富水隧道结构防排水施工工艺及处理

宋克鹏

摘 要：本文以成昆铁路峨眉至米易段邓家湾隧道施工项目为例，对富水段隧道的主要施工工艺和处理技术进行分析，按照“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”原则，对富水隧道的防排水系统的施工技术和工艺行不断优化，以确保隧道结构的防排水功能，并期望为其他工程提供一定的技术支持。

关键词：富水隧道；防排水；渗漏水；施工工艺

中图分类号：U453.6 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0197-02

1 工程概况

成昆铁路峨眉至米易段邓家湾隧道DK377+10077+100西～冕宁区间，中心里程DK377+00077+000隧道的进口里程D2K372+305372+305DK381+69581+695总长9330m进口端与短路基连接。该隧道的水文地质情况复杂，主要和该地区岩性、构造等相关。含水层根据岩性、构造、地下水出露点的水量情况可分成第四系孔隙水和基岩裂隙水、断层破碎带孔隙水和基岩裂隙水、断层破碎带孔隙潜水三组含水层，地下水富集，涌水量最大值为23400m3/d，有的地带受到季节性降水的影响较大。

2 结构防排水设计情况

设定该富水隧道的二次衬砌抗渗级别高于P100在初期隧道支护与二次衬砌间铺设无纺布与拱墙EVA防水板。在隧道中环向10m处设置施工缝，在纵向设置两道，抗震设防和明暗交界部位设置变形缝，且抗震设防段的变形缝之间距离为30m，宽度2cm。在二次衬砌时，纵向埋设？准3PVC于拱顶用于排气与注浆，当衬砌混凝土满足设计强度后便可开展衬砌拱顶纵向注浆填充。排水结构选择“双侧沟+中心沟”形式。

3 富水隧道防排水施工工艺

3.1 基面处理施工工艺

基面处理施工主要针对支护初期表层渗漏水，重点是对表面不平和外露突出物实施处理。在处理基面渗水时，采取预埋排水管方式向边沟直接排水或注浆堵水，以避免基面出现漏水；对初期支护表面的外露锚杆头，应去除钢筋尖头等物。针对突出部分如钢筋网等，先进行切断然后以锤铆抹平砂浆素灰，对于突出管道，以砂浆抹平，锚杆突出部分，应在螺头顶部留出5mm切断之后，以塑料帽进行处理。处理初期支护的凹凸面时，应保证表面的平顺。

3.2 排水盲管施工工艺

（1）环向排水盲管施工。先对喷射混凝土面进行划线和定位，原则上线位布置应满足设计要求，在沿线两边钻定位孔，孔距大概范围是30～50cm把膨胀螺栓钉进定位孔，并以铁丝把环向盲管在膨胀螺栓上进行定位。对于集中出水位置，沿着水源方向进行钻孔，之后把引水盲管插进其内，并通过速凝砂浆封堵四周。

（2）纵向排水盲管施工。在边墙底端测出放盲管的布置线，并沿线进行钻孔，插进膨胀螺栓，设置纵向盲管，以卡子固定盲管于膨胀螺栓之上。环向盲管选择有土工布的打孔单壁波纹管，顺着初期支护环向安设，打孔侧紧密贴合支护面，隔置条形防水板，并用钉子钉在支护上。

3.3 防水板铺设施工工艺

（1）铺设土工布。隧道初支和二次衬砌之间的拱墙，应铺设“EVA土工布+防水板”来作防水层。在铺设仰拱防水层前，先应对边墙支护划线，明确防水板和土工布的设置区域。土工布由纵向透水盲管向着边墙进行布置，通过射钉把土工布与热熔垫片在喷射混凝土上进行固定，热熔垫片应按照梅花状设置，拱部间隔为0.5～0.8m，工布宽度应超过5cm。土工布间选择搭接方式，保持搭接宽为5cm，搭接缝处可通过点粘法进行处理。

（2）铺设防水板。防水板铺设过程中，应采取环向铺设法，两幅并排进行铺设，同时铺设过程中要将其牢牢固定在暗钉圈上，防水板的边缘处至少应留出60cm接余量，来确保连接的可靠性，避免二次衬砌浇筑中由于防水板紧绷而引起拱顶衬砌的厚度不够，造成防水板破坏而丧失防水功能。防水板由纵向盲管起始，按环向进行铺设，并反包纵向盲管，反包间距不低于25cm然后采取压条和铆钉以固定好初支。

3.4 衬砌混凝土防水施工工艺

衬砌施工中，混凝土在凝结和硬化之前是无法防水的，水会在无压力条件下提高灌注中的混凝土拌合物水灰比，使其孔隙率变大，从而引起渗水问题。为了避免此问题的出现，在水下混凝土凝结硬化前，可以通过橡胶布、塑料薄膜等贴合在衬砌混凝土表面，使混凝土拌合物与水隔离，且灌注过程应连续开展，直到一次灌注到需要高度为止。

3.5 止水带施工工艺

（1）中埋止水带施工。隧道衬砌的中埋纵向止水带，通常采用卡具和紧线器对其进行装设和固定。止水带所用卡具是由卡槽定位设备、卡槽以及绷紧设备等构成。止水带的卡槽在靠近边墙模板一侧处焊5cm槽钢，在另外侧焊5cm的角铁以产生卡口，且卡口上端采用铰接方式，利用对卡槽螺栓松紧性的调节以起到止水带固定的作用。卡槽定位设备一侧和边墙模板的焊接合页相连，在合页上留出3个距离为25mm螺栓孔，对于不同螺栓孔，调节移动式卡槽定位设备间距，以此来适应各种围岩等级。

（2）纵向止水带施工。按照仰拱的衬砌厚度，来确定出卡槽定位设备螺栓孔，并连成合页，然后翻动合页以使得卡槽定位设备平放于边墙模板上。通过钢筋夹夹住边墙预留止水带，并连接紧线器利用钢筋固定等使止水带拉直、紧绷、平顺。松开止水带的卡槽螺栓，把卡口放到止水带两边，将卡槽槽钢外侧插进定位设备预留定位槽中，调节止水带，确保止水带露出17.5cm纵向施工缝高，并使止水带部位居中，在线形直顺后紧固螺栓。然后利用定位卡具上所留间隙来装设钢筋，以此实现固定止水带的作用。

（3）环向止水带施工。仰拱端头模板，是采取定型组合钢端模拼装形成的，以此确保仰拱的线性、厚度满足要求以及环向止水带平顺、居中。对仰拱端头开挖面进行认真复验，严格控制欠挖，对超挖处用相同型号的混凝土进行回填。装设背贴止水带时，在处理后的喷射混凝土面或岩面上进行背贴止水带的装设，并保证止水带的平顺性。在背贴止水带上装设仰拱下端模，并在模板顶端安装中埋环向止水带。

3.6 施工过程中的防排水处理措施

在富水隧道开挖之后，围岩的表面处常常会涌出股状或淋状水，若出现涌水状况，可直接进行钻孔来埋深软管并沿围岩固定，把水排引刀侧沟；对于大面积股水或淋水，则可通过径向注浆进行解决；对于局部股水或淋水，以HDPE50孔波纹管相连为“Y”型排水，通过扎丝和水泥钢钉把波纹管于围岩表面进行固定，并铺设土工布贴合围岩表面，然后喷射混凝土进行覆盖。初期支护在完成混凝土灌注后，要注意使波纹管和侧沟相接。

3.7 变形缝、施工缝施工工艺

施工缝应根据设计规范需要来处理，并且施工缝处理要确保止水带的平顺、线性及所在部位的精确性；同时，要控制好预留压槽的深度，保持压槽的平顺、线性，使其在后续放进止水条时可居中；预埋接茬钢筋时，选择特制钢筋，并保证钢筋的平顺性和居中；在完成接茬钢筋与压槽施工后，及时开展二次收面。侧沟沟槽施工缝选择刷涂混凝土界面剂进行防水，同时在沟槽周围布设遇水膨胀的止水条，纵向依照50m每道进行布置，侧沟沟槽变形缝可选择聚乙烯泡沫塑料板进行充填。

4 结 语

水的性质是无孔不入的，这也决定了富水隧道结构的防排水施工过程的复杂性和细致性，其涉及施工设计、施工工艺、防水材料选用等多个环节，尤其是对于地下水发育隧道工程，如果防排水无法做到位，则将对隧道的运营造成严重的渗漏水隐患。所以，施工时应细化施工工艺，按照防、排、截、堵的原则严格把关，不断改进防排水系统，以保障隧道工程的施工质量。

参考文献

[1]《铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10417-2003）[S].中华人民共和国铁道部，2004.

[2]《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》（TB10223-2004）[S].中華人民共和国铁道部，2004.

收稿日期：2018-9-25