浅谈铁路隧道的防水施工技术

2014-04-14张志富

科技与创新 2014年3期

张志富

摘要：目前，随着国民经济的快速发展，铁路已发展成为我国重要的交通运输方式。铁路隧道的防水工作是铁路施工中应该重点注意的，铁路隧道的水泄漏情况，不仅会加速衬砌混凝土的碳化，还会破坏隧道的结构，极可能会引发交通事故。通过讲述一系列的铁路施工方法，旨在防止因水渗漏而影响隧道的使用寿命，并根据隧道排水设计的原理和预防措施，在经济和环境允许的条件下，确定施工技术的可行性。

关键词：铁路隧道；防水措施；施工技术；整治方法

中图分类号：U455.4 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）03-0064-02

1 概述

铁路隧道建立在山村偏远地区，其地质条件和水文条件等都有所不同，所以，施工时要遵循“因地制宜、综合处理”的原则。建立铁路隧道时，要特别注意防排水这一方面，严格遵循“防、排、截、堵”相结合的方法，确保设备和结构物的正常使用，保障隧道的使用寿命和行车安全。另外，施工人员还要加强隧道施工技术的学习，提高防水施工方面的水平，以达到设计的效果。

2 隧道的防排水设计原则

2.1 洞身防排水原则

隧道防排水在遵循因地制宜的“防、排、截、堵”原则之外，还要重视当地的生态环境，保护当地的花草树木等，在经济条件合理的情况下，达到防排水可靠的目的。

2.2 洞身防水的措施

2.2.1 结构防水

衬砌混凝土时，可以采用防水混凝土。在用普通混凝土时，如果其达不到防裂、防水的目的，可在混凝土中加入密实微膨胀剂，增加衬砌的密实度。

2.2.2 三缝防水

这里的“三缝”指的是沉降缝、环向施工缝和纵向施工缝，可用止水膏、橡胶止水带等防水材料嵌缝进行防水。

2.2.3 模柱砼衬砌外防水

在衬砌初期，应设置EVA防水板并形成渗水通道，其外侧应设无纺布，起到保护防水板的作用。隧道采用高分子单面自粘防水卷材，并用高抗聚苯乙烯排水板排地下水，防止洞壁渗水影响到施工。

2.2.4 用水泥、水玻璃双桨液封堵裂隙

洞身裂隙出现渗水的时候，采用水泥、水玻璃双桨液小导管注浆进行封堵。如果地下水上渗且集中时，可将地下水集中到隧道底部左右的纵向排水暗管中，并通过排水主管排出。

2.2.5 合理设计墙面纵向排水管

墙面的纵向排水管必须要符合设计要求，切记不可出现高程埋设不到位或出现波纹状等情况，因为那样不利于积水的排出。另外，还要用三通或多通管连接排水管插件，保证排水通畅。

2.3 隧道的排水设置

隧道的排水沟与洞外的天沟和截水沟形成完整的排水系统，可以将可能流入电缆沟的水及时排入集水沟，使洞内的积水顺利排到洞外。

3 隧道渗漏水的形成和原因

能够引起隧道渗漏水的原因有很多，具体来说主要有以下几个方面。

3.1 设计原因

设计方面的原因主要表现在：①在设计隧道防水时，在山沟破碎带或断带上没有做好防水处理，导致大量雨水集中形成地表水，经过渗漏慢慢补给地下。在地表水长时间的侵蚀下，最终造成隧道的渗漏。②地基的不均匀沉降会造成补砌结构出现裂隙，特别是对不稳定的地基没有进行处理的时候，就会增大裂隙产生的可能性，从而造成渗漏现象的发生。③隧道大多是在连绵不绝的山中挖掘，所以围岩的压力特别大。如果在衬砌的过程中过早地拆模，可能会导致围岩的压力过大，超过砌体设计的荷载，从而破坏其强度，导致裂隙的产生。

3.2 施工原因

施工方面的原因主要表现在：①在地下水压比较大的地方，混凝土由于没有按照放水级配的设计施工，使相应水压高于抗渗标号，从而造成渗水现象发生；②混凝土由于捣固不够密实而产生的蜂窝，会使大部分渗漏发生在局部，并且在施工的过程中，混凝土的硬化会蒸发多余的水分，特别是混凝土的拌和物在沉降水的过程中离析出的水，一部分会聚集在混凝土中形成开放性的毛细透水管，进而引发渗水；③灌注混凝土或混凝土养护不当，使混凝土的结合不严，从而产生漏水缝隙；④在进行拱与墙的施工时，拱墙的连接处不严产生渗漏；⑤预留的空洞在铺设防水材料时，没有按要求处理而形成的裂隙。

3.3 衬砌周围的天然水pH值超标

衬砌周围的天然水pH值超标，呈现酸性，常见的有酸盐性、碳酸型等加镁盐性，对周围的衬砌混凝土都具有一定的腐蚀作用，使混凝土产生裂隙。在雨水集中的季节这种现象尤为明显，积水集中，从而会产生渗透的现象。

4 隧道防水技术和施工措施

4.1 防水混凝土防渗漏

防水混凝土主要是通过施工和材料这两个方面，减少混凝土的空隙。混凝土是一种不均匀材料，其中包含着多种大大小小且形状不同的孔隙，孔隙的特征不同，其形成的原因也有所不同。例如，施工孔隙是由于浇灌和振捣不均匀导致的，而构造孔隙是由于配比不当等原因导致的，所以，针对这种多孔体，就需要提高混凝土本身的密度，以此来堵塞漏水，从而达到防水的目的。

4.1.1 普通防水混凝土

普通混凝土的密实度和抗渗性没有防水混凝土好，要想配制出质量良好的混凝土，就要根据混凝土的技术要求来调整配合比。

4.1.2 外加剂防水混凝土

普通混凝土的密实度和抗渗性是达不到标准的，要想获得工程需要的混凝土，就需要在混凝土中加入少量有机或无机物，通过添加外加剂来改善混凝土的和易性，提高其密实度和抗渗性。按所添加外加剂种类的不同，可形成多种类型的防水混凝土：①防水混凝土。提高混凝土的密实度和抗渗性，并提高混凝土的和易性，减水剂起到了很大的作用。加入减水剂后，降低了拌和用水对水泥强烈的分散，从而改善了混凝土中的孔隙率，使孔隙率均匀显著减少。②加气剂防水混凝土。③三乙醇胺水防水混凝土。④氯化铁防水混凝土。氯化铁防水剂的主要成分是三氯化铁和氯化亚铁，它们能够极大地提高混凝土的抗渗性能，是目前混凝土外加剂中最好的一种。

4.1.3 膨胀水泥混凝土

膨胀水泥混凝土是通过膨胀减少混凝土的体积收缩，并在水化的过程中产生大量的结晶体。通过体积膨胀，从内在因素减少孔隙，提高混凝土的抗裂性，这是一种提高混凝土防水能力的新途径。

4.2 各种缝隙防漏

混凝土的衬砌一般都会出现缝隙，而及时处理这些缝隙是防止地下隧道渗漏的关键。

4.2.1 施工缝防漏

施工缝是防水工程中不可忽视的薄弱环节。施工缝是在混凝土衬砌时，没有注意其灌注的时间而造成的，为了防止施工缝的形成，一般在铺设第二层的时候，先将表面刷洗干净，再铺设20～25 cm厚的水泥砂浆。

4.2.2 沉降缝和伸缩缝防漏

沉降缝又被称作变形缝，其主要是为防止衬砌因不均匀沉降或混凝土热胀冷缩引起的开裂而预先留设的缝隙。这两种缝隙也是引起渗漏水的主要所在，所以，衬砌工程应采用橡胶带防水和沥青防水等方法。其中，要求比较严格的衬砌工程必须用橡胶带防水。

4.3 疏排水

为了减轻地下水对衬砌结构的压力，应采取有效的排水方式（如：洞内排水沟、盲沟和沉井等），将地下水有效排除，从而进一步做好防水工作。

5 隧道渗漏水的整治方法

隧道渗漏水的整治方法可以分为点、缝、面三种形式。