隧道渗漏水整治技术

应用技术　隧道渗漏水整治技术　刘国飞　（中铁二十二局哈铁建设集团　黑龙江　哈尔滨　ｌ　５０００６）　［摘要］根据焦柳线某岩溶隧道地质状况和衬砌渗水的情况，分析了渗漏水的原因，提出了村砌渗漏水治理的总体思路，介绍了如何有　针对性地选择渗漏水的治理材料，并对治理工艺进行了阐述。　［关键词］衬砌　渗漏水　注浆　凿槽引排　中图分类号：Ｔｕ　文章标识码：Ａ　文章编号：１　００９－９１４ｘ（２００９）９（ａ）－０１　０７—０３　１．概述　１．１工程地质简介　焦柳线某岩溶隧道富水区段总长约９　５０ｍ。地层岩性主要为可溶　性的灰岩。其岩溶形式在近地表以岩溶为主，向下逐渐以溶蚀孔洞　为主，深部局部地段溶蚀裂隙相当发育，岩溶水也非常发育。地　勘资料表明，隧道从岩溶水深部滞留带穿越，该岩溶隧道富水区段正　常涌水量超过４Ｏ０Ｏｍ。／ｄ，最大涌水量约达ｌ００００ｍ　３／ｄ。　１．２渗漏水的情况　该隧道于７　０年代中期完成以后，随着时间增长，由于多种原　因，二次衬砌多处出现渗漏水现象。渗漏水主要有以下三种形式：（１）　在岩溶核心区段的大部分施工缝均有不同程度的渗漏水；（２）富水区　段衬砌边墙大面积渗水；（３）富水区段衬砌表面的薄弱部位有不同程　度的滴水。　图１衬砌出水点的处理图　３．３混凝土表面大面积渗漏水的治理　混凝土拱墙大面积渗水时，需采用注入ＨＳＣ浆和聚氨酯浆液的办　２，渗漏水治理总体思路　灌注ＨｓＣ或不同水泥单液浆充填拱部衬砌背后的空腔；　针对衬砌表面出水点进行填充Ｒ一６堵水剂封堵；　针对衬砌混凝土表面大面积渗漏水进行刮涂Ｒ一１防水涂料治理；　针对施工缝渗漏水进行凿槽引排或凿槽填充Ｒ一６堵水剂封堵；　针对衬砌表面的湿渍采用注浆和刮涂Ｒ一１防水涂料的方法进行封堵；　针对混凝土裂缝和薄弱部位进行治理。　３．渗漏水治理技术　衬砌漏水的治理应遵循先上后下，先拱后墙的顺序；应先采用　水泥系浆液封堵大水，再采用化学制剂封堵渗漏水和滴水；在治理　过程中应遵循先行堵漏治理，后行引排处理的顺序。　３．１衬砌背后的回填注浆　针对村砌混凝土的背后存在的空腔，通过在富水地段灌注Ｈ　Ｓ　Ｃ、　非富水地段灌注普通水泥单液浆的方法进行填充。浆液配比见参见３．７。　３．２衬砌混凝土出水点的处理　混凝土表面的出水点主要采用注浆封堵，然后在表面刮涂Ｒ—ｌ防　水涂料。　ａ．堵水材料及配比　注浆材料：Ｈｓｃ单液浆和水溶性聚氨酯堵漏剂。ＨｓＣ浆水灰比　（０．８～１），水溶性聚氨酯按有关说明配制。　涂抹材料：采用刮涂Ｒ一１防水涂料，涂刷时，其与水的配比　应控制在５　３　２左右　ｂ．注浆参数　法进行处理。在渗漏水部位钻孔，安设止水针头，钻孔深度５ｃｍ～１０ｃｍ，　止水针头直径为ｌ　０ｍｍ。注浆孔布设面的半径应比渗水面的半径大　１．５ｍ以上，孔距０．５ｍ～１．０ｍ，排距１．０ｍ～１．２ｍ，梅花形布置。　止水针头安设完毕后压注ＨＳＣ浆，如果无法注入，则注入聚氨酯浆，注　浆顺序时从周边无水区向中间渗水部位推进，注浆完成后，割掉管嘴，　并用刮涂Ｒ一１防水涂料。注浆孔的布设见图２。　３．４施工缝渗漏水的处理　施工缝处理时，仍以注浆和涂抹为主，引排为辅。　ａ、水量很小（沿施工缝漫流）　如果施工缝的渗漏水量很小，渗漏水沿衬砌施工缝漫流，采用注　浆的方式加以封堵。如果注浆过程中施工缝漏浆，同时用棉纱或麻丝　封堵漏浆处，间隔注浆试件以ｌＯ分钟左右为宜。具体施工工艺如下：　注浆压力２Ｍｐａ￣３Ｍｐａ：　注浆速度ｌＬ／ｍｉｎ～ｌ０Ｌ／ｍｉｎ：　Ｃ．注浆施工工艺　先凿掉出水点处的混凝土，宽度４ｃｍ￣５ｃｍ，深度６ｃｍ左右，找准　出水点，沿出水点钻孔，钻孔直径为２５ｍｍ￣３０ｍｍ，深度为混凝土厚度。　采用巾２０ｍｍ～巾２５ｍｍ的钢管将水直接接引出并进行水量检测。　采用注浆泵注入ＨＳＣ浆或聚氨酯液将水完全堵住。　割除管头，用钢刷打磨出水点周围并清理干净，刮涂Ｒ一１防水涂　料。参见图ｌ。　图２隧道衬砌表面大面积渗水住激昂空布置图　在施工缝上渗漏水处钻孔，钻孔直径２５ｍｍ￣３０ｍｍ，孔距１．Ｏｍ～　２．Ｏｍ，钻孔深度控制在５０ｍｍ￣６０ｍｍ左右：　安装注浆管，并将管周围封闭牢固：　采用注浆泵注入ＨＳＣ浆，如ＨＳＣ无法注入则注入水溶性聚氨酯，　压力控制在２Ｍｐａ￣３Ｍｐａ；　将水完全封堵后，将出现湿渍的施工缝表面打磨粗糙并清洗干　净，刮涂Ｒ一１防水涂料。　科技博苊Ｉ　１０７　应用技术　Ｉ　ｃｈＩｎ０　５ｃ　ｎ∞ａｎｄ．ｒｅｃｈｎｏ【ｏｇｙ　Ｒ　目ｗ　ｂ、水量较小（沿施工缝快流）　如果渗漏水沿施工缝快流，在不破坏防水板的情况下，则钻穿施　工缝处的混凝土，注入普通水泥浆，如果压力达到规定值，而又注不　进去普通水泥浆时或渗漏水没有明显改善时，在改注ＨＳＣ浆液或聚氨　酯浆液，普通水泥浆配比为０．６３／Ｌ～Ｏ．８。／Ｌ，ＨＳＣ浆液配比０．８。几～ｌ。／　Ｌ，聚氨酯浆液配比如表２，施工过程中根据具体情况调整。　施工工艺：沿裂缝出水处每隔１．０ｍ～１．５ｍ钻孔，安设一根长　１００ｃｍ￣１２０ｃｍ，　２５ｍｍ的注浆钢管，注浆管的前端分叉劈开对准渗　水裂缝，在用双快水泥或ＨＳＣ填充科固定，待水泥达到一定强度后，检　查堵塞效果，要保证除注浆管漏水外，其他部位不漏水，否则要进一　步封堵。然后连接好管路和注浆泵，自下而上压注ＨＳＣ或聚氨酯浆液　（水泥系材料无法压入时才能使用聚氨酯浆液）注浆压力为２ＭＰａ～　３Ｍｐａ。检查注浆效果，清除外露的注浆管，在裂缝表面刷涂刮抹料和　调色料，使处理部位表面与原混凝土保持一致。　Ｃ、水量较大（喷射）　先注浆封堵，若注浆效果不明显时采用凿槽引排的方法处理　注浆封堵，沿喷水处钻设注浆孔，钻孔深度应等于衬砌厚度。先　注入普通水泥浆液，后注ＨＳＣ浆液，浆液配比为０．６　３／Ｌ～Ｏ．８３／Ｌ，　注浆压力３Ｍｐａ￣４Ｍｐａ。如漏浆严重，可注如少量的水泥一水玻璃浆　进行封堵，水泥浆的水灰比为０．８　３／Ｌ，水泥一水玻璃配比为１　３　（０．６—０．８）。　ｄ、施工缝渗漏水凿槽引排　凿槽引排具体工艺如下：　用切割机和凿子等工具沿施工缝剃槽，槽深６ｃｍ－－８ｃｍ左右，槽　宽５ｃｍ～６ｃｍ，如图４：　用钢刷将槽内浮沉扫除干净；　在凹槽内嵌入巾５０ｍｍ弹簧排水盲管或ＰＶＣ半圆管，管两端伸入　两侧排水沟内：　在盲管外侧抹３　Ｃｍ厚的Ｒ一６填充料，再抹２　Ｃｍ厚的环氧砂浆，　砂浆表面与混凝土表面基本平齐；　在防水砂浆表面刮涂Ｒ—ｌ防水涂料，并抹平。　３．５衬砌混凝土表面湿渍的处理　衬砌混凝土表面的湿渍主要采用注浆的涂料防水涂料的方法进行　处理。　ａ、注浆堵水　注浆堵水主要是针对混凝土内部的缺陷和表面的渗漏水及蜂窝麻　面进行钻孔注浆，提高混凝土抗惨能力，达到堵水、降低渗透系数的　目的。采用电钻钻孔，注浆孔的直径为１０ｍｍ￣１５ｍｍ，安装１０ｃｍ￣１５ｃｍ　长的止水针头进行注浆，注浆材料为聚氨酯浆液。　ｂ、涂抹处理　注浆后对湿渍范围刮涂Ｒ一１防水涂料进行处理，步骤如下：　将湿渍范围内混凝土清理干净，并用钢丝刷、打磨机将表面打　磨粗糙以后，用水洗净，待表面潮湿后进行处理。　防水涂料按一定比例加水配制，并混合均匀，调成浆体。　防水涂料应做到随混合随使用，搅拌好的涂料从加水时计算，　宜在２　５分钟以内用完，在施工过程中应不时的搅拌，并严禁向已经　很和好的涂料里另外加水。　涂抹时用半硬的鬃毛刷子或尼龙刷子将涂料采用圆形涂抹的方法，　均匀涂在混凝土表面，一次涂抹的厚度不宜大于２ｍｍ，涂刷范围应超　过湿渍边缘３０ｃｍ，涂料用量应控制在（０．８～１．０）ｋｇ／ｍ　ｚ。　待表面涂层初凝并达到一定强度以后，立即洒水进行养护，每　天的洒水次数不小于３次。　３．６混凝土裂缝的处理　ａ、无水裂缝的治理　对于混凝土裂缝或间歇缝，可采取凿槽嵌补并注高强度化学浆液　予以补强加固，以期恢复混凝土的整体性和部分承载力，并防止以后　出现渗漏水。环氧树脂时一种高分子材料，具有强度高，粘结力强，收　缩性小，化学稳定性好，能在常温下固化等性能，常用做裂缝处理，作　为注浆材料存在年度大，可注性小，憎水性强，与潮湿裂缝粘结力差　等等问题，因此主要由于干裂缝的处理和结构补强。　施工工艺：沿裂缝延伸方向凿宽４ｃｍ￣５ｃｍ，深６ｃｍ的体形槽，长　度自裂缝起止点向外各延伸ｌ０ｃｍ，用高压风吹净或用毛刷刷净浮尘，　然后每隔０．５ｍ～０．８ｍ安装ｌ根止水针水头，待环氧树脂砂浆凝固后，　通过止水针头压注环氧树脂浆液，注浆压力一般为０．３Ｍｐａ￣０．５Ｍｐａ，　注浆后，割掉止水针头外露部分，涂刷刮抹料和调色料。参见图３。　衬砌裂缝的治理要遵循先环向，后纵向的顺序。延伸较长的裂缝，　要分段处理，裂缝密度大的地段，要逐条处理。这样处理过后，由于　环氧树脂的高强度可将裂缝两边的混凝土粘结成一个整体，大大提高　衬砌的承载能力。　１０８ｌ拜技博电　图３无水（有水）裂缝处理断面图　ｂ、有水衬砌裂缝治理（慢渗裂缝和湿渍裂缝）　对于慢渗或有湿渍的混凝土裂缝或间歇缝，采用注浆封堵的方法　进行处理，具体施作工艺如下：　沿裂缝造出宽４ｃｍ￣５ｃｍ，深６ｃｍ的倒梯形槽，用水冲洗干净，然　后沿裂缝每隔０．８ｍ～Ｌ　５ｍ设置一根长１０ｃｍ，　１０ｍｍ的止水针头，止　水针头的前端对准渗水裂缝，再用双快水泥或Ｒ一６填充料填充并固定　止水针头，待填充达到一定强度后，检查堵塞效果，要保证除止水针　头漏水外，其它部位不能漏水，否则要进一步封堵。然后连接好管路　和注浆泵，自下而上压注ＨＳＣ浆或聚氨脂浆液，如水泥系材料无法压　入时则使用聚氨脂浆液，注浆压力为０．３Ｐａ￣０．５ＭＰａ。检查注浆效果，　清除外露的止水针头，充填Ｒ－６填充料，最后在表刮涂Ｒ一１防水涂料　和调色料，使处理部位表面与原混凝土保持一致　参见图３。　Ｃ、渗漏水较大的裂缝凿槽引排（有流水裂缝）　当裂缝渗水量较大（以线状流出）时，进行引排处理比较合适，这　样可以减少水对结构的压力。旌作工艺为：沿裂缝凿宽６ｃｍ￣７ｃｍ、深　６ｃｍ的矩形或倒梯形沟槽，槽上端应高于渗水部位１０ｃｍ以上，下端延　边墙一直通到隧道排水沟内。用水将沟槽冲洗干净，然后在槽中扣入　５０ｍｍ半圆形ＰＶＣ管或小直径玻璃纤维透水管均可，用Ｒ一６填充料封　槽。封槽后应注意使结构表面平整光滑，并刷涂刮Ｒ—ｉ抹料和调色　料，使处理表面与原有混凝土表面颜色一致。参见图４。　图４凿槽引排处理裂缝渗漏水断面图　ｄ、混凝土薄弱部位的补强加固　在混凝土薄弱部位打孔安装止水针头，孔间距１．０ｍ　Ｘ　１．Ｏｍ，灌　注环氧树脂浆液，压力控制在ＩＭＰａ，环氧树脂浆液和环氧树脂砂浆配　比见表３和表４．具体工艺参见３．６．　３．７浆材的选取与浆液的配比　根据衬砌渗漏水状况，以先采用水泥系浆液封堵大水，再采用　化学浆液封堵渗漏水和混凝土补强为总体原则，水泥系浆液选择亲水　性强的水溶性聚氨脂浆液和抗压强度高的环氧树脂浆液为主要浆材。　ａ、水泥类浆液配比　水泥类浆液配比如表１所示。　表１水泥系注浆材料配比表　Ｔａｂｌｅ１　Ｍｉｘｉｎｇ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌＳ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔ　ｓｅｒｉｅｓ　ｂ、水溶性聚氨脂浆液配比　注：使用时，先在聚氨酯中加入总量２　５％的丙酮，搅拌均匀　后方可使用，所用丙酮含水量应不大于Ｏ．３％。　ｃ、环氧树脂浆液配比　应用技术　济阳坳陷碳酸盐岩潜山储层孔隙度解释　刘北羿　（中国石化胜利油田分公司地质科学研究院山东东营２５７０ｌ５）　［摘要］济阳坳陷现已全面进入隐蔽油气藏勘探阶段。影响储量评价的主要参数包括储层的孔隙度、含油饱和度、有效厚度等，但在　低孔隙的碳酸盐岩储层中，孔隙度的解释精度显得尤为重要，它每变化１％可引起储量变化５０％甚至更大。同时由于碳酸盐岩裂缝性储层具　有低孔隙、各向异性、非均质性三大特点，给测井评价带来了多解性、模糊性和不确定性，致使常常误判。充分利用常规测井资料及成　像核磁测井技术对该类储层进行了深入的研究，总结出一套全面系统的评价方法，极大地提高了碳酸盐岩潜山裂缝性储层孔隙度的解释精度。　［关键词］碳酸盐岩潜山　裂缝系统　岩块系统　孔隙度　测井解释　中图分类号：Ｔ０　文章标识码：Ａ　文章编号：１００９—９１４ｘ（２００９）９（ａ）一０１Ｏ９—０２　济阳坳陷位于山东省北部，南邻鲁西隆起，东接郯卢断裂　带，北部和西部为埕宁隆起带。济阳断陷盆地古生界碳酸盐潜山测　井评价技术的发展经历了模拟、数字到成像的阶段，特别是进入２Ｏ　世纪９Ｏ年代后，随着成像测井、核磁测井等新一代技术的飞速发展，　在岩石孔隙结构、裂缝参数计算、地质构造等的定量解释得到了长　足发展，使测井精细描述含油气储层、地层非均质性和薄储层的能　力提高到新的水平，标志着测井学科进入以井轴为中心的“三维岩　石物理学”时代［１．】　。　１，地层特征　济阳坳陷碳酸盐岩潜山寒武系地层厚度为６０Ｏｍ左右，主要由砾　屑灰岩、鲕粒灰岩、泥质灰岩和泥质岩组成。奥陶系地层厚度为７００ｍ　左右，以灰岩、白云岩为主，主要岩石类型有微晶一粉晶灰岩、亮晶　砾屑灰岩、白云质微一粉晶云岩、白云质含生物碎屑灰岩、微晶白云　岩和粉晶白云岩，各组段孔洞缝都较发育。　２．碳酸盐岩潜山储层孔隙度分析　２．１裂缝系统孔隙度　２．１．１大型裂缝系统缝洞孔隙度　大型裂缝系统缝洞孔隙度指大型宏观裂缝网络系统的孔隙体积与　表２水溶性聚氨酯浆液组成　Ｔａｂ１ｅ２　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ＳＯ１ｖａｂｌｅ　ｐｏｌｙｐｕｒｅｔｈａｎｅ　ｇｒｏｕｔ　表３环氧树脂浆液配比表　Ｔａｂｌｅ３　ＣｏｍｐｏｓｉｔｉＯｎ　ｏｆ　ｅｐｏｘｙ　ｇｒｏｕｔ　注：５０１为稀释剂，７３１为固化剂。环氧树脂浆液配比可根据现场　情况进行调整。　环氧树脂浆液配置方法为：先将环氧树脂用稀释剂稀释，然后　加入固化剂，搅拌均匀后在两个小时内用完。　ｄ、环氧树脂砂浆配比　环氧树脂砂浆配比见表４。　ｅ、其他用料配比　调色料配比为：水泥３白水泥３　ｌＯ７胶＝５３　３３　１调配成水泥　浆使用。　岩溶隧道富水区段衬砌产生渗漏的主要原因可归纳为以下几点：　衬砌背后存在空洞，地下水汇集于此并从结构中流出；　因型钢和钢筋过密，混凝土难以振捣密实，造成局部衬砌表面　形成蜂窝麻面，地下水从这些薄弱部位渗出；　结构防排水系统的施工存在瑕疵，未能完全起到防水的作用，　造成施工缝渗漏水和混凝土表面出现大面积湿渍：　由于岩溶隧道富水区段水量大、水压高，衬砌薄弱部位出现渗　漏水难以避免。　根据上诉原因，我们制定了采用水泥系浆液封堵大水和采用化　学浆液封堵漏水的治理原则；在治理过程中遵循先堵漏后引排的顺　序。总的来说，岩溶隧道富水区段衬砌漏水治理分三步走：首先　灌注普通水泥浆和ＨＳＣ浆充填衬砌背后的空洞，并对主要出水点实施　堵水注浆；其次，对水泥系浆液无法封堵的渗漏水采用止水针头压　住水溶性聚氨酯浆液进行封堵；最后，针对衬砌混凝土薄弱部位压注　环氧树脂浆液进行结构补强，并用环氧树脂砂浆等材料进行抹面处　理。通过订制切实可行的措施，在综合考虑安全性、可靠性、耐　久性、适用性、经济性的基础之上，有针对性地进行治理，取得　了较好的效果，衬砌表面基本达到了不渗不漏，满足了设计要求。　隧道衬砌渗漏水的产生可归结为人、材料、施工工艺、环境等四　方面的因素。尽管隧道衬砌漏水的原因比较多，但从笔者调查、统计　的资料和整治过的工程来看，大部分隧道衬砌的渗漏水都不同程度地　与施工质量有关，因此，要从根本上解决渗漏水问题，必须从防水源　表４环氧树脂砂浆配比较　Ｔａｂｌｅ４　Ｃｏｍｐｏｓｌｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｐｏｘｙ　ｇｒｏｕｔ　头抓起，使每道防线都达到技术防水要求，且互为补充，相辅相成。另　外，加强施工管理，提高施工质量，进一步监理和完善质量监督体系　也是减少隧道村砌渗漏水的有效措施　参考文献：　［１］［日］坪井直到《化学注浆的实际应用》北京：煤炭工业出　版社．１９９９．　［２］［日］草野一人《地基加固和防水药液注浆设计‘施工手册》　北京：中国铁路出版社．２　ＯＯ１．　［３］杜嘉鸿等翻译《国外化学注浆教程》北京：水利电力出版　社．２００３．　注：５０　１为稀释剂，７　３　ｌ为固化剂。环氧砂浆配合比可根据现　场使用情况进行调整。　４、几点体会　拜救博茏Ｉ　ｌ０９