环境水侵蚀工程结构的防腐施工技术

　　计1施；工技术，ch以达到经济、快速tlI安全彻底整bHshl路堤填料均由各堑段移挖作填而来多余挖方弃到bookmark2 1前言环境水的侵蚀性，根据水中硫酸根离子（SO4-）、镁离子（Mg2+）、重碳酸根离子（HCO3"）氢离子浓度（pH值）、溶解固体（溶解盐或蒸气残渣）等含量及相应的环境地质条件，按铁路混凝土与砌体工程施工规范附录C表C. 0.2规定，判定侵蚀类型和侵蚀程度。环境水的侵蚀类型主要分为硫酸盐侵蚀、镁盐侵蚀、盐类结晶侵蚀、硫酸型酸性侵蚀和溶出型侵蚀（含碳酸型侵蚀）五种，每种侵蚀类型就其侵蚀程度（溶出型侵蚀无强侵蚀），又分为弱、中、强三种；硫酸型酸性侵蚀，其环境条件特征为煤系地层、黑色岩层、有色金属矿田、矿脉等，水质pH值介于1.5~6.5间，主要以H值和S2-为判定项目！H值<5.0SO4-含量>100时具强侵蚀；其他侵蚀类型和侵蚀程度，按施工规范有关规定进行判定。

　　我国（尤其在南方）地下水丰富，地质条件复杂，局部地下水具有侵蚀性，对工程结构安全威胁大，具有硫酸型强酸性强侵蚀的环境水，对工程结构威胁更大。目前国内外铁路工程在对侵蚀性环境水的防腐方面，尚未形成比较系统成熟的技术，仅仅对桥梁、隧道工程有一定的防腐措施，在铁路路基圬工方面，还处于初步探索阶段，迫切需要加大对侵蚀性环境水的研究力度，形成较全面的设治的目的。渝怀铁路30标DK514 +232~DK517+968段地下环境水具有硫酸型酸性强侵蚀性，对该段路基挡护及桥涵等工程结构有严重腐蚀作用。本文结合该段工程的整治施工实践，浅述工程结构的防腐施工技术。

　　2工程概况仁市小江河流域。受硫酸型酸性环境水侵蚀的地段为DK514+232~DK517+968段，共计影响到的主要工程量有：挖方73万m3、填方48万m3、路基防护圬工4.5万m3、90孔锚索格梁、两座桥梁的4个桥台及12座涵洞。

　　下岩层为页岩夹砂岩，部分地段为炭质页岩夹板岩，岩层呈棕黑色，含硫铁矿透镜体。

　　水文情况。小江河常年有水，水深1 ~5m水量受季节影响较大，多由大气降水和基岩裂隙水补给。地下水主要为第四系孔隙水。基岩孔隙水含硫酸盐、碳酸盐。大气降水丰富，年平均降雨量1238.7~1378.3mm5~8月降雨量为全年的40%路基工程。段内路堑两侧*大边坡高28m路堑两侧边坡坡脚设3 ~10m高挡墙，墙顶留2m宽平台，平台以上边坡设6 ~8m高护墙，墙顶按1：1.25坡率刷坡，局部液压喷播植草防护；弃碴场。路堤边坡主要是喷播植草防护，弃碴场坡脚设浆砌片石挡碴墙，碴顶及碴坡面无封闭措施。该段按一般路基设计，无抗侵蚀性防腐要求的措施。

　　施工现状。该段工程于2001年7月全面动工，开工前取水样化验未发现环境水具侵蚀性。2002年上半年降雨量小，加之该段地下水不发育，路堑及桥涵基础开挖后少有地下水渗出，施工中没有发现异常情况。至当年夏季，随着雨水多，泄水孔渗出地下水将己施做的挡护墙表面浸染呈黄褐色，并在局部位置形成黄色絮状物；地表水径流流经路堑后流到线路两侧附近农田，出现秧苗死亡情况。经选取多组水样化验分析，含量高达5000mg/LH值普遍小于3.5地下环境水具有硫酸型酸性强侵蚀性。这种环境水是含硫铁矿透镜体的岩层经开挖扰动后，岩层中的硫酸型酸性物质在水的作用下渗透出来形成的。令其长期侵蚀各种工程必然会影响结构的稳定性和表面美观，必须进行整治处理。此时，土石方施工基本完成，两座桥梁的桥台以及12座涵洞也全部施做完毕，并开始大面积砌筑路基挡护圬工。己砌筑的挡护墙有+160~+258段线路左侧的90孔锚索格梁也尚未施做。

　　3技术措施3.1总体方案大范围复查侵蚀性环境水后，查明了含侵蚀性物质的岩层分布范围、侵蚀类型和侵蚀程度，针对该段地下水不发育、水的主要来源是季节性大气降水情况，对己完工程和未施工工程情况分别采取不同的措施进行处理。总体处理以工程外围截排、结构物周围封堵、岩体内引排、提高结构物本体抗侵蚀能力为主。

　　对桥涵采用注浆方法以隔离阻断侵蚀性环境水对结构物侵蚀，注浆采用普通硅酸盐水泥掺10%TH型防腐剂。涵洞基底及涵洞处路基采用注浆措施防止侵蚀性环境水对涵身、基础的侵蚀，注浆深度根据各涵洞基底持力层的地质情况确定。桥台、涵洞内及涵洞出入口铺砌外露部分用抗侵蚀M 10水泥砂浆包护5　　对采用含侵蚀性物质的填料填筑的路堤边坡工程，将施工图设计的液压喷播植草防护改为浆砌片石封闭；路堑边坡设置深层水平排水孔对地下水进行集中引排设置天沟、平台截水沟对堑顶及坡面地表水进行引排以防止地表水流入路基本体。

　　尚未施作的挡墙、护墙，采取墙后设置防水板隔水，对地下水出露较大地段采用深层水平排水孔进行环境水的集中引排，墙体采用抗硫酸型强酸性侵蚀的圬工材料砌筑等措施。己施作的挡墙、护墙，墙背后按2m间距设置竖直注浆孔，在墙背后面形成隔水帷幕并对注浆段泄水孔重新疏通；墙面设置0. 02m厚抗侵蚀性水泥砂浆封闭；在地下水集中出露地段设置深层水平泄水孔集中引排地下水。

　　在弃土场挡碴墙外建挡碴墙以加支挡结构物的稳定性；在弃碴场上游设置截水沟，防止地表水流入弃碴场；在弃碴场表面填筑粘土隔水，进行封闭处理，并植草绿化。

　　下面重点介绍路基挡护工程及锚索格梁的防腐施工技术。

　　3.2路堑整治技术挡墙及护墙坡面有明显地下水出露点，根据地下水渗出面积大小，按间距1.0~1.5m在出水点底部每处打1~3个100mm排水孔，孔深4m孔内设令90mmPVC管，其中超出墙背0.3m以外部分管体上半圆开孔，开孔率不小于35%，管体采用无纺土工布包裹，无纺土工布技术指标为：厚度不小于2.5mm重量不小于300g/n2、抗拉强度不小于300N /s半花管开孔部分朝上见所示。护墙顶加设1.0m宽平台，平台上设0.4mX0.4m矩形截水沟，水沟用M5.0砂浆砌筑。

　　未施工部分挡护墙。路基两侧路基面以上的挡墙和护墙改采用抗侵蚀性水泥砂浆砌筑；路基面以下挡墙部分采用抗侵蚀性片石混凝土浇筑。

　　同时，路基面以下部分墙背夯填0.3m厚粘土隔水己施工的挡墙。受侵蚀严重的部位，拆除后按未施工段的要求重做。受侵蚀相对较弱的挡墙在路肩处按2m间距设一排9 100mm注浆孔，与水平面呈15角下倾，孔深不小于相应处路堑挡墙厚+0. 3m，灌注1：1水泥浆（水泥采用抗侵蚀性水泥）封闭，注浆应反复进行，*后注浆的终孔压力不小于400kPa确保注浆饱满。墙面采用0.02m厚抗侵蚀性水泥砂浆抹面处理；同时于挡墙顶平台处沿墙背按3m间距设一排令76mm注浆孔，注浆孔与墙面平行，钻孔深度至挡墙墙踵以下0.5m孔内灌注水灰比0.6：1~1：1纯水泥浆封闭墙背，*后注浆的终孔压力不小于400kPa确保注浆饱满。墙背注浆完毕后，路肩以上在原设计泄水孔位置打100mm泄水孔，孔深至墙背外2.5m孔内设<90mmPVC管形成深层泄水孔，设置方式如前所述见3.3路堤整治技术路堤段己施做完毕。按施工图设计基床中间己层，侧沟采用抗强侵蚀性混凝土浇筑。路基面以上每隔2m交错设置泄水孔，孔内设墙背设一层聚氯乙烯型塑料排水板，其性能指标如下：幅宽4m厚度2.5mm重量1.5（正负0.05）kgm2，顶破强度>18MPa适用温度范围2）铺设了4.0m宽带膜土工布及砂垫层。在施工处理时，为防止雨水下渗，将砂垫层及带膜土工布加宽至路肩边缘，对路基面进行全封闭处理。带膜土工布采用搭接方式，即搭接在原设计土工布下方，搭接宽度不小于0.2m.取消路堤两侧土工网垫液压喷播植草护坡，采用0.3m厚浆砌片石护坡防护，路肩处的干砌片石护肩改为浆砌片石护肩。

　　路肩挡土墙自路基面沿墙背设76mm注浆孔孔注浆孔间距为2m孔深至墙趾下0.5m，注浆孔与墙面平行，孔内灌注水灰比0.6：1~1：1纯水泥浆封闭墙背，于路肩墙两端各设一排横向注浆孔，与墙背注浆孔形成封闭帷幕*后注浆的终孔压力不小于150kPa以确保注浆饱满。墙趾外侧基坑回填顶面用0.3m厚的粘性土封闭，墙面及泄水孔处理与己施工路堑挡护墙处理方法一致见3.4锚索格梁表1锚索格梁混凝土施工配合比表水灰比施工配合比（质量比）水泥每立方混凝土用量细骨料（以质量计）/kg粗骨料水抗侵蚀混凝土m间距竖直布置（见），*深孔达36m 4质量控制4.1混凝土及砌体圬工施工所用的水泥、砂石及防腐剂、防水板等材料质量要严格检验。混凝土及砌体砂浆水灰比、*小水泥用量、抗渗等级等严格按铁路混凝土与砌体工程施工规范（TB10210-2001）附录C及铁路工程技术手册隧道第11章第十节等有关规定办理。挡护墙背后的粘土层、防水板及墙身泄水孔、深层泄水孔半花管等设置按设计施做到位。

　　4.2注浆注浆前先用砂浆等堵塞泄水孔，注浆应连续反复进行，浆液先浓后稀，采用水灰比为0.6：1的纯水泥浆，注浆终孔压力不小于1.2MPa注浆施工前，选取2 ~3个注浆孔进行注浆试验，格梁采用抗侵蚀混凝土浇注，混凝土的抗侵蚀处理根据铁路混凝土与砌体工程施工规范（TB10210 -2001）附录C“环境水对混凝土侵蚀性的判定及处理”第C.0.2条，当环境水具有硫酸型酸性侵蚀时，使用普通硅酸盐水泥，水灰比控制在0.4以下；每方混凝土的*小水泥用量为390kg混凝土的抗渗等级达到S10级。按照这些要求，通过试验，选定的施工配合比如表1锚索注浆采用水泥砂浆，水泥砂浆中按水泥用量的10%掺入TH型防腐剂。当锚索施工完成后，再在锚索周围打一排竖直孔注浆，形成一圈注浆帷幕隔断地下水的侵蚀，从而有效地保护锚索格梁。注浆孔分别沿DK515+159、DK515+259两断面横向及DK515+159~+259线路右侧纵向按2.0表2DK515+100处水质分析对照表试样描述水样呈棕红色，有沉淀水样呈黄色，瓶底见泥质沉淀物水样清澈，瓶底见泥质沉淀物水样由棕红色逐渐变淡pH值2.503. 102.223983.911568.42硫酸根离子浓度大大降低说明：本表只列出了与硫酸型酸性侵蚀有关的主要指标，阴阳离子单位均为mg/L锚索格梁注浆孔平面布置示意图确定注浆压力、注浆扩散半径等参数满足设计要求后再继续注浆。注浆施工结束后，应进行注浆效果检查，检查孔不少于总孔数5%.满足下列条件，认为合格，否则应补钻重注浆，直至满足要求。

　　在两注浆孔中间钻孔取芯，可见水泥浆填满缝隙。

　　注浆前后压水试验单位吸水率的比值应大于2Q：1的浆液时，初6思考与体会砌筑浆砌片石挡护墙的砂浆中尽管掺入了防腐剂，但砂浆本身并不抗渗，而圬工的抗侵蚀能力主要是通过提高其抗渗等级来达到，如何强浆砌片石的抗侵蚀能力还需研究。

　　采用的水泥浆帷幕隔水技术，其水泥浆帷幕受侵蚀后，对工程结构的隔水保护作用能持续多久，有待验证。

　　环境水的侵蚀机理、侵蚀危害程度、侵蚀作用时间，目前国内外在铁路工程尤其是路基圬工技术方面尚无研究成果，亟需加大研究力度。

　　始的前10分钟进浆量小于5L检查孔结束后的补浆量小于常见注浆量5效果目前，有关规范及技术标准中对侵蚀性环境水的防腐处理效果尚无定量的评定标准。从下列几个方面进行定性评述，采取以上措施后，是可行的，己取得了良好的效果。

　　雨后地表水被有效截大气降水在该段工程处停留的时间缩短，达到了预期的效果；泄水孔处圬工外露面浸染现象比处理之前明显减少，圬工强度方面没有异常情况出现。

　　注浆的效果经取芯抽查，路堑岩层裂隙中和路堤填土颗粒间己填充满水泥浆，较好地阻隔了环境水对结构物的影响。

　　墙泄水孔取水样化验分析，对环境水的侵蚀作用加以监测见表2从表2中主要指标的变化情况看，环境水的酸性侵蚀作用随时间的推移在逐步减弱。

　　在挡护墙内设置的集中泄水孔，雨后必然会有大量地下水流出继续污染和侵蚀泄水孔口的墙体；挡墙背后铺设防水板，墙背后易于积水，不利于挡墙稳定；泄水孔预埋管与防水板交接处的连接施工难以控制，连接处易漏水。这些问题有待在今后类似工程施工中逐步完善。

　　?项工程开工前对环境水应进行水质化验，确认是否含有害物质，能否作为施工用水；施工过程中根据开挖揭示的地质情况，对岩层裂隙水、孔隙水亦应取样化验，确认对工程结构是否具侵蚀性，一旦发现，应早报告、早研究、早治理。

(完)