铁路隧道渗漏水的原因分析与防治

0 引言

铁路交通是促进地方经济发展的重要运输通道。随着我国铁路交通运输事业的快速发展和铁路交通网建设的日趋完善，洁白华丽的CRH 列车，满载经济发展的货物的列车，奔驰在纵横交织、四通八达的铁路上，承载着乘客的身家安全，承载着各族人民对美好生活的期望，更承载着我国高铁事业蓬勃发展的中国梦。中国铁路连续多年的大面积提速后，里程也在快速延长，已经成为新时代中国特色社会主义的一张靓丽名片。随着我国脱贫攻坚的快速进程，很多地处偏远、地形崎岖的山区已经或都在铺设铁路，隧道作为铁路运行的重要基础设施，铁路隧道工程也越来越多。对铁路隧道工程质量的要求也越来越高，使得铁路隧道施工技术和病害问题日益成为铁路施工技术人员关注的热点。在铁路隧道工程中，渗漏水是比较典型和常见的病害问题，不仅会影响隧道洞内通讯及照明设备的正常运行，造成设备失效和短路；长期严重的渗漏水还会导致洞内衬砌混凝土的腐蚀损坏，降低其支承和围护能力，影响隧道结构的安全。

鉴于铁路隧道渗漏水的严重危害，广大铁路维护人员一定要做到早发现、早治理，以保证铁路隧道的正常通车运行。本文分析了铁路隧道渗漏水问题的成因，并提出了相关的防治措施。

1 铁路隧道渗漏水的主要形式和危害

铁路隧道渗漏水主要有点渗漏、缝渗漏、面渗漏等几种形式，渗漏水的位置常见于拱顶、拱脚、伸缩缝、侧墙等部位，表现为局部涌水、涌泥以及道床积水等。其中在冬季气温较低时，主要渗漏水形式为拱顶冰挂、侧墙冰柱冰面或是在道床形成冰坡、冰堆等。隧道渗漏水主要来自于自然降水和地下水，通常具有一定的腐蚀性，长时间的渗水腐蚀会造成隧道衬砌混凝土结构的损坏，降低衬砌对隧道岩体的围护性能；特别是在一些冬季较为寒冷的地区，隧道缝隙中渗漏水的反复冻融很容易造成隧道衬砌出现裂隙等问题，严重影响隧道结构安全和使用年限。铁路隧道内的通讯和照明设备，在渗漏水的作用下其线路的外部绝缘保护层很容易出现腐蚀破损，甚至是发生短路失效，影响隧道使用。此外，渗透水还会使隧道表面变得潮湿漉漉、浸渍斑斑，影响隧道美观。

2 隧道渗漏水的主要成因

铁路隧道渗漏水有着多方面的原因，除了与所处地区的地质结构和地下水分布、压力等有关外，施工设计、施工材料和施工质量都是造成隧道渗水漏水的主要原因。

2.1 自然原因

在铁路隧道开挖施工之前，工程所在地地下水压力的分布总体而言是处于一个相对平衡稳定的状态，某一区域地下水由高压水位向低压水位的流动都有其固有的流动线路。隧道的开挖则改变了区域内地下水体原有的受力状态和流动线路，挖空区域内会形成一定的低压水区，从而导致施工区域附近的地下水不断向隧道内汇集，并逐渐形成局部地脚涌水或是侧墙渗水。拱顶渗水则主要来自于自然降水，当开挖隧道穿过石灰岩等节理丰富、小溶沟较多的山体时，外部的自然降水也会沿山体节理裂隙和溶沟进入到隧道内，进而造成隧道内较多的漏水和积水。

2.2 防水材料不合格

铁路隧道渗漏水的防治很大程度上依赖于防水材料的使用，其在施工中的使用量是非常大的。但由于对进场材料把关不严或是为了压缩成本，导致一些质量不合格的防水材料投入使用，难以达到山体隧道施工的防水要求。比如防水涂料的强度和延展率，防水外加剂的固化收缩性等都是防水材料比较重要的指标，需要施工方人员严格把控材料验收，大量不合格材料的使用很容易在水压力和侵蚀的作用下使隧道出现渗漏水。

2.3 隧道防排水设计不完善

一些隧道排水设计时存在防水板布置不合理，排水沟渠设计深度不足或是出现堵塞等原因，均会导致排水不畅、水体积存、衬砌渗漏等问题，加剧了自然水对隧道衬砌墙体的腐蚀。

2.4 施工环节把控不严

隧道开挖基面不平整及初期支护喷砼厚度不足、不均匀等均会造成防水板基面的不平整，局部存在凸点对防水板的铺设带来不利影响，易刺穿损坏防水板从而引起渗漏；防水板铺设时的“空鼓”现象，易导致板体背后脱空和拉裂，引起后期渗水。混凝土施工时形成的施工缝如果处置不当也容易成为隧道使用中的“漏点”，形成缝渗漏。

3 铁路隧道渗漏水病害问题的防治

渗漏水是铁路隧道建成后和长期使用中暴露的重要的工程质量问题，必须进行防范和治理。铁路隧道渗漏水病害问题的防治主要采取以下几种方案：

3.1 隧道排水系统的检查与疏通

铁路隧道渗漏水病害问题的防治应采取“以排为主、堵防结合”的方式，首先要做好对隧道渗漏水的排水疏导。要根据施工地区的自然降水量和地下水情况，采取合理的洞内排水设计，在洞内衬砌背后设置由环、纵、横立体交叉分布的排水盲管、侧沟，并全部汇集至中央排水管。隧道侧沟和中央排水管要具有一定的深度，保证满足最大可能的排水量需求；总体坡度、段落坡度、单管坡度等要协调一致，确保排水通畅。

排水系统埋设好之后，还要进行通水实验以检测排水能力，发现有排水不畅或坡度不合理的要及时修整。

3.2 提高混凝土自防水性能

混凝土拌合时要严格掌握骨集料的配比，并严格控制搅拌时间，保证混凝土拌合后的均匀性。混凝土运输过程中要注意出现沉淀和离析，泵送前必须再次拌合。如果混凝土的塌落度无法满足施工要求，则应按照原水灰比加入水泥浆进行拌合。

3.3 严格控制混凝土衬砌施工

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隧道开挖时，应确保隧道设计轮廓不欠挖，每开挖一段距离便用轮廓检查架进行检查。如发现有欠挖的部位则必须对该部位进行填补处理，保证轮廓基本平整后再行衬砌施工，保证衬砌厚度和平整度。在对洞内围岩进行混凝土喷射封闭前，需对围岩已经张开的裂隙和松散危石进行处理，提高岩体结构对于水压的承受力，以保证混凝土喷射质量。对小股渗水宜采用导管引流后喷砼或岩面注浆的办法；对于大股涌水宜采用注浆堵水；对于大面积潮湿岩面宜采用粘结性强的混凝土进行封闭。对于混凝土喷射后因各种原因形成的背后空隙，需进行注浆处理。

4 铁路隧道漏水的维修方法

铁路隧道长期使用后的漏水，一般会从衬表面、墙边部位、当初的施工缝、伸缩缝和隧道仰拱及找平衡中的发生跑、冒、渗、滴、漏，维修治理原则主要是“截、排、堵相结合的综合整治。通常有几下几种维修养护常用的整治方法：

①截住渗水源头

设法从隧道的山顶部查找水的来源，通过引流等方法将水从源头截住，减少岩体中的水量和水压，避免其向下滴漏。

②疏通排水沟管

发现隧道滴漏水后，首先要检查原设计和施工设置的排水盲管、侧沟，是不是存在堵塞，一旦发现堵塞立即设法疏通。必要时可增加排水管和明沟暗槽，加大洞内水的外排量。

③堵塞漏水孔

检查发现隧道存在滴水现象后，在洞内查找水的来源，一旦发现裂缝和洞孔，采用防水材料给予堵漏。

5 结语

铁路隧道渗漏水直接影响着行车安全，严重的会对隧道本身和从洞内通行的列车产生极大危害。要从地质勘探、铁路选线设计开始就要予以重视，严格把控铁路隧道的施工质量。在正常使用过程中，要加大日常沿线巡检的频次。在发现隧道有水的渗漏迹象之后，必须立即弄清水的来源和出现渗漏病害问题的原因，透过现象看到本质，结合区域地形和水文地质情况制定合理的疏堵措施，以使渗漏水问题得到及时有效的控制，千方百计保证铁路隧道的安全通行，延长铁路隧道的维修保养周期和使用寿命。

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文章来源：

本文转自《铁路隧道渗漏水的原因分析与防治》荆哲（中交二公局第四工程有限公司，洛阳471000）