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探索公路隧道渗漏水处治新技术

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-07-31  来源:中国路桥网  作者:李国锋
核心提示:造成隧道漏水的原 因有很多,从设计上的原 因,到施工上的原因,每 个环节的任何一个细节, 如果处理不好都可能会造 成日后发生
       造成隧道漏水的原 因有很多,从设计上的原 因,到施工上的原因,每 个环节的任何一个细节, 如果处理不好都可能会造 成日后发生或轻或重的渗 漏水。

  云南省地处我国西南边陲,境内山势险峻,河深水急,地质条件复杂,恶劣的环境预示着云南高速公路修筑环境艰巨,特别是现今在建的部分高速公路桥隧比高达80%,特长隧道比比皆是。因此,如何在艰难的建设环境下发展新技术、新工艺以提高隧道的修筑和养护质量,是当前需要解决的主要问题。

  渗漏水病害分析

  提高隧道的处治效果、养护质量,隧道的常见病害分析是基础。由于隧道自身的特点(半隐蔽性、不确定性、差异性、交叉性)以及设计、施工、管理方面的诸多漏洞,使得现今隧道的部分病害需要反复处治,人力、物力耗费极大。

  目前,云南公投建设集团有限公司承担的隧道养护里程已经达到180余公里,隧道养护任务异常艰巨。众所周知,隧道的常见病害主要有:

  渗漏水、衬砌裂损、路面破损、混凝土或防火材料脱落、机电设施性能降低等。而从云南公投建设集团有限公司多年隧道养护的统计结果来看,在这些常见病害中,渗漏水占比达到了70%以上。

  隧道渗漏水病害处置具有任务重、难度大、一次处治效果不理想、处治周期长等特点。所以,隧道渗漏水病害若不及时处治,将会对隧道稳定、洞内设施、行车安全、地面建筑和隧道周围水环境产生诸多不良影响,更甚者威胁影响内部结构及附属设施,降低使用寿命,严重时将危害到隧道运营安全,造成重大经济损失。

  隧道的渗漏水病害,究其成因,主要有以下6个方面:隧道开挖使水渗流场发生改变,导致周边地下水集中向隧道方向排泄;隧道防排水设计存在诸多漏洞,不能有效地排除衬砌背后的积水;隧道设计上存在重结构、轻防水的倾向,基底处理不到位,地下水隐蔽在底板下;施工质量控制不佳,是隧道渗漏水发生的主要原因;防水材料失当,不能满足长期防水需求;施工缝、变形缝处理不及时、操作不当,防水材料形同虚设。需要特别说明的是,云南部分地区属喀斯特地貌,在隧道建成6年至7年以后,其排水管内易形成结晶体,导致排水管堵塞,引起严重的渗漏水病害。因此,基于以上情况,云南公投建设集团有限公司集合了大批科研力量,在分析隧道渗漏水病害成因的基础之上,研究开发了隧道渗漏水化灌电防渗技术研究。

  渗漏水处治新技术

  隧道渗漏水的常规处理方法有化学灌浆、水泥灌浆两种。这种以堵为主的处治思路并不能彻底解决隧道的渗漏水问题,经常在灌浆之后出现渗水复发,并且裂缝宽度在长时间的水侵蚀之后也会越来越大。在多年隧道养护施工实践中,云南公投建设集团有限公司经反复实践与总结,发现采用单一的化灌防渗技术或电防渗技术军不能达到理想的防渗漏水效果,为攻破这道技术难题,技术人员将传统化灌与电防渗技术相结合,形成一种新型化灌电防渗技术,通过该技术的研究,形成了国家级工法《化灌电防渗隧道渗漏水处治施工工法》一部,发明专利《一种处治隧道渗漏水的方法》一项。

  技术由来电防渗技术问世于1987年的挪威,由发明家Kjell Aage Utklev发现并研究而成,他发现连续施加超低电压电源,就会产生正负脉冲电流磁场,能将结构中的水电离化并排走。这项技术最早仅应用于建筑地下室的渗水处治,实际上,同样适用于交通领域。

  起初,部分人以为电防渗的耗电量很大,在公路行业难以推广。但深入了解以后,发现该技术每天的耗电量低于1度,经济性很高。

  云南公投建设集团有限公司针对云南公路隧道渗漏水的特点,结合化灌技术对其隧道渗漏水病害处治进行了大量研究,并在研究中不断改进。终于,经过不断地试验、攻坚,成功集成了化灌电防渗技术。

  特点与工艺流程

  化灌电防渗技术是在化灌处治后,用钛金属丝在混凝土表层布置形成正极系统,用铜棒在隧道结构外水体中布置形成负极系统,从而形成并联回路,在由控制装置连续施加低压正负脉冲电流将水电离,混凝土结构内的水分子被电离后会有规律地向负极。那么,化灌电防渗技术有何特点?云南公投建设集团有限公司研发团队对其进行了总结:首先,电化学浆液可灌性好、聚合时间段、耐久性强;其次,设备安装方便,施工工艺简单、易于掌握;同时,处治效果稳定,防渗周期长;最后,成本运行费用低,长期综合造价低。

  其工艺流程,主要包括8步:现场勘查;化灌处治渗透、射流点;布设电防渗正负极线路;通过中央控制箱闭合正负极线路;中央控制箱连接隧道电源控制箱;调试运行;堵渗完毕;质量检验。云南省小磨公路藤蔑山隧道地处岩溶地区,在隧道施工时已采用了3道防水处理,经过5年多的运营,排水管已经结晶,防水层基本破坏,隧道严重漏水。云南公投建设集团有限公司对其进行多次处治,效果始终不甚理想,最后采用了化灌电防技术进行处治。从目前的运营情况来看,防水明显,效果良好。目前,限于实例工程的应用数量,云南公投建设集团有限公司还未将这项技术进行大面积推广,后续公司研发团队还会进行更为深入的研究和改进。

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