高速鐵路隧道防排水施工技術(shù)及質(zhì)量控制

【摘 要】文章首先闡述了導(dǎo)致隧道出現(xiàn)滲漏水的原因，并結(jié)合實(shí)例分析了隧道防排水施工中存在的具體問題，指出了相應(yīng)的解決措施，以供相關(guān)人士參考。

【關(guān)鍵詞】高速鐵路；隧道；防排水設(shè)計(jì)；完善措施

一、隧道出現(xiàn)滲漏水的原因

在高速鐵路隧道施工中，高地溫、高地應(yīng)力、地下水是影響隧道施工的主要因素。其中地下水是導(dǎo)致隧道滲水的主要因素。由于隧道是在地表下修建的，會(huì)被各種地下水包圍。在施工過程中，任何可能出現(xiàn)的排水系統(tǒng)缺陷都會(huì)導(dǎo)致隧道出現(xiàn)滲水和漏水。當(dāng)前我國雖然在高速鐵路隧道防排水施工方面取得了良好的施工經(jīng)驗(yàn)，也取得了顯著的成績，但是總體防水效果依然不夠理想，很多已經(jīng)竣工的隧道依然存在襯砌結(jié)構(gòu)滲漏的情況。調(diào)查顯示，我國大約有接近1/3左右隧道有襯砌結(jié)構(gòu)滲漏水的情況。常見的滲漏水病害主要表現(xiàn)為淌水、滲水、拱腳處滲水、滴水、側(cè)墻滲水、局部涌水、道床積水等。冬季時(shí)，隧道的頂部會(huì)產(chǎn)生冰掛，道床上會(huì)產(chǎn)生冰坡和冰堆。

由于水具有流動(dòng)性，隧道襯砌結(jié)構(gòu)受到的水頭壓力往往比較大。一旦襯砌出現(xiàn)病害和缺陷都會(huì)出現(xiàn)滲漏水。同時(shí)，滲漏水會(huì)加劇其他病害的發(fā)展，對隧道的使用壽命和使用性能造成較大的影響。所以，保證隧道工程的防排水設(shè)計(jì)質(zhì)量具有重要意義，隧道工程的防排水質(zhì)量直接影響了隧道建成后結(jié)構(gòu)的耐久性和堅(jiān)固性。

二、高速鐵路隧道防排水施工技術(shù)及質(zhì)量控制分析

1、工程概況

某新建鐵路內(nèi)線路長度343.093km，正線總長37.091km。管段內(nèi)隧道數(shù)量多，共有11座，長度16.354km，占到管段長度的44.09%。本文主要介紹某段隧道的防排水施工技術(shù)。

2、防排水設(shè)計(jì)要求及技術(shù)參數(shù)

2.1排水溝及排水盲管。隧道內(nèi)設(shè)計(jì)采用雙側(cè)側(cè)溝加中心矩形排水溝方式進(jìn)行排水。排水管：中心水溝與側(cè)溝相連，采用100mm硬質(zhì)PVC管，間距10m；隧道底板與中心水溝連通，設(shè)置HDPE50單臂打孔波紋管，外包土工布，間距10m；防水板背后設(shè)置環(huán)向HDPE50單壁打孔波紋管，縱向間距一般為8～10m；防水板下端墻角處設(shè)置縱向HDPE107/93雙壁打孔波紋管，長10m，根據(jù)二襯施工縫每板二襯設(shè)置1處。

2.2土工布：土工布重量≥400g/m2。使用專用熱熔襯墊、射釘按梅花型布置，拱部間距0.5～0.8m，邊墻0.8～1.0m，底部1.0～1.5m。

2.3防水板：防水板厚度≥1.5mm，幅寬2～4m。

2.4止水帶：采用中埋式橡膠止水帶，變形縫處設(shè)置背貼式橡膠止水帶加中埋式鋼邊橡膠止水帶。

3、施工工藝及措施

3.1基面處理

（1）個(gè)別漏水點(diǎn)采用埋設(shè)排水管直接將水引導(dǎo)至拱墻邊，大面積漏水需要采用注漿堵水。

（2）鋼筋網(wǎng)等凸出部分，先切斷后用錘鉚平抹素灰砂漿。

（3）有凸出的管道時(shí)，切斷、整平、用砂漿抹平。

（4）錨桿有凸出部位時(shí)，螺頭頂預(yù)留5mm切斷后，用塑料帽處理。

（5）初期支護(hù)應(yīng)無空鼓、裂縫、松酥，表面應(yīng)平順，凹凸量不得超過±5cm。

3.2排水盲管施工

3.2.1排水盲管施工工藝

鉆孔定位→安裝錨栓→捆綁盲管→盲管縱向環(huán)向連接。

3.2.2環(huán)向排水盲管施作方法

隧道襯砌防水板背后設(shè)置環(huán)向排水板，結(jié)合施工縫設(shè)置，縱向間距一般為8～10m并根據(jù)地下水發(fā)育情況調(diào)整；在兩側(cè)邊墻墻腳外側(cè)設(shè)縱向貫通的“HDPE107/93雙壁打孔波紋管”，每10m一段；環(huán)向排水板直接插入縱向排水管內(nèi)，縱向排水管兩端直接與隧道側(cè)溝聯(lián)通。

3.2.3縱向排水盲管施工方法

縱向排水盲管沿縱向布設(shè)于左、右墻角水溝底上方，為兩條HDPE107/93的軟式透水管盲溝。排水管采用鉆孔定位，定位孔間距在30～50cm。將膨脹錨栓打入定位孔或用錨固劑將鋼筋頭預(yù)埋在定位孔中，固定釘安在盲管的兩端。用無紡布包住盲管，用扎絲捆好，用卡子卡住盲管，然后固定在膨脹螺栓上。環(huán)向排水管上接頭用無紡布的滲水材料包裹，防止混凝土或雜物進(jìn)入堵塞管道。

3.3土工布及防水板鋪設(shè)

土工布及防水板施工工藝：施工準(zhǔn)備→射釘槍固定土工布→防水板就位→焊防水板→焊接搭接縫→質(zhì)量檢查→合格進(jìn)入下道工序。

3.3.1土工布鋪設(shè)施工

（1）土工布應(yīng)提前二襯2～3板開始鋪設(shè)。

（2）鋪設(shè)土工布時(shí)由技術(shù)人員在隧道拱頂部位定出縱向中線，施工人員根據(jù)隧道基面平整度留出土工布的一定富余量，鋪設(shè)時(shí)由隧道拱頂向拱墻兩側(cè)進(jìn)行鋪設(shè)。

（3）用帶熱熔性圓墊圈的射釘將土工布平順的定在基面上，點(diǎn)間距為：拱部間距0.5～0.8m，邊墻0.8～1.0m，底部1.0～1.5m，呈梅花形排列，并左右上下成行固定。根據(jù)基面平整度適當(dāng)增加固定點(diǎn)，保證土工布與隧道基面的密貼。

（4）土工布接縫搭接寬度不小于5cm，一般僅設(shè)環(huán)向接縫，當(dāng)長度不夠時(shí)，設(shè)軸向接縫應(yīng)采用下部（靠近底部）土工布?jí)壕o上部（靠拱部）土工布，鋪設(shè)土工布應(yīng)平順，無隆起、無褶皺。

3.3.2防水板鋪設(shè)施工

（1）試驗(yàn)人員對防水板原材進(jìn)行委外試驗(yàn)，合格后報(bào)監(jiān)理，防水板進(jìn)洞前再進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查，確保進(jìn)洞材料合格。

（2）施工人員在進(jìn)洞的防水板上標(biāo)出拱頂中心，提前計(jì)算出隧道每循環(huán)的使用長度，按量截取。

（3）施工前應(yīng)先制作防水板鋪設(shè)的專用臺(tái)架，臺(tái)架使用工字鋼焊接成型，下部設(shè)有走行車輪，保證臺(tái)架的穩(wěn)定性和行走便捷性，裁剪合適的防水板，施工前使用卷揚(yáng)機(jī)吊放在臺(tái)架上。（4）本隧道進(jìn)洞方向?yàn)樯掀?，環(huán)向焊縫施工時(shí)必須由下坡方向防水板壓上坡方向的防水板，縱向施工縫則由下部防水板壓住上部防水板，鋪設(shè)松緊應(yīng)適度并留有余量，實(shí)鋪長度與初期支護(hù)基面弧長的比值為10∶8。確?；炷翝仓蠓浪迮c初支面密貼。

（5）防水板焊接時(shí)由拱部向兩側(cè)依次焊接，施工中應(yīng)注意控制焊接溫度，防止燒穿防水板或破壞固定墊圈。防水板間搭接縫應(yīng)與變形縫、施工縫等防水薄弱環(huán)節(jié)錯(cuò)開1～2m的距離。

3.3.3防水板搭接

（1）兩幅防水板的搭接寬度不小于15cm，分段鋪設(shè)的防水板的邊緣部位應(yīng)預(yù)留至少60cm的搭接余量，并對預(yù)留邊緣部位進(jìn)行有效地保護(hù)。

（2）熱熔焊機(jī)不易焊接的部位可采用手持焊槍焊接，并確保搭接質(zhì)量。

（3）防水板的接縫應(yīng)與襯砌施工縫、變形縫錯(cuò)開2.0m。

（4）明暗洞防水板搭接長度大于60cm，搭接處采用雙縫焊接。

3.4止水帶施工

（1）仰拱縱向止水帶安裝。根據(jù)仰拱縱向止水帶設(shè)計(jì)要求確定縱向止水帶鋼筋支架位置。待縱向止水帶位置確定后采用沖擊鉆打孔的方式施作止水帶定位架。在止水帶定位架上焊接止水定位卡，此焊接定位卡可作為止水帶縱向夾具支撐架用。安裝止水帶過程中，設(shè)置止水帶卡子，確保埋入深度為止水帶的1/2及15cm。為確保仰拱縱向止水帶在混凝土澆筑過程中不發(fā)生移位現(xiàn)象，采用角鋼加工成專用模具對縱向止水帶進(jìn)行固定，仰拱縱向止水帶卡具如圖1所示。

（2）二襯環(huán)向止水帶安裝。為保證二襯施工縫處中埋式止水帶埋設(shè)居中，不褶皺、不變形，在二襯原有模板臺(tái)車端頭設(shè)置螺栓連接活動(dòng)模板塊及“π”字形連接件。設(shè)置“π”字形連接件可以將止水帶內(nèi)外層的活動(dòng)模板通過螺栓進(jìn)行連接；外露止水帶可以安裝在\"π\(zhòng)"字形的槽內(nèi)，確保二襯外露止水帶達(dá)到止水帶1/2寬度要求。

3.5排水管施工

（1）用100mmPVC排水管與側(cè)溝外露的100mmPVC連接，拐彎處采用兩通連接，設(shè)橫向2%的排水坡度，使側(cè)溝與中心水溝相連；隧道仰拱填充靠溝槽側(cè)設(shè)置50mm硬質(zhì)PVC排水管與中心水溝連通，縱向間距10m，橫向設(shè)2%的排水坡度。

（2）仰拱填充靠兩側(cè)溝槽側(cè)壁位置設(shè)置100mm半圓排水槽。半圓排水槽與中心水溝通過50mmPVC排水管連接，排水管縱向間距10m，并在半圓排水槽位置設(shè)置漏水篦子，以防塞堵，同時(shí)施工過程中應(yīng)采取措施保證排水管暢通。設(shè)置踏步區(qū)段，在靠近兩側(cè)側(cè)溝側(cè)壁位置設(shè)置100mmPVC排水管，每根長2m，每間隔25m布置1處。

三、對未來隧道及地下工程防排水的展望

1、開發(fā)新技術(shù)與新材料，降低施工成本，提高施工安全等級(jí)。21世紀(jì)以來，我國對交通隧道的建設(shè)投資每年已逾千億元，這是一個(gè)巨大的市政投資建設(shè)。隨著新技術(shù)以及新工藝的不斷開發(fā)，只有貫徹“引進(jìn)、消化、吸收、創(chuàng)新”的方針，才能使我國交通隧道施工邁上一個(gè)新臺(tái)階，并且躋身于世界交通隧道建設(shè)的先進(jìn)行列。

2、實(shí)現(xiàn)分流管理，合理安排建設(shè)。對于公路鐵路的運(yùn)行可采取分流運(yùn)行，將來往車輛進(jìn)行分類。把輕小型客車與重型貨車區(qū)別開來采取分洞而過，這將延長保護(hù)那些將要老化和設(shè)計(jì)要求過低的隧道的使用壽命，通過交通分流可以使隧道設(shè)計(jì)要求更加的明確，更加針對化。

3、保護(hù)沿線植被生態(tài)資源。保護(hù)沿線植被將可以有效地減少水土流失，將直接的使隧道的滲漏水最大限度的減少，從而有效地從生物方面來減少隧道滲漏水量。

4、未來防排水施工方向。隨著地下水資源的日益緊張及環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，未來防排水的原則是：防、排、截、堵相結(jié)合、因地制宜、綜合治理。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，隧道防排水未來的發(fā)展方向?qū)⑹且远滤疄橹?、堵排結(jié)合。

結(jié)束語

隧道防排水工程施工是一項(xiàng)綜合性比較強(qiáng)的施工，除了要完善施工技術(shù)以外，還需要做好防水工程。提高施工人員的工作責(zé)任心，選擇質(zhì)量合格的防水材料，組織專業(yè)化的施工隊(duì)伍進(jìn)行施工，保證工程的施工質(zhì)量。

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