高速铁路客运专用线隧道动态环境下的堵漏新技术陈森森

1、高速铁路客运专用线隧道动态使用环境下的堵漏新技术Tunnel high-speed railway passenger dedicated line plugging dynamic use of new technologies under武广客运专线韶关至花都段隧道二衬和仰拱堵漏- Guangzhou Passenger Dedicated to Flora Shaoguan section of the tunnel lining and invert the second plugging江苏省盐城市康泰建筑灌浆技术有限公司 224000Yancheng City, Jiangsu P

2、rovince, Kangtai Construction Grouting Technology Co., Ltd.（陈森森 江苏 盐城Chen Sensen Yancheng jiangsu）陈森森：1973年5月出生，1994年高分子材料专业毕业，高级工程师，地下工程堵漏专家，长期在高速公路、铁路隧道从事堵漏、加固、回填灌浆和固结灌浆择要：高速动车组在通过隧道的时候，给二衬和仰拱带来很大的震动扰动，并产生很大的压缩气流扰动，对此动态震动环境下的隧道堵漏工程，对堵漏材料和工艺进行改进，以适应隧道在震动环境下的堵漏效果。采用堵、排、防、抗相结合，刚柔相济、因地制宜的原则，用综合整治的方法来解

3、决了高速铁路客运专用线隧道震动环境下渗漏水的整治。 Choose to: EMU in time through the tunnel, to the lining and invert the second great shock disturbance, and have a great compressed air disturbance, for which the dynamic vibration environment plugging the tunnel project, on the block missing materials and processes to

4、 improve, to adapt to the vibration environment of the tunnel plugging effect. By block, row, anti, anti-combine hardness and softness, the principle of local conditions, with a comprehensive treatment approach to the high-speed dedicated passenger railway lines under the tunnel vibration of wa

5、ter leakage remediation.关键词： 动车组震动扰动隧道 化学灌浆 堵排结合 刚柔相济 综合整治Keywords: EMU shock disturbance block row of the tunnel with chemical grouting comprehensive improvement of hardness and softness因为武广客专隧道是采用无砟轨道整体道床技术，来适应动车组的高速运行;根据动车组高速通过隧道的时候，对整体道床、仰拱、和二衬都有震动扰动和对隧道产生有很强的压缩风扰动二衬的实际情况，为适应隧道这种震动扰动的使用环境，我们提出了结

6、合化学灌浆新技术，要进行堵排结合 刚柔相济 综合整治的方案来整治震动扰动环境下的渗漏水的新方案。在抗震动扰动上增加了高弹性高粘接力的填塞型防水密封膏和高粘接性能的弹性防水涂料。一、项目介绍：武广铁路客运专线由武汉至广州，设计时速350km/h，采用双轨电气化，和无砟轨道整体道床技术，国家重点工程之一，韶关至花都段位于广东粤北山区，穿越粤北以石灰岩为主的复杂地区，山高沟深、溶洞高度发育，雨水多，土体含水丰富，特殊地质层出不穷，施工时塌方、涌水、涌泥不断，是本路线上工程的难点段。二、渗漏水现象和原因分析：（1）因施工过程中工序控制和监管难到位，和前后工序间的交叉作业，以及抢塌方等因素，局部二衬出现

7、渗漏水，渗漏水有蜂窝麻面、沉降缝、施工缝、冷缝、断裂缝。仰拱出现裂缝渗漏和整体道床上也出现开裂渗漏。（2）隧道仰拱下排水管堵塞，造成仰拱下排水不通畅，仰拱下未做全包防水板设计，仰拱的施工缝橡胶止水带安装不到位，在仰拱的沉降缝和断裂缝出现渗漏水，因水压和雨季来临而增大，也造成整体道床开裂渗漏。（3）再有因动车组时速350公里左右通过。有震动扰动和压缩风高压扰动，整体道床和仰拱、底板的应力释放不均匀，在这种震动扰动使用环境下整体道床和仰拱开裂就在所难免，用平常堵漏的工艺不能解决这种震动扰动环境下的的堵漏要求，用通常隧道堵漏方法做当时效果还可以，一旦动车组运行后，因震动扰动，堵漏部位将不抗震动而全部

8、再出现渗漏，使堵漏不起任何效果。必须在堵漏完成后做抗震动扰动的预防措施方案。 武广铁路隧道仰拱渗漏情况 武广整体道床开裂渗漏情况三、危害性分析：因为各种因素造成二衬和仰拱存在蜂窝麻面、沉降缝、施工缝、冷缝、断裂缝出现渗漏水，因为水有酸碱度，并和隧道内空气中CO2和SO2等形成腐蚀性液体，长期这些会在这些裂缝（隙）中风化和腐蚀混凝土结构，会使缝隙变大，影响混凝土的结构，降低混凝土的强度和减少隧道的使用寿命，对隧道的安全使用构成了潜在的威胁，本来在隧道设计时要求不能存在这些缝隙，对施工缝和沉降缝都用止水带和止水条进行防水设计，并在二衬的背后设计有防水板和排水盲管，就是要求二衬的混凝土不能有裂缝（隙

9、）。另外因为渗漏对电气化列车的安全运行有隐患。四、主要抗震动扰动堵漏施工方案：（1）、我们对所有的这些裂缝（隙）采用针孔法对二衬深层注浆把裂缝（隙）中填满特种聚胺脂灌浆材料和改性耐水耐潮湿环氧灌浆料等化灌浆材，把裂缝（隙）填塞满（恢复到隧道原来设计时候的要求，他们在设计时候也是不允许有裂缝，沉降缝也要有止水带封闭），对麻面也采用梅花型针孔灌浆法后再涂刷水泥基渗透结晶，让可以渗透的结晶体填满渗潮部位细小的渗水通道，恢复此片面积混凝土的密实度和整体性，把水挤出二衬的裂隙和空隙。并对已注完浆液的施工缝填塞弹性防水密封膏和蜂窝麻面的表面涂上弹性的聚合物类聚胺脂涂料或聚合物环氧渗透性涂料及丙烯酸类弹性耐

10、潮湿涂料，此两种涂料有很强的粘接强度，防止因震动扰动变形再重新出现渗漏，即地下工程防水技术规范中说的“刚柔相济”。（2）、因为此段二衬背后防水板破损了才出现渗漏，破损位置难确定，现有渗出位置即为二衬最薄弱位置和出水最便捷通道，为了使堵在二衬背后的水尽量减少再在其他二衬的薄弱环节出现新渗漏的可能性，我们采用风钻或大功率电锤在二衬漏水严重的位置把二衬钻透，根据情况（参考设计时二衬后排水盲管的尺寸）用2875的管孔，让水沿着此管从二衬背后排出来，根据情况分析，顶部的水是集中在二衬顶部待回填灌浆的空腔内，我们用管把水从孔中接出，为了使表面美观，在混凝土表面伸缩缝位置开槽（10厘米深*8厘米宽），用抽管

11、法做成无管空腔排水，再用特种的高弹性和高粘接力的防水涂料刷3-4遍，防止因震动扰动而开裂再渗漏，也是“刚柔相济”，表面恢复原来的平整度和色彩，形成了有效的新的排水盲管，对仰拱我们采用在渗漏严重部位钻孔，钻透仰拱泄压排水，即规范中要求的“堵排结合”的原则。（3）、对裂缝比较多的位置或因偏压造成的裂缝渗漏位置，根据需要在渗漏水整治完成后，再用碳素纤维布（是普通钢材的10倍抗拉强度）在修复表面200%的范围贴上，增加抗拉和整体强度，对二衬进行防水堵漏以后的补强加固的作用。五、配合抗震动扰动堵水方案的主要材料：（1）根据裂缝的不同形成原因和使用环境，我们采用不同的灌浆材料来灌注裂缝，对沉降缝和变形缝要

12、采用高弹性和疏水性、发泡率大的灌浆材料。我们采用水电大坝上沉降裂缝灌浆用的9106/9101和9105、台湾商勤KT-108-11、KT-107-22型灌浆材料加上我公司的专用灌浆改进剂，它们的主要性能特点：灌浆材料一：9105 产品性能：HKKT-9105  A组份外观棕色透明液体比重（g/cm3, 25）1.15±0.05粘度（mPa·s, 25）200±60起始发泡时间数秒至几十秒（根据催化剂的用量调节）遇水发泡倍数20HK-9105  B组份（催化剂）外观透明液体比重（g/cm3, 25）0.95±0.05粘度（mP

13、a·s, 25）20灌浆材料二：（耐潮湿改性环氧灌浆料）：KT-WG系列是一类双组份、无溶剂环氧化学灌浆材料，它具有高强度、低收缩、耐腐蚀、和混凝土及金属的粘结力强等特点，是一种对混凝土和岩石进行补强加固的灌浆材料。HKKT-WG系列无溶剂环氧灌浆材料，其对潮湿环境不敏感，它又有两种产品： KT-WG-21和KT-WG-23，其中KT-WG-21的可操作时间较长，而KT-WG-23固化较快，在常温环境下，1天即可达到一定的强度要求。产品特性：·粘度小，可以灌注1mm左右的缝隙；·与溶剂型灌浆材料相比，其收缩率小；·和混凝土的粘接强度高，一般都大于混凝土自

14、身的抗拉强度。对金属构件也有很高的粘接强度；·材料的综合力学性能好，并且有一定的韧性。产品性能项目指标KT-WG-21KT-WG-23状态A组份B组份A组份B组份无色液体棕色液体无色液体浅黄色液体密度(g/cm3， 25)A组份B组份A组份B组份粘度（mPa·s，25）A组份B组份A组份B组份150-250300-500250-35030-50混合比（AB）10040（重量比）10030（重量比）适用期（hr，25）31抗压强度（MPa）6070抗拉强度（MPa）1520对砂浆的粘接强度（MPa）44 抗震动扰动的填塞型防水密封膏KT-85058503性能指标：&

15、#160;产品特点：·固结体致密，弹性好，延伸率大；·与基面粘结力强；·固化时间短，25失粘时间5小时；·抗垂挂性能好，在立面、倾斜面施工不流挂。 主要性能指标：项  目技术指标外观A组份棕色粘稠液体B组份灰色膏状物密度（g/cm3）1.55±0.1表干时间（hr）10下垂度（mm）3拉伸模量（MPa）0.4定伸粘结性无破坏对麻面微细渗漏而使用的水泥基渗透性涂料特点：KRYSTOL-KT T1&T2防水系统是一种在混凝土或其他水泥基材料表面以涂刷方式使用的渗透结晶型材料。KRYSTOLT1&T2包含世界知名的

16、Krystol化学防水成分的效果已得以证实。首先在混凝土表面使用 Krystol T1，然后使用 Krystol T2。在混凝土内，KRYSTOL KT-T1 & T2 产生化学反应，生成数以百万计的针状结晶，封堵混凝土内的孔隙、气泡和微小裂缝。预浸湿表面和继续反复浇湿将使有机化学物质进一步向混凝土内部扩散，更加深入地形成结晶。KRYSTOL KT-T1 物理性质颜色：灰色结构 粉末微粒大小：45-150 微米体积密度：1.48pH（同水混合时）：13渗透率：每周 2 毫米抗水压力：最少150英尺压头氯化物渗透：数据取自表面15毫米以下, 以10% CaCl22H2O浸泡90

17、天的部位.控制样品:0.167%以Krystol处理过的样品:  0.009%六、堵漏的施工工艺及流程：化学灌浆堵漏施工应由受过专业培训的人员且有专业施工设备的施工队伍进行施工。1、清理：详细检查、分析渗漏情况，确定灌浆孔位置及间距。2、钻孔：使用电锤等钻孔工具沿裂缝两侧进行钻孔，钻头直径为14mm，钻孔角度宜45°，钻头深度结构厚度的2/3，钻孔必须穿过裂缝。3、洗缝：用高压清洗机以6MPa的压力向灌浆嘴内注入洁净水，观察出水点情况，并将缝内粉尘清洗干净。4、埋嘴：在钻好的孔内安装灌浆嘴（又称之为止水针头），5、封缝：将洗缝时出现渗水的裂缝表面用环氧类快干水泥进行封闭处理

18、。 6、灌浆：使用高压灌浆机向灌浆孔内灌注化学灌浆料，根据裂缝的形成原因和不同使用环境而采用不同性能的灌浆材料。7、拆嘴：灌浆完毕，清理干净已固定化的溢漏出的灌浆液。8、在治理好渗漏的裂缝表面开槽，深度在3厘米左右，宽度在3厘米左右。9、清理槽内灰尘，保持干净干燥，用底涂液涂刷槽的内表面。10、分层填塞聚氨酯密封膏到裂缝表面平整。11、在裂缝表面再涂刷丙烯酸酯涂料和防水胶王等刷3-6遍。12、对渗漏严重部位的沉降缝和变形缝，在针孔灌浆把水挤压到二衬背后的位置，用钻机把二衬钻透，安装上PVC管引排水，为隧道美观和安全使用再在表面开槽把PVC管埋进墙内，把水引排到水沟，槽表面再涂刷丙烯酸酯涂料和防

19、水胶王等刷3-6遍来做抗震措施。13、对裂缝比较密集部位，在堵漏结束后用碳纤维布对二衬进行补强措施。14、对蜂窝麻面。灌浆不起效果的渗漏面，用水泥基渗透结晶涂刷和养护后再用丙烯酸酯和防水胶王等来做抗震防水措施。15、仰拱整体道床堵水后用钻机把仰拱钻透，把仰拱下的水压泄掉，保证灌浆堵漏后的水有一个排水通道。 武广渗漏治理步骤之一针孔灌浆 武广运行三个月后渗漏治理效果武广铁路对隧道的仰拱和底板进行钻孔泄压排水措施七、施工小结：我们用以上的综合整治办法配合我公司对现有材料的改进型配方对武广客运专线韶关至清远段中铁十一局和中铁十二局的24座隧道，隧道总长31.5公里，对隧道的二衬、仰拱渗漏进行了彻底的

20、整治，在经过1个月的动车组联调联试和14个多月的试运行，我们处理过的渗漏水完全经过了高速动车组的震动扰动和风压扰动，没有再在原处理部位渗漏过，从而证明我们的高速铁路隧道堵漏技术是成功而有效的。 二衬治理渗漏水以前 二衬渗漏水综合治理后效果 在震动扰动环境下的堵漏技术应用前景：取材料之优，用工艺之长，结合化学灌浆堵漏法，再用填塞型防水材料和防水涂料，首次大规模应用于武广客运专用线隧道的渗漏水整治，通过该工程项目的施工，取得一定的成功经验，可初步归纳其几种较适用的工程：（1）高速公路隧道也存在汽车通过的时候震动扰动二衬和底板仰拱的情况，在渗漏水整治中也需要抗震动扰动的堵漏工艺。（2）对地铁，也采用整体道床无砟轨道技术，也类似于客专隧道情况，这种既堵漏又采用抗震动扰动的加强型防水技术同样能取得很好的效果。（3）对市政过街隧道和地下通道，也同样存在震动扰动的情况，用此堵漏工艺同样会有根治渗漏的效果。（4）与其他相比，地下室堵漏是在静态的使用环境，工业建筑的水池等也是静态使用环境，他们不存在考虑抗震动防水堵漏的工艺，