并在此基础上进一步发展,已形成了很多质量较好,经济性也不错的产品。当前,我国的防水堵漏材料已从纸胎石油沥青油毡型单一产品,发展成档次、品种、功能均较齐全的防水材料系列产品,包括:改性沥青防水卷材、高分子防水卷材、防水涂料、建筑密封材料、刚性防水堵漏材料等。其中,增长较快的为改性防水油毡卷材,而高分子防水材料也有一定发展规模。为各种工程的防水堵漏提供了更多的选择。我国新型防水堵漏材料的发展,无论从技术上、价格上及产品质量上都还面临着这样或那样的问题,如:各种假冒改性沥青防水卷材充斥市场,这种小作坊低技术含量、低成本、低价位的伪劣产品,严重干扰了正规企业新、优、名牌产品的正常发展;在应用上,设计及施工人员对新材料缺乏了解,多数只局限于早期的设计要求而不敢应用新技术和新型材料,使新型防水材料难以打开市场去发展。同时,施工时的不重视、施工机具不齐全、配套材料不过关等问题也都困扰着防水新材料的发展。与当前国际先进水平相比,无论从产品的质量、品种及数量上,还是施工技术与配套机具方面仍存在不小的差距,如不加紧研究,这种差距将有进一步扩大的趋势。

4.3我国常见防水堵漏材料

我国防水材料有防水卷材、防水涂料、密封材料及防渗堵漏材料等,其中防水卷材有以下几种:石油沥青纸胎油毡,SBS、APP改性沥青防水卷材等,三元乙丙、PVC、氯化聚乙烯、氯化聚乙烯橡胶共混等高分子防水卷材也有一定规模,但在应用及推广上仍存在一些问题。在防渗堵漏材料方面,由于我国目前对隧道及地下工程渗漏水治理研究相当少,在防渗堵漏材料的发展上也留有很大空白,主导产品不少,但缺乏系列化,亟待进一步去开发新型刚性防渗堵漏材料。现在隧道及地下工程中应用的堵漏防渗材料多数是以普通水泥为基础,加以特殊的化学材料混合而成,这些材料使用方便,堵漏效果较好,在实际的工程中有不错的反映。

5.结束语

隧道及地下工程的渗漏水防治是国内外公认的难题,其防水堵漏技术是集建筑工业与化学工业于一体的边缘学科,无论从防水堵漏技术、施工,还是材料方面都有许多问题需要进一步去探讨、研究,在这些方面,我国更有很大的空白亟待填补。其中不仅工程中有许多具体情况,理论上也有很多难题。在目前,还缺乏可供隧道及地下工程抗渗防水设计的实际研究成果,尚待进一步研究解决。以上是中联天盛隧道堵漏公司小编为您分享的论我国铁路隧道防水堵漏技术与材料发展现状,希望对您有所帮助。了解更多防水堵漏知识,欢迎关注中联天盛防水堵漏专网www.zltsfsdl.com。


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