武广铁路客运专线隧道防排水施工

秦 亮,郭建钢,姚智慧

(中铁三局集团有限公司武广客专 X X T J I V标项目经理部,湖南衡阳 421000)

1 工程概况

中铁三局承担施工的武广客运专线 XXTJIV标段,有隧道工程 29座,总计9 060 m。其中丹水岭隧道最长,为2 203 m,其余隧道均为1 000 m以下的小隧道。设计为双线单洞隧道,采用复合式衬砌结构。

武广铁路隧道防排水设计采用了“防、排、堵、截”相结合方式,因地制宜,综合治理的原则,从初期支护到二次衬砌可概述为三道防水保障系统。一是初期支护超前注浆帷幕、初期支护共同承担堵、截水至初期支护以外系统;二是纵、环向排水盲管、防水板组成第二道截水系统;三是二次衬砌混凝土抗渗性、自防水功能实现严防死守的第三道关口。最后完成洞内排水系统与洞外排水系统的合理连接。

洞内防排水主要技术措施有:①隧道内设双侧排水沟,大于1 000 m隧道设中心排水沟;②隧道初期支护与二次衬砌间拱墙部位铺设土工布加防水板;③防水板背后设置环向排水盲管,边墙与仰拱结合部位设纵向排水盲管;④二次衬砌变形缝及环、纵向施工缝采用止水带、界面剂复合防水措施;⑤隧道采用抗渗性防水混凝土,抗渗等级不小于 S 8;⑥隧道衬砌背后回填注浆。

2 防排水施工过程控制

2.1 防排水措施的施工顺序

在仰拱钢筋安装及混凝土浇筑施工前,先施工两侧边墙下防排水措施。施工顺序:①凿除纵向盲管位置及以上 70 cm高内的位于钢架外侧的喷射混凝土→②安装固定纵、环向排水盲管→③施作无砂混凝土(排水体)→④安装固定土工布、防水板→⑤安装仰拱钢筋,同时在环向施工缝处安装固定中埋式遇水膨胀橡胶止水带→⑥二次衬砌仰拱防水混凝土浇筑。

在拱墙钢筋安装之前,初支表面处理完成后,开始施工拱墙防排水措施。施工顺序:①先安装环向排水盲管→②利用射钉枪、热熔垫圈等固定土工布→③利用手动电热熔接器将防水板焊接于土工布的专用热熔衬垫上,防水板间搭接用自动双缝热熔焊接机采用双缝焊接(即自动爬行焊机)→④安装纵向注浆管及注浆镀锌钢管→⑤钢筋安装→⑥环向施工缝止水带、注浆止水管、沉降缝处中埋式止水带安装→⑦纵向施工缝涂刷混凝土界面剂→⑧防水钢筋混凝土浇筑。

在水沟电缆槽施工时将纵、环向排水盲管接长引至侧沟,混凝土浇筑前固定好和保护好,保证排水坡度和混凝土灰浆不进入排水盲管。

2.2 防排水关键施工技术

1)土工布、防水板铺设

①铺设基面应平整、圆顺、无漏水现象。②铺设土工布首先用作业台车将单幅土工布固定到预定位置。然后用专用热熔衬垫及射钉将土工布固定在初支衬砌上。③铺设防水板先用作业台车将防水板固定到预定位置,然后用手动电热熔接器加热,使防水板焊接在固定土工布的专用热熔衬垫上。防水板铺设要松紧适度。④防水板必须按设计要求进行双焊缝焊接,焊接应牢固,不得有渗漏。防水板间搭接用自动双缝热熔焊接机(即自动爬焊机)按照预定的温度、速度焊接。⑤防水板破损处修理。如发现防水板有破损,必须及时修补。⑥防水板防护。绑扎结构钢筋进行接头焊接时,一定要对防水板进行防护,以免烧坏防水板。

2)环向及纵向盲管

盲管在初期支护施作完成后,防水板铺设之前安装,综合施工缝布置。纵向盲管 15 m一段,每段纵向盲管中间设 PVC泄水管一处,接至水沟,纵向盲管采用 H D P Eφ 160 mm/142 mm双壁打孔波纹管;环向盲管纵向间距 8～10 m,采用 H D P Eφ 50 mm双壁打孔波纹管,在富水地段适当增设环向盲管,将水引至纵向盲管;纵向盲管两端及环向盲沟下端进行圆弯接入隧道侧沟。

防水板及土工布下端铺至纵向盲管位置,并适当包住纵向盲管,纵向盲管上方 50～70 cm、防水板及土工布外侧设无砂混凝土作为排水体,厚约 10～16 cm。

洞内盲管施工期间,对盲管应定时清洗,以免管道阻塞引起背后水压升高致使隧道衬砌破坏。

3)二次衬砌沉降缝及环、纵向施工缝处复合防水施工技术

环向施工缝:拱墙及仰拱环向施工缝处设置中埋式止水带,止水带采用遇水膨胀橡胶止水带。拱墙环向施工缝止水带外侧设置环向排水管即注浆止水管,此排水管采用 φ 50 mm打孔波纹管,外包土工布。

纵向施工缝:纵向施工缝位于电缆槽底部、内轨顶面以下约 8 cm处,混凝土接触面涂刷混凝土界面剂。

沉降缝:以马山隧道为例,在 D K 1 814+757、D K 1 814+845两明暗交界处设置 2 cm宽沉降缝,仰拱沉降缝处设置中埋式遇水膨胀橡胶止水带,空隙采用填缝料(沥青木丝板)填塞密实;拱墙处沉降缝处设置钢板腻子止水带,并在衬砌内缘设置钢板接水盒,内缘 3 cm范围内以聚硫密封胶封堵,其余空隙采用填缝料(沥青木丝板)填塞密实,防水效果甚佳。

4)隧道衬砌施工及变形完成后,进行衬砌背后回填注浆

纵向注浆管设于拱顶模筑衬砌外缘,即防水板内侧,纵向注浆管孔径 φ 20 mm,采用聚乙烯管,聚乙烯管上打孔。在防水板敷设完成后,采用胶粘于防水板内侧,结合施工缝布置,注浆管 8～10 m一段,两端分别与预设的 φ 20 mm镀锌钢管注浆口相连接。镀锌钢管注浆口应突出衬砌内缘 3～5 cm,以便与注浆机注浆管相连接。施工中应注意做好钢管位置止水带穿孔处理防水措施。

3 防排水施工质量控制措施

3.1 防排水材料进场质量验收及检验

防水板、土工布等防排水材料是正规厂家生产、进场时应检查材质证书、进场后必须取样经检验合格后使用,防止因材料问题而导致防水措施失去应有的效果。

3.2 防水板焊接质量检查

防水板严禁进行单缝焊,必须按设计要求进行双缝焊。防水板的焊接质量应采用空气检测器检测焊接。标准是 0.2 MPa压力下 5 m in之内不得小于 0.16 MPa。否则,需用检漏液(如肥皂水 /红色液体)找出漏气部位,用手动热熔器焊接修补后再次检测,直到完全粘合。

3.3 成品保护

土工布、防水板铺设前切除初支表面的露头钢筋、钢管、铁丝等尖锐硬物并打磨光滑,确保表面平整无尖锐棱角,避免划破防水板。

开挖支护施工过程中,试验钻孔取芯检测留下的孔洞及膨胀螺栓要特别处理,割除膨胀螺栓,打磨光滑,用喷射混凝土或砂浆将孔洞充填密实,初支喷射混凝土表面凸凹不平处(凹坑深宽比控制在 1∶6以内),进行补喷,使表面平顺,保证防水板在混凝土浇筑后不会被戳穿和撕裂。

洞内盲管施工期间,对盲管应定时清洗,以免管道阻塞引起背后水压升高致使隧道衬砌破坏。

3.4 管理措施

施工过程中应执行“三检制”,即工班自检、质检员检查、监理检查。不合格不得进入下道工序;其次应实行交接班制度,上个作业班组未施工完成的工序必须给下一班组交接清楚,现场领工员在换班时必须对防排水现场施工情况进行交接。

4 结语

客运专线隧道各项防排水措施构成了一个强实的防排水体系,施工过程中,严格设计,但不拘泥于设计,因地制宜,只有对每项防排水措施、对每个施工环节、对每个施工班组进行严格的质量监控,才能使隧道防排水质量符合国家标准《地下工程防水技术规范》(G B 50 108)规定的一级防水标准,即二次衬砌结构不渗水,且表面无湿渍的客运专线隧道防排水质量要求。

[1]铁道第四勘察设计院,客运专线双线铁路隧道参考图,武广隧参 01《双线隧道复合式衬砌》[R].武汉:铁道第四勘察设计院:2006.

[2]中华人民共和国铁道部.T Z 214—2005 客运专线铁路隧道工程施工技术指南[S].北京:中国铁道出版社,2005.

[3]铁道部工管中心,铁路隧道施工作业要点手册[Z].北京:铁道部工管中心,2006.