单洞双线铁路隧道隧底引排水施工技术

金明标

中铁五局集团第一工程有限责任公司

摘要：近年来，高速铁路和客运专线单洞双线隧道洞内的防排水整治一直是施工单位十分头疼的事情。在前期施工中对防排水规范施工重视不足，未对防排水设计进行深层次研究，导致隧道后期交验后不同程度存在边墙渗漏水、拱顶滴水、底板翻浆、仰拱上浮等病害。严重影响了动车行驶过程中的安全性，局部渗漏水严重地段行驶过程中不得不减速通过。本文根据单洞双线铁路隧道的施工现场经验来探讨隧底引排水的新型施工技术。

关键词：单洞双线；铁路隧道；防排水施工；水压力；施工缝

随着铁路交通网规模的扩大，铁路建设条件和结构形式日益复杂，铁路隧道工程数量也日益增长。在铁路隧道施工过程中，突水、突泥、铁路隧洞衬砌变形及渗漏等问题时有发生，严重威胁着隧道结构、设备正常使用及行车安全。因此，铁路隧洞防排水施工技术受到越来越多的关注和重视，如何提高隧洞防水工程质量，使铁路隧道达到不渗不漏，是目前铁路施工企业研究解决的重要课题。本文就结合赣龙复线铁路这一工程实例，探讨隧底引排水的新型施工技术。

1 工程概况

赣龙复线铁路起于江西省赣州市，止于福建省龙岩市，全长249公里，国家一级双线电气化铁路，设计时速200公里/小时。主要的防排水设计为：隧道中线处设置矩形+盖板形式的中心排水沟。隧道两侧分别设置侧沟排水沟，拱墙内部初期支护表面设置纵向排水盲管和环向排水盲管，并覆盖土工布和EVB防水板，所有盲管利用硬质PVC管从边墙接出直接引至侧沟。各施工缝处设置中埋式橡胶止水带和背贴式止水带。填充混凝土内设置横向PVC排水管将侧沟水流引入中心排水沟，顺隧道纵坡引出至洞外。

2隧道防排水施工原则

隧道衬砌防排水主要按照“防、排、堵、截相结合、因地制宜、综合治理”的原则进行。其中“防”主要利用防水板、止水带和衬砌混凝土自身；“排”主要利用各种盲管和各种排水沟；“堵”主要利用超前注浆、径向注浆等；“截”主要利用人为技术将水源点提前引出，防止进一步造成损害。

笔者认为，隧道施工中各阶段的防排水施工原则不一样，其中开挖支护过程中主要以“堵和截”为主，拱墙衬砌时主要以“防和排”为主，隧底施工时不能“堵”，只能以“排”为主。

隧道防水等级要满足《地下工程防水技术规范》（GB50108）规定的一级防水标准，即衬砌结构不允许渗水，表面无湿渍。以衬砌结构自防水为主体，以防水层防水、施工缝、变形缝防水为重点，辅以注浆防水，满足结构设计和使用要求。

3隧底防排水系统情况

3.1 设计要求

仰拱一次性开挖长度不得大于3m。仰拱施工前，应将隧底虚渣、杂物、泥浆、积水等清除干净，并用高压风将隧底吹洗干净，超挖应采用同级混凝土回填。填充混凝土应在仰拱混凝土终凝后进行。仰拱采用防干扰作业栈桥等架空设施施工，仰拱拱座与墙基同时浇筑。施工缝之间采用中埋式橡胶止水带，包括环向和纵向。

3.2 施工情况

相关规范只对仰拱开挖一次性长度不得大于3m有要求。实际施工中仰拱混凝土一次性浇筑一般为6m，填充混凝土一次性浇筑长度一般为6m或9m。仰拱混凝土中安装环向中埋式橡胶止水带，墙基纵向施工缝安设纵向止水带和接茬钢筋。

3.3 实际施工中存在的问题

（1）仰拱施工缝与填充混凝土施工缝在同一位置，与拱墙二次衬砌施工缝不在同一位置；（2）仰拱施工缝与填充混凝土施工缝不在同一位置，与拱墙二次衬砌施工缝不在同一位置；（3）隧底清理程度最多只能达到80%左右；（4）隧底无论如何清理，隧底与基岩接触面之间水流始终具有流动性，无法完全隔绝。

4隧底常规防排水引起的水压变化

4.1、隧底水源被仰拱混凝土、填充混凝土、止水带完全隔绝，只能通过水位线上升进入边墙盲沟排出，从而使得隧底水位线高于仰拱填充面（盲沟高度大于填充面高度）。

4.2、若仰拱施工缝与填充混凝土施工缝不在同一位置，且止水带安装效果良好，会引起隧底水压增大，隧底水流速度增大，形成“暗流”。当隧底水压力大于混凝土自身重量时，仰拱及填充混凝土将会上浮，造成病害。

4.3、若仰拱施工缝与填充混凝土施工缝在同一位置，止水带安装效果较差或破损，隧底水流因水压力增大从施工缝流出。最终导致填充面施工缝渗水或翻浆冒泥，造成病害。

5降低隧底水压力的施工方法

无论是在铁路隧道施工还是运营过程中，隧道结构都时刻处于地下水的包围之中，地下水水压变化会导致隧道衬砌变形、渗漏水现象等问题的出现，影响铁路隧道施工质量。一般来说，地下水位越高，所产生的危害越大。因此有效降低隧底水压力是十分必要的，具体施工方法如下：

5.1、施工中严格按设计进行防排水施工，保证所有沟、管通畅无阻。

5.2、取消仰拱混凝土中环向中埋式止水带，填充混凝土施工縫处每环增设一道软式透水盲管，例如Φ110可维护排水滤管，利用5～10mm碎石回填一层，再浇筑高等级混凝土与填充面平齐，防止浆液渗漏堵塞盲管。

5.3、填充施工缝安设的排水滤管一端与中心排水沟连通，另外一端距水沟电缆槽10cm处采用90°角PVC接头接出，高度略低于填充面，可以将填充面积水引排至中心排水沟。

5.4、进行中心水沟施工时，首先在底部利用YT-28钻机进行钻孔，钻孔深度一般为1.5m左右，钻孔倾斜角度为30°，顺隧道纵坡。钻孔直径不小于5cm，间距1.5*2m，梅花形布置。

5.5、钻孔完毕后，中心水沟底部浇筑C3无砂混凝土，无砂混凝土配合比为310：1490：74（水泥：碎石：水）。

6应用实例效果

该种施工方法在赣龙复线铁路新考塘隧道实际应用，隧道全长2503m，填充面共计开槽250道，减少仰拱环向止水带安装3500m。施工完成后，对整个仰拱填充施工缝及填充面进行跟踪检查，未发现隧底施工缝渗水现象，完全杜绝了因隧底施工缝渗水造成的安全隐患，隧道已成功交验。

7 结语

“十隧九漏”是行业内的常见的一种说法，可见铁路隧道渗漏水现象的多发性，而这与隧道设计、施工、地质、材料等因素都有着密切的联系。因此设计与施工人员要总结和吸收以往的工程经验，不断提高自身的设计与操作水平，从防排水设计与现场施工等方面进行优化，根据“因地制宜，防、排、堵、截相结合”的原则，制定切实可行的铁路隧道防排水施工方案，建设出利国利民的优质工程。

参考文献：

[1]赵月生，秘永和.铁路隧道结构防排水问题的思考与探讨[J].铁道建筑技术.2012（2）.

[2]张小华，刘清文，杨其新.铁路隧道防排水现状与思考[J].现代隧道技术.2007.44（4）.

[3]王效良，赵勇.从数字看中国铁路隧道建设[J].现代隧道技术.2006.43（5）.