浅谈武广客运专线隧道防排水施工

2012-08-15吴也平

科学之友 2012年18期

吴也平

（中铁三局桥隧工程分公司，河北邯郸 056003）

随着我国高速客运专线铁路建设高潮的到来，高速铁路不仅仅在平原、沿海地带建设，也开始在地质情况复杂的山岭地区建设。隧道工程在土建工程中所占比例越来越大，但隧道防水问题一直是困扰隧道工程的难题。为此，笔者对武广客运专线隧道防排水施工情况进行了探讨与总结，希望能对今后高速客运专线隧道的施工有所帮助。

1 设计概况

武广客运专线隧道防排水遵循“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则。隧道衬砌和设备洞室衬砌的防水等级为一级防水标准，即二次衬砌不允许渗水、二次衬砌表面无湿渍。隧道为山岭隧道，设计为排水型隧道，采用“以堵为主，限量排放”的原则。

隧道洞内设计复合式防水层，纵、环向盲管系统。纵向盲管采用HDPE160/142双壁打孔波纹管，15 m一段，两端采用135°角度直接接入侧沟，中间设置Φ100PVC管直通侧沟。环向盲管采用Φ50单壁打孔波纹管，6～8 m一道，直接接入侧沟。环向施工缝设置中埋式膨胀橡胶止水带或中埋式钢边橡胶止水带，纵向施工缝采用混凝土界面剂防水。洞内设置双侧排水沟及中心排水沟（2 000 m以下隧道未设置），双侧排水沟与中心排水沟每30 m通过Φ100PVC管在中心沟检查井位置连接。洞外截水沟引入路基排水沟，洞内排水沟与路基排水沟顺接。

2 洞外排水

在施工中要做到隧道洞外排水系统与路基排水系统有机结合，截水天沟以较短途径将洞顶地表水引排至自然稳定的沟谷中。若与路堑天沟或涵洞入口相接时，施工时应根据实际情况，确保水沟末端与路堑天沟、涵洞入口无缝顺接。由于洞外排水往往深度设计不够，施工时要与设计方协调好，以使洞外排水工程发挥预期作用。

3 洞内防水

3.1 初期支护

①开挖后及时进行初喷混凝土，使开挖断面尽可能圆顺，更重要的是，初喷混凝土后，能有效抑制围岩的松弛，阻止围岩中细小裂隙的发展，达到堵水的作用。②合理调整喷射混凝土配合比，以提高喷射混凝土本身的抗渗性并减少裂纹，然后对其进行湿润养护，出现裂纹后及时补喷或注浆封闭。建议在混凝土中添加改性聚酯纤维，以提高喷射混凝土的抗裂性能。③喷射混凝土前进行现场试喷，取得相关参数（喷射距离，风压等）后，再按照参数进行喷射作业。④对开挖后渗水较大的部位进行封堵。小股的渗水用排水管引排，排水管直接接入侧沟。⑤初期支护后利用地质雷达进行检测，发现不密实处采用注浆的方法进行回填。

3.2 盲管施工

3.2.1 环向盲管安装

环向盲管用钢卡固定，安装钢卡时，间距不宜太大，要保证盲管与初期支护密贴，环向盲管直接与侧沟连接。在施工仰拱衬砌时，预留盲管出口的连接管，水量较大的地段盲管可适当加密。

3.2.2 纵向盲管安装

为保证纵向盲管位置的准确及平顺，在安装纵向排水盲管前先施工纵向盲管基础混凝土以支撑盲管。纵向盲管安装后，在盲管上部设置排水体。武广客运专线采用无砂混凝土作为排水体，排水体高40 cm左右，碎石规格为粒径10～30 mm.纵向盲管采用防水层包裹，防水层与拱墙防水层焊接。

3.3 防水层施工

3.3.1 初期支护表面处理

对初期支护表面锚杆头、注浆管等突出物进行处理，局部渗水处采用波纹管引排至侧沟，表面处理后达到基面坚实、平整、圆顺、无漏水现象。阴阳角做成圆弧形，满足设计要求，基层平整无尖锐物体，初期支护背后无空洞。

3.3.2 防水层施工

防水层采用复合防水层，先将土工布用带热熔垫片的射钉固定在喷射混凝土上，垫圈的数量以使土工布与初期支护表面密贴为宜。防水板采用专用焊机固定在热熔垫片上。防水板搭接宽度15 cm，焊缝宽度1.5 cm，采用双焊缝工艺。防水层施工后采用充气检测，标准是压力达到0.25 MPa，压力持续15 min，压力在0.225 MPa以上。

纵、环向盲管穿透防水层的部位是防水薄弱环节，武广客运专线隧道在该方面无特殊设计，建议在仰拱衬砌内盲管上环向设置橡胶止水条以防水。防水层施工是隧道防水的核心，对防水工程要严格按照程序进行施工，加强检测，不合格的坚决返工，同时做好防水层的保护工作。

3.4 施工缝与变形缝的处理

3.4.1 纵向施工缝的处理

纵向施工缝采用涂刷混凝土界面剂的措施。涂刷前清理施工缝，界面剂按照配比原则进行调配，并且随用随配。

3.4.2 环向施工缝、变形缝的处理

环向施工缝、变形缝采用中埋式遇水膨胀橡胶止水带或中埋式钢边橡胶止水带，用钢筋卡固定于模板中间。仰拱与拱墙的连接采用热熔焊接或冷接（厂家专用粘接胶），其余位置不得出现接头。沉降缝处为减小两侧的不均匀沉降，仰拱部位设置双层钢筋。开挖前一环仰拱时，注意保护止水带，防止损坏。止水带附近应人工清理，不得使用挖掘机。

3.5 衬砌自身防水

衬砌防水等级为P8，配合比选取时，粗骨料采用连续级配，改善混凝土和易性，并掺加防水剂、高效抗裂防水膨胀剂以减少混凝土内部孔隙，从而提高防水能力。混凝土灌注时加强振捣，采用插入式振动器配合台车附着式振动器进行捣固，不得过早拆模使混凝土受力，拆模后要及时养护。

3.6 拱顶回填注浆防水

衬砌施工时，在拱顶预埋纵向注浆管。注浆管粘接于防水板上，并在施工缝附近采用三通管预留注浆管，衬砌混凝土强度达到设计强度的70%后，采用水泥浆液注浆，避免渗水窜流。注浆时控制压力应在0.05～0.1 MPa，以防止破坏衬砌结构。

3.7 水沟施工

中心水沟施工采用Φ600钢筋混凝土管，在施工仰拱填充时埋设，采用钢筋环向定位，在施工时注意确保混凝土管不移位，不上浮。

侧沟施工采用分次浇筑的方法，先浇筑至水沟底标高，然后浇筑至设计标高。侧沟施工时要将纵向盲管出口、环向盲管出口、横向排水管出口与水沟连接，并且保证出口的坡度能使水顺畅地流入侧沟或中心沟。

4 洞内外防排水连接

武广客运专线隧道设计对洞内外沟槽过渡有详细要求，低端洞口于洞外两侧设沉淀池，洞外隧道中线延伸处设检查井，中心水沟的水排入中间检查井后通过隧路过渡段下埋设的钢筋混凝土预制管流入两侧沉淀池。两侧沉淀池同时与洞口仰坡坡脚设置的集水井联通。隧道洞内及洞口仰坡范围水均汇集于两侧沉淀池，经过沉淀后排入路基侧沟。

5 特殊情况下防排水处理

虽然设计和施工对防水系统都十分重视，但由于认识不足和技术欠缺等原因，隧道内局部会出现一些渗漏水现象，现将武广客运专线隧道出现的一些情况及处理方式进行总结。

5.1 衬砌拱墙渗水

对于滴水处及裂纹渗漏处采用凿槽引流堵漏施工方法。在渗漏部位顺裂缝走向将衬砌混凝土凿出一定宽度和深度的沟槽，在沟槽内埋设打孔的PVC管，直接引排至侧沟，沟槽采用防水混凝土封堵。对于渗漏严重部位，采用注浆堵漏施工方法。在渗漏部位凿出一定宽度和深度的凹坑，清理混凝土渣，并检查表面混凝土的密实性，从渗漏部位向衬砌钻孔，其深度控制在衬砌厚度范围内，不打穿防水层，埋管注浆，其注浆浆液通过设计确定。注浆结束后，其凹坑采用防水混凝土封堵。

5.2 道床板与侧沟壁间积水

由于水沟采用分次浇筑的方法，施工缝位于水沟底，当水沟不畅通时会有水从薄弱的施工缝处渗出，积于道床板与侧沟壁之间。及时清理水沟并在道床板与侧沟壁之间切割纵向排水沟，沟深30 cm，宽15 cm，将积水引出洞外。此处可采用预防措施，即在道床板与侧沟壁之间设置Φ100排水半管，每隔10 m将排水半管与中心水沟采用Φ50PVC管连接，PVC管设置于仰拱填充内。

5.3 左右道床板间积水

由于仰拱填充与轨道板基础分次施做，存在施工缝，当仰拱防水失败后，该施工缝内存在渗水。若压力大且不能有效排出，将对道床板造成致命的破坏，该水会通过局部软弱部位渗出，导致左右道床板间积水。

首先钻孔卸压，为确保地下水引排不使隧道底掏蚀，在孔内埋设外包无纺布、内充无砂混凝土的PVC管以排除地下水。在无中心排水沟的隧道，切割中心排水沟，深度35 cm，宽度40 cm，将积水排出洞外。在武广客运专线隧道施工中，2 000 m以下隧道未设中心排水沟，但在实际施工中证明，在岩溶地段修建隧道，设置中心排水沟是有必要的。在有中心排水沟的隧道直接钻孔，将无碴轨道基础与中心沟连通，钻孔间距视渗水情况而定。