铁路客运专线隧道防水板施工工艺的优化

(中铁二十局集团 第二工程有限公司，陕西 西安 710016)

引言

高速铁路隧道对防排水的要求很高，必须确保“不渗、不滴、不漏、无湿渍”，所以选择合理的防水板施工工艺，对于保证隧道通车后的运营安全具有非常重要的意义。目前，我国施工的隧道大部分采用防水板作为防水层，铺设方法主要有“悬吊法”和“热熔垫片熔贴法”。“悬吊法”是在隧道初期支护表面用电锤打入锚钉(锚竹)，然后通过防水板背后的吊带与锚钉进行固定。“热熔垫片熔贴法”则是采用垫片先固定土工布，然后把防水板与热熔垫片进行焊接。

“悬吊法”固定点处的防水板受到混凝土的挤压作用，很容易被锚钉刺破，造成防水板扯拉破损，同时“悬吊法”中的防水板与喷射混凝土表面不易密贴，增大了施工难度，降低了防水效果，目前在施工中已很少采用。“热熔垫片熔贴法”施工操作简单，垫片安装灵活，但垫片与防水板的焊接很难掌握，经常出现防水板焊透现象。

针对以上问题，我们在沪(上海)昆(昆明)客运专线云南段尖山隧道工程防水板施工中，对“热熔垫片熔贴法”进行了改进，并对防水板搭接进行了优化，实现了防水层的完整性，提高了衬砌防水的可靠性，取得了良好的经济效益和社会效益。

1 工程概况

沪(上海)昆(昆明)客运专线(云南段)尖山隧道为双线隧道，全长7 388 m(D1K 1 024+906～D1K 1 031+294)，隧道纵坡呈人字坡，开挖断面为161 m2，全隧采用半包防水，即隧道拱部及边墙部位铺设防水板加无纺布。防水板耐穿性好，具有阻燃性，防水板幅宽宜为2.0～4.0 m，搭接宽度应≮15 cm。纵向搭接时，下部防水板应压住上部防水板，防水板的接缝应与衬砌施工缝错开1.0～2.0 m。

2 防水板铺设施工工艺及要点

2.1 施工工艺流程

防水板施工工艺流程见图1。

图1 防水板铺设流程图

2.2 施工准备及放样

首先应确保材料检验合格。施工前，先在洞内对隧道初期支护内轮廓进行扫描，防止初期支护侵线，导致二衬厚度不足。然后进行隧道中线及垂直于隧道中线的横断面放样，并对环向盲管和纵向泄水管位置进行标识。

初期支护喷射混凝土的平整度，对于防水效果乃至衬砌背后脱空具有极其重要的作用，平整度要求：D/L≤1/10，否则需要复喷处理。其中：D为初期支护基层相邻两凸面间凹进去的深度；L为初期支护基层相邻两凸面间的距离。

初期支护基面应平整牢靠，清洁干燥，无尖锐物。当存在铁管、钢筋、铁丝等突出物时，应将其从根部割除，并对割除部位用水泥砂浆处理。当基面出现较大的尖锐石子等硬物时，也应凿除。

2.3 无纺布的铺设

在达到要求的基面上环向铺设无纺布，无纺布铺设至侧沟底30 cm的位置，并对纵向盲管进行反卷。铺设时从拱顶往两侧进行，边铺设边用射钉加热熔垫片进行固定，无纺布搭接宽度≮50 mm。

热熔垫片是实现防水板铺设的重要部件。用热熔垫片固定无纺布时，不能使射钉顶高出热熔垫片的凹槽，并且要保证热熔垫片表面平整，为防水板的施工创造良好的条件。射钉间距一般为拱部0.5～0.8 m，边墙0.8～1.0 m，呈梅花型排列，并左右上下成行固定，无纺布与喷射混凝土基面铺设应平顺，无隆起、无褶皱。

2.4 防水板铺设及固定

防水板的铺设在台架上进行，铺设时应从一侧铺向另外一侧。由于受防水板环向搭接影响，施工时边环向搭接焊接，边与射钉后的热熔垫片焊接。防水板铺设应尽量与隧道环向断面重合，同时两焊点之间的防水板不要拉得过紧，应留有足够的松弛度，防止因过紧而导致二衬施工时破裂或防水板背后与初期支护接触面脱空。实铺长度与初期支护基面弧长的比值为10∶8。

2.5 焊接工艺的改进

由于防水板厚度较薄(厚度≮1.5 mm)，而热熔垫片较厚且与防水板材质不同，熔点不同，对于温度控制很难把握，即不同熔点的两种材质进行焊接时很难做到恰到好处，不是防水板焊破，就是防水板焊接不牢，容易脱落。如果将热熔垫片换成防水板，则肯定便于焊接作业。热熔垫片有足够的刚度，满足无纺布固定的要求，能使防水板与热熔垫片有效结合，从而提高焊接质量。经过实践，在热熔垫片与无纺布之间安装1块防水板(尺寸为10 cm×5 cm)，然后将防水板与防水板进行焊接，就解决了防水板与热熔垫片难焊接的问题。防水板锚钉铺设见图2。

2.6 搭接焊时存在的问题及改进

防水板之间接缝采用双焊缝进行热熔焊接，搭接宽度应≮15 cm。但在搭接时一般达不到15 cm，其主要原因是由于爬焊机的缺陷造成的。目前市场上15 cm的爬焊机均是针对客运专线隧道才开始上市的，以前的爬焊机均是搭接10 cm的。由于现在的爬焊机均为“S”型即双扣型，若搭接宽度>15 cm(即便只超过了1 mm)，爬焊机就不爬行，导致无法焊接，而要保证搭接恰好是15 cm，施工操作又达不到。同时由于防水板环向与隧道环向横断面不平行，导致局部段落搭接不够。

图2 防水板锚钉铺设示意图

要满足搭接宽度≮15 cm，必须采用搭接宽度为20 cm的爬焊机。能满足20 cm的爬焊机需由厂家定做，只有采用合适的爬焊机才能满足设计要求。

2.7 质量检查

用手挤压防水板，检查其与初期基面是否密贴，防水板有无破损、断裂、小孔等，锚固点是否牢固，焊缝表面是否平整、光滑，有无漏焊、假焊、焊焦、焊穿等现象，焊缝宽度是否满足要求。

焊缝间空腔采用充气法进行检测，充气压力为0.25 MPa，并保持该压力不少于15 min，允许压力下降≯10%。如果压力持续下降，应查出漏气部位并进行手工补焊，直到不漏气为止。

3 施工注意事项

(1)防水板的接缝应与衬砌施工缝错开1.0～2.0 m。防水板幅宽建议采用2～4 m，最好是采用两种幅宽，以避免施工缝与二衬施工缝重合，采用两种幅宽可以适时调整。

(2)防水板纵向搭接时，下部压住上部；环向搭接时，低的一侧压住高的一侧，防止施工缝渗水。

(3)防水板铺设时，特别是在拱顶、拱腰部位，应留出足够的富余量，铺设完的防水板要保持自然、平整、基本密贴，不允许出现大的鼓包。

(4)在绑扎二衬钢筋时，应注意避免电焊火花烧烫防水板，需进行电焊时务必用木板覆盖防水板。

(5)在浇筑二衬混凝土时，振动棒不得触及防水板，以免戳穿防水板。

(6)发现防水板有破损部位应及时进行补焊，补丁应剪成圆角，不得有三角形或四边形等尖角存在，补丁边缘距破损边缘的距离须≮7 cm。

4 结语

在沪昆高铁尖山隧道防水板施工中，防水板固定焊接采用防水板与防水板焊接，防水板搭接焊采用20 cm的爬焊机进行焊接，经过两个雨季的考验，隧道拱部和边墙及各种预留洞室、施工缝均未出现渗水，达到了设计与规范的要求。

参考文献：

[1] 时速350公里隧道防排水[R].成都：中铁第二勘察设计院，2011.

[2] TB 10753—2010，高速铁路隧道工程施工质量验收标准[S].北京：中国铁道出版社，2011.

Abstract：Taking the eagle's nest tunnel waterproof and drainage construction of Shanghai-kunming passenger dedicated line as an example；the author optimizes the construction technology from aspects such as Waterproof plate welding and waterproof plate lap and achieves the integrity of the waterproof layer，which improves the reliability of the lining waterproofing.

Keywords：tunnel；waterproof board；construction technology；optimization

作者简介：李玉洁(1964-)，男，陕西扶风人，高级工程师，1989年7月毕业于石家庄铁道学院铁道工程专业，现从事铁路、公路工程施工工作。