浅析铁路隧道防排水施工技术要点

摘 要：铁路隧道渗漏水病害一直是施工中要解决的难题之一，尤其在雨量充沛的地区，给施工造成困难，同时对铁路运营造成安全隐患。干扰行车信号系统的正常使用，危及行车安全。电化区段隧道渗漏水还会造成接触网故障，严重的引起跳闸断电。寒冷地区隧道渗漏水还会使隧道出现道床结冰、衬砌开裂等病害，影响结构安全。因此，严格控制铁路隧道防排水施工技术要点是十分重要的。

关键词：铁路隧道；防排水；施工技术

目前铁路隧道防排水采取“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”，在地下水与地表水联系密切且对水环境有严格要求的地段采取“以堵为主，限量排放”的原则，综合采用注浆堵水、防水板和防水混凝土防水、施工缝和变形缝防水，以及排水系统排水等多种措施，形成完整的防排水系统，达到隧道防排水要求。本文结合新建蒙西至华中地区铁路煤运通道小南塬隧道工程实例，浅析了铁路隧道防排水施工技术要点，以期对相关领域的发展有所裨益。

1 工程概况

新建蒙西至华中地区铁路煤运通道工程小南塬隧道全长7067.2m，起讫里程DK405+669.8～DK412+737，为单洞双线隧道。隧道最大埋深约为218.62m，最小埋深约为17.54m，隧道地表植被较发育。DK412+127.12～隧道出口段位于R=1000m的曲线上，其余段位于直线上。隧道纵坡为单面坡，坡度及坡长依次为3‰/430.2m、5‰/5900m、4‰/737m。

隧址区地表水主要为胜天河与云岩河支流，勘察期间云岩河水宽约4m，水深约2m，季节变幅1～2m，胜天河宽1～2m，深0.1m～2.0m，水位季节变幅0.5～1m。水量较少，雨季时可能水量较大。勘察期间隧址区局部冲沟内有水，水量较小，雨季时可能水量较大。地下水主要为第四系孔隙水、基岩裂隙水及土石界面水，主要受大气降水、河水及侧向径流补给，以蒸发或泉的形式向深切冲沟沟底排泄或向深部径流排泄，地下水水位、水量随季节性变化，雨季时水量较大，旱季水量相对较小。

2 隧道防排水施工

2.1 初期支护防排水

在富水断层破碎地段施作初期支护前，应处理好围岩的涌水和渗漏水。少量集中渗水、淋水地段，在将要通过的透水层部位采用排水管法，根据水量大小布置埋设一定数量的排水管，在排水管周围喷射厚度为1～2cm水泥砂浆后，再进行喷射混凝土作业，将渗、淋水集中到排水管内导出。当涌水较大，支护时对主要涌水口可暂不进行封堵支护，先行引排，施作衬砌后再对涌水进行封堵。

2.2 盲管安装

隧道拱墙衬砌与初支之间设置环、纵向盲管，环向盲管采用ф50HDPE单壁打孔波纹管，双线隧道纵向盲管采用ф100/90HDPE双壁打孔波纹管。环向盲管每8m设置一环，地下水发育段环向盲管加密或成束设置，纵向盲管双侧墙角设置，设置于水沟底上方30cm处。环、纵向盲管均设置土工布包裹。

在施工时先铺设排水盲管再吊挂防水板。并分段把纵向盲管引入两侧排水沟。排水盲管包括环向排水盲管、纵向集水盲管、横向排水管，三者采用变径三通连为一体，形成完整的排水系统。其中，纵向排水盲管在整个隧道排水系统中是一个中间环节，起到承上启下的作用，是关键环节；环向排水盲管沿纵向设置的间距根据设计要求进行布置，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环向排水盲管。

排水盲管施工有以下步骤：（1）施工前按规定划线，以使盲管位置准确合理，划线时注意盲管尽可能走基面的低凹处和易出现渗漏水的地方。（2）钻定位孔，定位孔间距不得大于50cm。（3）将膨胀锚栓打入定位孔。（4）将盲管用无纺布包住，用扎丝捆好，用卡子卡住盲管，然后固定在膨胀螺栓上。（5）用三通将环、纵向排水盲管连接固定。

横向排水盲管是连接纵向排水管与侧沟或中央排水管（沟）的水力通道，施工时严格按设计要求设置，仰拱及填充混凝土施工前预留横向排水管。

2.3 防水层施工

隧道拱墙初期支护与二次衬砌之间敷设分离式防水层，防水层采用厚度不小于1.5mm的EVA防水板，土工布重量不小于350g/m2。防水板固定采用自动双焊缝热熔焊机焊接工艺。

在基面处理、排水盲管设置完成后，进行防水板施工作业，包括铺设准备、缓冲层铺设、防水板铺设、防水板焊接、质量检查等环节。

2.3.1 防水板的铺设准备工作

（1）洞外检验防水板及缓冲层材料质量。（2）对检验合格的防水板，用特种铅笔画出焊接线及拱顶中心线，并按每循环设计长度截取，对称卷起备用。（3）铺设防水板的专用台车就位。缓冲层（土工布）和防水板，放在台车的卷盘上。（4）铺设前进行精确放样，进行试铺后确定防水板一环尺寸，尽量减少接头。（5）在铺设基面标出拱顶线，画出每一环隧道中线及垂直隧道中线的横断面线。

2.3.2 缓冲层铺设

（1）缓冲层铺设前，先在隧道拱顶部位标出纵向中线，并根据基面凸凹情况留足富余量，宜由拱部向两侧边墙铺设。（2）用射钉将热塑性垫圈和缓冲层平顺地固定在基面上，固定点间距：一般拱部0.5～0.8m、边墙0.8～1.0m，基面凸凹较大处应增加固定点，使缓冲层与基面密贴。（3）缓冲层接缝搭接宽度不小于5cm，铺设的缓冲层应平顺，无隆起，无皱褶。

2.3.3 防水板铺设

（1）防水板铺设宜采用专用台车铺设，台车应具备以下要求：a.防水板专用台车应与模板台车的行走轨道为同一轨道，轨道的中线和轨面标高误差应小于±10mm。b.台车前端应设有初期支护表面及衬砌内轮廓检查刚架，并有整体移动（上下、左右）的微调机构。c.台车上应配备能达到隧道周边任一部位的作业平台。d.台车上应配备辐射状的防水板支撑系统。e.台车上应配备提升（成卷）防水板的卷扬机和铺放防水板的设施。（2）防水板铺设应超前二次衬砌施工，并设临时挡板防止机械损伤和电火花灼伤防水板，同时与开挖面应保持一定的安全距离。（3）防水板采用环向铺设，从拱部向两侧边墙悬挂进行，下部防水板应压住上部防水板，松紧应适度并留有余量（一般实铺长度与喷射混凝土面弧长的比值为10：8），以确保浇筑混凝土后防水板表面与基面密贴。（4）两幅防水板的搭接宽度不小于15cm，分段铺设的防水板的边缘部位预留至少60cm的搭接余量并且对预留部分边缘部位进行有效的保护。（5）附属洞室处铺设防水板时，先按照附属洞室的大小和形状加工防水板，并與边墙防水板焊接成一个整体。（6）防水板与无纺布分开铺设，先在初期支护上铺设无纺布，再利用无纺布安装专用热塑性垫圈把防水板固定在无纺布上。防水板铺设见图1。

（7）防水板采用热熔法手工焊接在热塑性垫圈上，焊接应牢固可靠，避免浇筑和振捣混凝土时防水板脱落。

（8）防水板之间接缝采用自动双焊缝热熔焊机焊接，细部处理或修补采用手持焊枪，单条焊缝的有效焊缝宽度不小于15mm。焊接后两条缝间留一条空气道，焊缝搭接宽度大于15cm。防水板焊缝见图2。

防水板焊接要求如下：开始焊接前，应用小块塑料片上试焊，以掌握焊接温度和焊接速度；焊接时，接缝处必须檫洗干净，且焊缝接头应平整，不得有气泡折皱及空隙；防水板纵向搭接与环向搭接处，除按正常施工外，应再覆盖一层同类材料的防水板材，用热焊焊接。

在焊缝搭接的部位焊缝必须错开，不允许有三层以上的接缝重叠（见图3）。焊缝搭接处必须用刀刮成缓角后拼接，使其不出现错台；焊缝若有漏焊、假焊应予补焊；若有烤焦、焊穿处以及外露的固定点，必须用塑料片焊接覆盖。

2.3.4 防水层保护

（1）已铺好防水板地段严禁用爆破法捡底或处理欠挖。（2）任何材料、工具、在铺设时应尽量远离已铺好防水板的地段堆放，不得穿带钉子的鞋在防水层上走动，对现场施工人员加强防水层保护意识教育，严禁损坏。（3）在没设保护层处（如拱顶、侧墙）进行其他作业时不得破坏防水层，钢筋焊接作业时，防水板要用阻燃材料进行覆盖，避免焊火花损伤防水板，现场应配备一定数量的灭火器。（4）挡头板的支撑物在接触到塑料防水板处必须加设橡皮垫层。（5）钢筋混凝土衬砌，要对钢筋头部进行防护，避免损伤防水板。（6）绑扎钢筋、安装模板及衬砌台车就位时，在钢筋保护层垫块外包土工布防止碰撞和刮破塑料板。（7）在灌注二次衬砌混凝土时，振捣棒不得接触防水层，浇筑时应有专人观察，发现损伤应立即修补；同时应在混凝土输送泵出口处设置防护板，防止混凝土直接冲击已铺好的防水板。（8）二次衬砌中埋设的管料与防水板间距不小于5cm，以防止破损塑料防水板。

2.4 衬砌混凝土防水

隧道二次衬砌采用防水混凝土，其抗渗等级不得小于P8。混凝土施工前，由试验室做好配合比试验和抗渗性试验，通过控制水灰比、調整含砂率、水泥用量和掺入外加剂的方法来提高抗渗性，所使用的胶凝材料质量和数量达到设计要求，以达到一级防水的标准。

衬砌防水混凝土应达到结构密实、表面平整光滑、曲线圆顺、颜色均匀，不得有漏筋、蜂窝、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角等缺陷。

2.5 施工缝、变形缝防水

施工缝一般按8-12m一道设置，并不得小于5m；纵向施工缝边墙两侧墙角处设置，设置于电缆槽盖板顶面以下30cm处。素混凝土衬砌纵向施工缝设置ф16接茬钢筋，接茬钢筋长500mm，埋入和露出深度为250mm，间距20cm。环向施工缝采用中埋式橡胶止水带+背贴式橡胶止水带防水，并在仰拱环向施工缝中间预埋可维护注浆管。纵向施工缝设置中埋式橡胶止水带+制品型遇水膨胀橡胶止水条防水。双侧水沟施工缝表面涂刷两层水泥基渗透结晶型防水涂料防水，施工完成后在沟槽内侧沿接缝周边两侧各涂刷20cm宽度水泥基渗透结晶防水涂料两层，施工缝位置应避开环、纵向排水管、拱墙及仰拱施工缝等。

变形缝设置于明暗分界、基底软硬不均段，变形缝宽度2cm。变形缝采用中埋式钢边橡胶止水带+背贴式橡胶止水带防水，变形缝内缘以双组聚硫密封胶封堵，其余空隙采用聚乙烯泡沫塑料板嵌缝密实。

2.5.1 外贴式止水带施工

（1）位置确定。外贴式止水带设置在衬砌结构施工缝、变形缝的外侧，施工时按设计要求先在需要安装止水带的位置放出安装线。

（2）基面处理。对于直接设置在岩壁或初期支护面上的外贴式止水带，设置的部位须预先用氯丁胶乳砂浆进行抹平处理，防水砂浆抹面的宽度应大于止水带宽度20cm以上。

（3）止水带固定。施工缝处设计有防水板的，采用粘接法将其与防水板连接。对于施工缝处设计没有防水板的，止水带采用粘接法固定在岩壁或初期支护找平层上。

2.5.2 中埋式止水带施工

中埋式止水带采用钢筋卡固定，钢筋卡采用？准6钢筋制作，衬砌施工时通过铁丝将钢筋卡和止水带固定在挡头模板上，钢筋卡环向间距0.3m。在第二节衬砌施工时扳直钢筋卡将一起弯入的止水带垂直固定在第二节衬砌内。

安装时止水带垂直弯曲，一端垂直挡头模板，一端紧贴挡头模板（涂抹上脱模剂），待第一节衬砌完成后紧贴模板止水带弯入第二节衬砌。

2.5.3 止水条施工

（1）预处理。事先用钢丝刷清楚敷设范围内施工缝面的砂粒及混凝土渣，然后用抹布擦净或高压水冲洗干净。（2）施工方法。止水条必须安装在预留槽内，安装时先在槽内涂抹一层氯丁胶粘剂，使其粘结牢固，并用水泥钉固定，水泥钉的间距不宜大于60cm。（3）养护、固化。为保证止水条对混凝土有很好的粘结性，必须保证有充分的养护时间。施工后的止水条到表面硬化为止不超过24小时，表面硬化需要完全达到指标，融干燥后，才可以进行下一次混凝土续浇。（4）浸水后的处理。如果止水条施工到下次浇筑混凝土时间较长，施工时注意保护止水胶不要浸水。如果遇浸水引起水膨胀而使止水条剥离，在浇筑混凝土前必须加以修补。修补方法如下：先用钉子固定剥离的止水条，除去积水，再除去剥离的止水条，重新施工。（5）施工注意事项。止水条距混凝土边缘的距离不得小于120mm，距离太小其膨胀应力会导致混凝土膨胀。如需分次挤出时，其搭接长度不小于20mm。下次混凝土浇筑时，振捣棒不得直接接触到止水条。

3 结束语

铁路隧道防排水施工是隧道工程中的重要工序，同时具有较强的隐蔽性，一旦施工完后发生渗漏，其维修和治理十分困难。因此，在隧道防排水施工过程中，严格控制每道工序的施工要点及施工质量，确保隧道防排水工程质量合格。

参考文献

[1]TZ 331-2009.铁路隧道防排水施工技术指南[Z].2009-04-13.

[2]TZ 204-2008.铁路隧道工程施工技术指南[Z].2008-10-20.

[3]铁路工程施工质量通病防治手册[M].中国铁道出版社，2005.

[4]铁道第三勘察设计院.蒙西至华中煤运通道隧道防排水参考图[Z].

作者简介：汪德友（1984，8-），男，汉族，四川眉山市人，工程师，本科，单位：中铁二十一局集团第二工程有限公司，研究方向：铁路工程施工技术。