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摘要:隧道渗漏水的长期作用,可能会造成隧道侵蚀破坏。围岩有地下水并且有侵蚀性的情况下,对衬砌和隧道设备的腐蚀性更加严重,特别是运营期间,地下水常从混凝土衬砌的施工缝、变形缝(伸缩缝和沉降缝)、裂缝甚至混凝土孔隙等通道,渗漏进隧道中。造成电力隧道内电缆设备处于潮湿环境而发生锈蚀,基于此,本文探讨了电力隧道渗漏水成因分析及控制技术。
关键词:电力隧道;渗漏水;预防与控制
引言
电力隧道是能容纳十几条甚至更多电缆线路的地下构筑物,它可以把城市变电站连接起来,用于改善城市中心商业区及其周围地区的电力系统。近年来,提出了在今后城市电网建设中,原则上电力隧道为220~500kV输电线路的主干通道,地下表层的电缆排管作为电力输送的支线延伸。
1.电力隧道渗漏水所造成的重大影响
(1)隧道的渗漏水会导致混凝土的土衬砌风化以及剥蚀,衬砌的结构会受到一定程度的影响;隧道的渗漏水会直接软化围岩,围岩因此变形;部分的隧道所渗出的水中含有侵蚀性,一般的衬砌混凝土以及砌筑砂浆都会因此受到相对程度的腐蚀和损害,衬砌的承受能力大幅度的降低;如果隧道渗漏水的地方是在天气严寒的地带,隧道渗漏水就会致使内部墙面严重受损,侵入隧道建筑限界,严重的会导致衬砌因漏水而涨裂损坏。
(2)隧道的渗漏水会导致内部潮湿,影响内部的使用设备,包括通讯、照明等设备的正常使用,内部潮湿会降低内部区线路的使用寿命,这样一来就会增长维修的费用。
(3)隧道渗漏水的危害会导致路基的缓慢下沉、基底因此受到裂缝严重的还有可能翻浆冒泥,这样就会影响线路轨距的平衡,从而致使水平变形、超限;渗漏水还会致使内部线路的电绝缘无效或者好似线路短路、跳闸,造成安全隐患,有可能发生漏电伤人的重大事故。
2.隧道漏水的形成因素
2.1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。
2.2人为因素造成的隧道渗漏水
(1)没能够完善的设计隧道的防排水体系:隧道中经常会有一些泥、砂、灰浆或者是浆液,如果排水的管道设计的不够宽和深的话很容易被堵死导致没有办法正常的排水;混凝土的施工接缝、结构连接、混凝土缺陷部位的防水设计、材料、施工工艺及质量的检验不严格
(4)未能在一些特殊的地段及时的进行特殊地段所需的处理方法,(特殊地段包括地下水含侵蚀性、寒冷或者是严寒地区):地下水具有侵蚀性的地区混凝土衬砌在没得到提前处理的情况下,会产生起毛、酥松、蜂窝麻面等状况,内部材料在侵蚀性介质下强度会大幅度的降低,衬砌的厚度也会因此变薄,这样一来渗漏水就会一天比一天严重;天气严寒的地带,隧道渗漏水就会致使内部墙面结冰,侵入隧道建筑限界,严重的会导致衬砌因冰冻而涨裂损坏;排水沟因天气寒冷冻结导致排水系统严重堵塞,基底因为积水而结冰致使线路不均匀而隆起来;没能根据隧道施工规范进行施工;现行《隧道施工规范》中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,具体内容不否周全,部分的概念表述不够清晰,如此就会给人对防水质量的规定有不同程度的体会,也达不到牵制设计隧道和约束施工单位的目的。
3.电力隧道渗漏水控制技术
3.1电力隧道渗漏水等病害的应急预案
(1)结构检查
结构检查的工作内容应包括发现结构异常情况、系统掌握结构技术状况、判定结构功能状态,确定相应的养护对策或措施。同公路隧道的养护技术规范类似,电力隧道的结构检查工作可分为日常检查、定期检查、特别检查和专项检查4类。
(2)保养维护
电力隧道土建结构的保养维修工作主要包括经常性或预防性的保养和轻微破损部分的维修等内容,以恢复和保持结构的良好使用状态,可分为主体结构和附属设施的保养维护。
(3)渗漏水治理
渗漏水对电力隧道造成的危害巨大,将会导致衬砌破坏,降低隧道使用年限,恶化隧道环境,降低电力隧道内电缆及其他设备的使用寿命,增加维修费用,同时还会造成地面塌陷,影响周边环境。为了防止电力隧道渗漏水带来的灾害损失,必须制定有效的应急保护措施,以保证电力隧道的正常安全运营,可从渗漏水、涌水和积水3方面制定相应的防治措施。
(4)沉降控制
电力隧道在长期运营过程中不可避免地会产生一定量的沉降,初期沉降为均匀沉降,后期不可避免地会遇到各种施工情况,因此可能导致较大或较小的不均匀沉降,从而引起隧道接缝或管片开裂、渗漏水,甚至造成隧道结构破坏。所以,需要采取一定的预防控制措施,来防止隧道不均匀沉降的发生。
(5)结构及附属设施防腐
电力隧道的长期渗漏水、积水现象将直接导致隧道结构本身及其附属设施产生腐蚀现象,需分别制定混凝土结构、钢套环、电缆支架、人工爬梯等钢构件、电气设备的防腐措施。
3.2电力隧道渗漏水控制措施
3.2.1不均匀沉降控制
针对造成电力隧道渗漏水的结构开裂风险因素,可通过对电力隧道的不均匀沉降、管段接头张开量、隧道结构裂缝的远程监控可及时掌握隧道的实时运行状况,防止隧道变形过大导致结构裂缝,从而形成潜在的渗漏水通道。若隧道的不均匀沉降过大,可采用注浆或其他方式及时加固隧道周围土体,控制隧道结构变形和接头张开,以防形成渗漏水通道。
3.2.2渗漏水调查
针对电力隧道渗漏水的材料老化和运营维护不当等风险因素,应采用定期人工巡查的方法,实时掌握电力隧道的渗漏水情况:1)对湿渍、渗水、滴漏、渗流、漏泥等不同类型渗漏水病害的判断;2)对工作井或检修井渗漏、工作井与隧道接头渗漏、混凝土接缝或裂缝渗水、管片或管节接头渗水、注浆孔渗水、螺栓孔渗水等渗漏位置的确定;按照目测渗漏范围与隧道结构相互位置及平面展开图的缩小比例,绘出隧道结构平面展开图的相应位置;3)滴漏可采用秒表记录滴水频率(滴漏数/min);4)已渗漏、已堵漏处理、目前未渗漏的堵漏记录。
3.2.3防水堵漏措施
(1)电力隧道的混凝土结构接缝、管片或管节接头已发生渗漏,可采用嵌缝或注浆封堵,其中注浆法适用于盾构隧道管片和水压较大的漏水处理。
(2)建议在电力隧道工作井盖周边和孔洞处设计与其形状吻合的成型橡胶垫和橡胶塞,既可以防止雨污水等废水通过缝隙或者孔洞渗入到隧道中,又不妨碍检修人员挪动井盖。
(3)对严重积水或漏泥的电力隧道检修和恢复排水系统,清除积水和淤泥后进行隧道堵漏。
结束语
隧道的渗漏水问题是隧道的常见病害,也是影响隧道安全的重大问题。本文对隧道渗漏水的形式及原因进行了分析,提出了预防隧道渗漏水的若干办法、措施和建议。总之,只有科学设计、合理选材和精心施工才能避免隧道渗漏水的发生。
参考文献
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