铁路隧道明洞段防排水施工要点及质量控制措施

杨志峰

（中铁十六局集团第二工程有限公司，天津市 300162）

0 引言

在铁路隧道工程施工中，明洞段的防排水是非常重要的施工内容。而大多数隧道明洞段处为防水薄弱区域，对防排水施工质量要求较高。因此，为保证隧道明洞段防排水施工质量符合设计方案要求，需要对防排水施工各阶段的技术要点加以分析并采取有效的控制措施，以保证防排水施工质量符合国家标准并满足后期使用要求[1-2]。本文就铁路隧道明洞段防排水的施工要点进行介绍，并分析其质量控制措施。

1 隧道渗漏水的原因

1.1 自然因素导致的隧道渗漏水

地下水与自然降水是隧道产生渗漏水的根本原因，自然降水会通过明洞回填后低洼处的聚集水及回填时隔水土层回填不到位与未考虑纵、横坡，未设置两侧排水沟，导致雨水渗入与地下水结合形成水流在回填土内部流通，再加上地下水具有侵蚀性，内部防水材料在侵蚀介质下强度出现大幅度降低，从而会导致隧道衬砌、底部及施工缝处渗漏水。

1.2 人为因素导致的隧道渗漏水

（1）隧道防排水体系设置不完善，衬砌排水系统未连通，隧道衬砌施工时掉落的砂浆、混凝土等堵塞排水系统，致使隧道排水困难，造成隧道渗漏水。

（2）止水带铺设施工质量达不到设计要求而出现隧道渗漏水。在止水带铺设施工时，因施工作业人员不规范施工造成止水带铺设不符合要求，如中埋止水带和背贴止水带相互错位都不能够起到防水作用。

（3）止水带脱节。止水带搭接过短或连接质量较差都会导致止水带脱节，从而导致隧道从施工缝处漏水。

（4）衬砌混凝土施工质量问题。隧道衬砌使用防水混凝土施工，但由于砂石原材料的质量、混凝土的防水设计以及混凝土施工接缝的处置等把控不严，会造成施工质量问题，从而致使隧道渗漏水。

（5）管理问题。隧道防排水系统是一项隐蔽工程，施工阶段管理人员对质量验收工作自检与监督不严，也会造成渗漏水现象。

2 明洞段结构防排水施工方法及控制要点

2.1 明洞顶防排水

明洞开挖边坡以外应设置必要的截排水系统[3]，为防止地表水渗入隧道，需铺设黏土隔水层于隧道顶部回填土上方，并做好隔水层与边坡的搭接，还要防止雨水冲刷隔水层，在隔水层表面植草进行防护。隧道顶部排水沟采用C25混凝土铺砌成梯形断面，防止冲刷，隧道洞顶有沟、渠通过时，应根据情况扩大洞顶水沟或设置渡槽引水通过。渡槽应设有防止沉陷渗漏措施[4]。

2.2 洞内防排水

（1）洞内排水沟排水。水沟坡度要与线路坡度一致，水沟过水能力不足时应采取注浆堵水或引排措施，侧沟在隧道边墙衬砌侧预留进水孔，间距结合纵向、环向盲管设置，在电缆槽底面紧靠水沟侧的墙壁应预留3cm×4cm（高×宽）的泄水槽，间距3～5m，水沟内侧边缘设置泄水孔，间距3～5m，以排除道床积水[5]。

（2）施工缝防水（见图1）。施工缝应避开应力集中部位和防水工程薄弱部位，满足现场施工的前提下，尽可能减少施工缝的设置。施工缝采用中埋式橡胶止水带、外贴防水卷材的防水结构。并埋设Φ20可维护注浆管注浆堵水，纵向施工缝采用中埋式钢板止水带+水泥基渗透结晶型防水涂料。水沟电缆槽纵向平均间距30m设置一道施工缝，施工缝处距水沟内缘线不小于10cm设置遇水膨胀止水条。施工缝界面剂使用水泥基渗透结晶型防水材料进行涂刷。

图1 施工缝防水示意图

（3）变形缝防水。在明暗分界、洞口段等部位设置变形缝，变形缝宽度为20mm。所有变形缝应与环向施工缝结合设置，变形缝要贯通衬砌拱墙、仰拱。变形缝施工使用中埋式自粘橡胶止水带+背贴式自粘橡胶止水带，预埋Φ20可维护注浆管注浆堵水，并填塞填缝与嵌缝材料。为减少隧道仰拱变形缝两侧沉降值过大，设置环向间距为50cm，长度为50cm的Φ50双层抗剪钢筋于隧道仰拱部位衬砌内。

（4）中埋式止水带。中埋式自粘橡胶止水带的宽度35cm，中埋钢板止水带宽度不小于30cm。使用小型热压机对中埋式自粘橡胶止水带进行硫化搭接胶合，搭接长度要大于10cm，焊缝宽度不小于50mm，接头强度要高于母材强度的80%。中埋式自粘橡胶止水带应采用专用钢筋夹固定。止水带的长度应根据施工设计及现场要求进行定制，尽量不要接头。在施工阶段，定位与浇筑振捣止水带时，一定要注意防止混凝土中的石子尖角和钢筋端头刺破橡胶止水带橡胶，注意控制浇捣的冲击力，防止橡胶止水带被损坏。

（5）排水盲管。隧道明洞段分为排水型衬砌和防水型衬砌2类，排水型衬砌在拱墙防水层背后设置环向和纵向盲沟，组成完整的排水系统。一是环向盲管，环向盲管每隔约10m设一道Φ50mmHDPE打孔波纹管盲管，局部地下水发育地段适当加密，环向HDPE打孔波纹管盲管以圆弯接入隧道侧沟；二是纵向盲管，墙顶开挖明洞地段沿隧道两侧边墙纵向设置Φ110/96mmHDPE打孔波纹管盲管，并分段约10m以圆弯接入侧沟，引排防水层背后的积水[6]。

2.3 明洞防排水

（1）排水型明洞。在衬砌拱墙外依次设置3cm厚M10水泥砂浆找平层、自粘防水板、土工无纺布及6cm厚砖砌保护层；并于明洞拱脚砂夹卵石反滤层底部与边墙拱脚背后设置纵向坡度不小于3‰的纵向Φ110/96mm双壁打孔波纹管，每10m一段；隧道边墙外设竖向Φ50mm单壁打孔波纹管，间距约4m，拱脚纵向盲管与竖向盲管采用三通连接，墙脚纵向盲管两端及竖向盲管下端进行圆弯接入隧道侧沟，见图2。

图2 排水管设置示意图

（2）防水型明洞。在衬砌拱墙外依次设置3cm厚M10水泥砂浆找平层、自粘防水板、土工无纺布及6cm厚砖砌保护层；仰拱从下至上依次设置10cm厚C20混凝土找平层、自粘防水板、5cm厚C30细石混凝土保护层，如图3所示。

图3 防水型明洞示意图

2.4 防水层施工

（1）防水层施工要点。明洞采用全包型防水无纺土工布+EVA防水板+砖砌保护层及砂浆找平层，无纺土工布不小于350g/m2，EVA防水板厚度不小于1.5mm。防水层在明洞衬砌混凝土浇筑养护达到设计强度后开始施工[7-8]。隧道防水板材料，要有一定的柔性及足够的强度，铺设施工前检测其质量，不能出现断裂、变形等缺陷。防水板施工要点：一是安装防水板前，对衬砌表面进行找平，切除外露尖锐物体并用砂浆抹涂。二是防水板材出现破损时，必需及时修补，必须将破损部分剪切干净，用大于破损部位边缘10cm的防水板进行修补封口；三是防水板搭接长度要大于10cm；四是防水板搭接完成后一定要对焊缝进行气密性检查。

（2）混凝土结构自防水。一是在混凝土中添加二级粉煤灰，剂量控制在20%以内，采用“双掺技术”。防水混凝土选用低水化热水泥，相关参数为：水泥量大于80kg/m3；使用强度大于32.5MPa；水胶比小于0.5。与此同时，该防水混凝土一定要保证吸水率较低，且空隙率控制在40%以内。二是防水混凝土入泵坍落度控制在100～140mm。纵向的构造配筋率大于0.2%能够降低裂缝的收缩情况。浇筑混凝土时，要遵循“分层、水平、对称”三原则，并按照从低到高顺序来连续浇筑混凝土。如果浇筑工作需要间歇时间，则一定要在浇筑完成次层混凝土前确保前一层混凝土尚未处于凝结状态，同时要控制间歇时间在45min以内。

3 保证防排水施工质量的措施

隧道明洞段防排水施工是保证隧道质量的重点施工内容，防排水施工采用“防、排、截、堵”相结合的方式，因地制宜、综合治理的原则[9]。从衬砌结构自防水质量和防水层施工质量两方面来保障隧道明洞段衬砌防渗、防漏，隧道明洞段防排水施工有4项保证措施。

（1）要确保防水板材料的质量，要采购信誉较好的大型企业优质的防水材料，防水材料要有一定的柔性并且强度要符合设计与施工要求[10]。

（2）隧道混凝土施工缝安装止水带一定要专人负责，定岗定责，保证安装质量符合要求。

（3）隧道明洞段混凝土施工，按设计防水等级进行混凝土配合比设计，按规范选用混凝土材料。

（4）防水板铺设一定要松紧适度，要与喷射混凝土表面紧贴，同时也要避免过紧被撕裂。

4 结束语

综上所述，在铁路隧道工程施工中，明洞段的防排水是非常重要的施工内容。大多数隧道明洞段处为防水薄弱区域，对防排水施工质量要求较高。排水施工过程中每一项工序的疏忽都有可能造成渗漏水隐患，必须严格按照工艺要求进行施工，并加强各个环节的质量控制，隧道细部构造防水更是重中之重，一定要严格把控，确保明洞段防排水施工效果满足设计要求。