铁路隧道施工中防排水施工工艺

2011-12-31黄雅明

中国新技术新产品 2011年23期

黄雅明

（中铁十一局集团第一工程有限公司，湖北襄阳 441000）

近年来随着我国经济的快速发展，我国已相继修建了郑西、石太、武广、福厦、合武、京沪等一些客运专线，这些客运专线有大量的隧道工程，客运专线隧道与现有的隧道有诸多不同，而且我国也没有现有的经验和工程实践。本文主要总结客运专线的防排水施工，为以后隧道防排水施工提供经验。

1 铁路隧道防排水现状

我国铁路隧道起步较早，20世纪80年代以前，铁路隧道施工主要采用传统矿山法施工，整体式衬砌，由于没有采取完善的防水设施，造成隧道建成后有三分之一左右的隧道出现漏水病害。80年代后我国隧道施工开始采用新方法施工，使隧道的渗漏情况有了一定的改善。随着我国修建大量的长大隧道，对隧道的防排水有了新的要求。目前铁路隧道设计中由过去“以排为主”转变为“防、排、截、堵相结合，因地制宜综合”的原则。采用防排水设施措施有：由环向排水管、纵向排水管和隧道两侧的排水沟或中央水沟组成完善的排水系统；在复合式衬砌之间设置防水卷材加土工布构成防水板。这些材料多为工程性能好的高分子材料，这都极大地改善了铁路隧道的渗漏状况。

但是为了保证高速铁路安全运行和设备正常运转，根据《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》（TZ214-2005）和《客运专线铁路隧道工程施工质量验收标准》（铁建设[2005]160号），隧道衬砌和设备洞室衬砌防水等级应达到《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）规定的一级防水标准，即二次衬砌不允许渗水、二次衬砌表面无湿渍。

2 洞内的防排水设计和施工

客运专线隧道防排水设计，采用“防、排、堵、截结合，因地制宜，综合治理”的原则；对于隧道穿过岩溶、断裂破碎带，预计地下水较大，当采用以排为主；可能影响生态环境时，根据实际情况采用“以堵为主，限量排放”的原则，达到堵水有效、防水可靠、经济合理的目的。在岩溶发育地段，则采用“以疏为主、以堵为辅”的原则，应强调尽量维系岩溶暗河的既有通路，严禁随意封堵溶洞、暗河。

2.1 防水

就是防止地下水渗入衬砌。包括喷射混凝土防渗、塑料防水板、施工缝防水、防水混凝土自身防水等。

2.1.1 喷射混凝土

喷射混凝土作为防水层是被国际隧协（ITA）所提倡的，国际隧协工作组对喷射混凝土作为防水层作了大量研究指出，喷射混凝土作为防水层与防水板同样重要。

2.1.2 塑料防水层

塑料防水板是隧道防水的核心，是隧道防水的重要措施。防水层不仅起到防水作用，而且还对初期支护和二次衬砌起到隔离作用。因此防水层的施作，应在初期支护变形基本稳定和二次衬砌灌注之前进行。防水层通常是由缓冲垫层与防水板两部分组成。塑料防水板厚度应不小于1.5mm，选择耐刺穿性好、柔性好、耐久性好的材料；其规格、材质防水板应符合设计要求及GB18173.1-2000标准，缓冲垫层材料通常采用无纺土工布，其材料应按设计要求选用，一般采用射钉固定。固定点间距：一般拱部0.5～0.8m，边墙0.8～1.0m，底部1～1.5m，呈梅花形排列，并左右上下成行固定。在凸凹较大的基面上，在断面变化处增加固定点，保证其与混凝土表面密贴。防水板铺设应超前二次衬砌施工1～2个衬砌段长度，并形成初期支护表面验收段→防水板铺挂段→防水板质量检验段→二次衬砌施工段的流水作业面。

防水板铺设应采用无钉铺设工艺，宜采用从拱部向边墙环状铺设，松紧应适度并留有余量（实铺长度与弧长的比值为10：8），检查时要保证防水板全部面积均能抵到围岩。用带热塑性圆垫圈的射钉将土工布平整顺直地固定在基层上，土工布搭接宽度50mm，可用热风焊枪点焊，每幅防水板布置适当排数垫圈，每排垫圈距防水板边缘40cm左右，垫圈间距：侧壁 80cm，2～3个垫圈/m2，顶部40cm，3～4个垫圈/m2。两幅防水板的搭接宽度符合设计要求并不应小于100mm。环向铺设时，先拱后墙，下部防水板应压住上部防水板。防水板之间的搭接缝应采用双焊缝、调温、调速热楔式功能的自动爬行式热合机热熔焊接。

充气检查：在焊缝中央加气至0.25Mpa时，停止充气，若在15min内气压降在10%以内，则说明焊缝合格，否则说明有脱焊处。

2.1.3 施工缝、变形缝防水

施工缝是由于隧道衬砌混凝土施工时产生的，是防水薄弱环节之一，是隧道经常发生渗漏的地方。沉降缝是由于地质条件显著变化和衬砌受力不均地段设置，为防止温度变化或混凝土收缩影响而引起衬砌开裂，应设置伸缩缝，这两种缝统称为变形缝。

二次衬砌结构混凝土施工应连续一次浇筑完成，宜少留施工缝，拱圈、仰拱、底板不得留纵向施工缝。客运专线环向施工缝拱、墙部位设置中埋式止水带及排水管，仰拱部位设置中埋式止水带；纵向施工缝涂刷混凝土界面剂。止水带应选用橡胶止水带。对水压力大、变形大的施工缝应选用钢边止水带，当地下水有腐蚀性介质的应选用氯丁橡胶、三元乙丙胶材质的止水带。变形缝拱墙部位防水采用中埋橡胶止水带、沥青木丝板塞缝、双组分聚硫密封膏嵌缝。沉降缝仰拱部位采用中埋橡胶止水带、沥青木丝板塞缝并环向设置双层抗剪的措施，以减小沉降缝两边的不均匀沉降。

2.2 洞内排水

就是将衬砌背后的地下水排出。隧道排水采取在衬砌背后环向和纵向设置软式透水管盲沟，盲沟伸入泄水孔管，将水排到隧道两侧的水沟中，隧道内设双侧沟加中心沟的方式排水。环向排水盲管沿纵向设置的间距应满足设计要求，并应根据洞内渗、漏水的实际情况，在地下水较大的地段应加密设置排水盲管。安装时环向盲管应尽量紧贴渗水岩壁，减小地下水由围岩到环向盲管的阻力；盲管布置应圆顺，不得起伏不平。环向盲管安装时应用钢卡等固定，再喷射混凝土封闭，首先应用土工布将纵向排水管包裹，使泥砂不得进入纵向盲管。其次，应用土工布半裹纵向盲管，使从上部下流之水在纵向盲管位置尽量流入管内，而不让地下水在盲管位置纵横漫流。纵向排水盲管在整个隧道排水系统中是一个中间环节，起着承上启下的作用，纵向排水盲管安装坡度符合设计要求，通向水沟的泄水管应有足够的泄水坡。施工中应注意检查与上部环向盲管的连接，应与环向排水盲管、横向排水盲管用变径四通连为一体，形成完整的排水系统。四通管留设位置应准确，接头应牢固，防止松动脱落。中心排水管（沟）管径符合设计要求，管身不得变形、不得有裂缝，管身上部透水孔畅通。

中心排水管（沟）基础的总体坡度、段落坡度、单管坡度应协调一致，并符合设计要求，不得高低起伏。管路埋设好后，应进行通水试验，发现漏水、积水，立即处理。