淺析鐵路隧道防排水施工技術要點

摘 要：鐵路隧道滲漏水病害一直是施工中要解決的難題之一，尤其在雨量充沛的地區(qū)，給施工造成困難，同時對鐵路運營造成安全隱患。干擾行車信號系統的正常使用，危及行車安全。電化區(qū)段隧道滲漏水還會造成接觸網故障，嚴重的引起跳閘斷電。寒冷地區(qū)隧道滲漏水還會使隧道出現道床結冰、襯砌開裂等病害，影響結構安全。因此，嚴格控制鐵路隧道防排水施工技術要點是十分重要的。

關鍵詞：鐵路隧道；防排水；施工技術

目前鐵路隧道防排水采取“防、排、截、堵結合，因地制宜，綜合治理”，在地下水與地表水聯系密切且對水環(huán)境有嚴格要求的地段采取“以堵為主，限量排放”的原則，綜合采用注漿堵水、防水板和防水混凝土防水、施工縫和變形縫防水，以及排水系統排水等多種措施，形成完整的防排水系統，達到隧道防排水要求。本文結合新建蒙西至華中地區(qū)鐵路煤運通道小南塬隧道工程實例，淺析了鐵路隧道防排水施工技術要點，以期對相關領域的發(fā)展有所裨益。

1 工程概況

新建蒙西至華中地區(qū)鐵路煤運通道工程小南塬隧道全長7067.2m，起訖里程DK405+669.8～DK412+737，為單洞雙線隧道。隧道最大埋深約為218.62m，最小埋深約為17.54m，隧道地表植被較發(fā)育。DK412+127.12～隧道出口段位于R=1000m的曲線上，其余段位于直線上。隧道縱坡為單面坡，坡度及坡長依次為3‰/430.2m、5‰/5900m、4‰/737m。

隧址區(qū)地表水主要為勝天河與云巖河支流，勘察期間云巖河水寬約4m，水深約2m，季節(jié)變幅1～2m，勝天河寬1～2m，深0.1m～2.0m，水位季節(jié)變幅0.5～1m。水量較少，雨季時可能水量較大。勘察期間隧址區(qū)局部沖溝內有水，水量較小，雨季時可能水量較大。地下水主要為第四系孔隙水、基巖裂隙水及土石界面水，主要受大氣降水、河水及側向徑流補給，以蒸發(fā)或泉的形式向深切沖溝溝底排泄或向深部徑流排泄，地下水水位、水量隨季節(jié)性變化，雨季時水量較大，旱季水量相對較小。

2 隧道防排水施工

2.1 初期支護防排水

在富水斷層破碎地段施作初期支護前，應處理好圍巖的涌水和滲漏水。少量集中滲水、淋水地段，在將要通過的透水層部位采用排水管法，根據水量大小布置埋設一定數量的排水管，在排水管周圍噴射厚度為1～2cm水泥砂漿后，再進行噴射混凝土作業(yè)，將滲、淋水集中到排水管內導出。當涌水較大，支護時對主要涌水口可暫不進行封堵支護，先行引排，施作襯砌后再對涌水進行封堵。

2.2 盲管安裝

隧道拱墻襯砌與初支之間設置環(huán)、縱向盲管，環(huán)向盲管采用ф50HDPE單壁打孔波紋管，雙線隧道縱向盲管采用ф100/90HDPE雙壁打孔波紋管。環(huán)向盲管每8m設置一環(huán)，地下水發(fā)育段環(huán)向盲管加密或成束設置，縱向盲管雙側墻角設置，設置于水溝底上方30cm處。環(huán)、縱向盲管均設置土工布包裹。

在施工時先鋪設排水盲管再吊掛防水板。并分段把縱向盲管引入兩側排水溝。排水盲管包括環(huán)向排水盲管、縱向集水盲管、橫向排水管，三者采用變徑三通連為一體，形成完整的排水系統。其中，縱向排水盲管在整個隧道排水系統中是一個中間環(huán)節(jié)，起到承上啟下的作用，是關鍵環(huán)節(jié)；環(huán)向排水盲管沿縱向設置的間距根據設計要求進行布置，根據洞內滲、漏水的實際情況，在地下水較大的地段應加密設置環(huán)向排水盲管。

排水盲管施工有以下步驟：（1）施工前按規(guī)定劃線，以使盲管位置準確合理，劃線時注意盲管盡可能走基面的低凹處和易出現滲漏水的地方。（2）鉆定位孔，定位孔間距不得大于50cm。（3）將膨脹錨栓打入定位孔。（4）將盲管用無紡布包住，用扎絲捆好，用卡子卡住盲管，然后固定在膨脹螺栓上。（5）用三通將環(huán)、縱向排水盲管連接固定。

橫向排水盲管是連接縱向排水管與側溝或中央排水管（溝）的水力通道，施工時嚴格按設計要求設置，仰拱及填充混凝土施工前預留橫向排水管。

2.3 防水層施工

隧道拱墻初期支護與二次襯砌之間敷設分離式防水層，防水層采用厚度不小于1.5mm的EVA防水板，土工布重量不小于350g/m2。防水板固定采用自動雙焊縫熱熔焊機焊接工藝。

在基面處理、排水盲管設置完成后，進行防水板施工作業(yè)，包括鋪設準備、緩沖層鋪設、防水板鋪設、防水板焊接、質量檢查等環(huán)節(jié)。

2.3.1 防水板的鋪設準備工作

（1）洞外檢驗防水板及緩沖層材料質量。（2）對檢驗合格的防水板，用特種鉛筆畫出焊接線及拱頂中心線，并按每循環(huán)設計長度截取，對稱卷起備用。（3）鋪設防水板的專用臺車就位。緩沖層（土工布）和防水板，放在臺車的卷盤上。（4）鋪設前進行精確放樣，進行試鋪后確定防水板一環(huán)尺寸，盡量減少接頭。（5）在鋪設基面標出拱頂線，畫出每一環(huán)隧道中線及垂直隧道中線的橫斷面線。

2.3.2 緩沖層鋪設

（1）緩沖層鋪設前，先在隧道拱頂部位標出縱向中線，并根據基面凸凹情況留足富余量，宜由拱部向兩側邊墻鋪設。（2）用射釘將熱塑性墊圈和緩沖層平順地固定在基面上，固定點間距：一般拱部0.5～0.8m、邊墻0.8～1.0m，基面凸凹較大處應增加固定點，使緩沖層與基面密貼。（3）緩沖層接縫搭接寬度不小于5cm，鋪設的緩沖層應平順，無隆起，無皺褶。

2.3.3 防水板鋪設

（1）防水板鋪設宜采用專用臺車鋪設，臺車應具備以下要求：a.防水板專用臺車應與模板臺車的行走軌道為同一軌道，軌道的中線和軌面標高誤差應小于±10mm。b.臺車前端應設有初期支護表面及襯砌內輪廓檢查剛架，并有整體移動（上下、左右）的微調機構。c.臺車上應配備能達到隧道周邊任一部位的作業(yè)平臺。d.臺車上應配備輻射狀的防水板支撐系統。e.臺車上應配備提升（成卷）防水板的卷揚機和鋪放防水板的設施。（2）防水板鋪設應超前二次襯砌施工，并設臨時擋板防止機械損傷和電火花灼傷防水板，同時與開挖面應保持一定的安全距離。（3）防水板采用環(huán)向鋪設，從拱部向兩側邊墻懸掛進行，下部防水板應壓住上部防水板，松緊應適度并留有余量（一般實鋪長度與噴射混凝土面弧長的比值為10：8），以確保澆筑混凝土后防水板表面與基面密貼。（4）兩幅防水板的搭接寬度不小于15cm，分段鋪設的防水板的邊緣部位預留至少60cm的搭接余量并且對預留部分邊緣部位進行有效的保護。（5）附屬洞室處鋪設防水板時，先按照附屬洞室的大小和形狀加工防水板，并與邊墻防水板焊接成一個整體。（6）防水板與無紡布分開鋪設，先在初期支護上鋪設無紡布，再利用無紡布安裝專用熱塑性墊圈把防水板固定在無紡布上。防水板鋪設見圖1。

（7）防水板采用熱熔法手工焊接在熱塑性墊圈上，焊接應牢固可靠，避免澆筑和振搗混凝土時防水板脫落。

（8）防水板之間接縫采用自動雙焊縫熱熔焊機焊接，細部處理或修補采用手持焊槍，單條焊縫的有效焊縫寬度不小于15mm。焊接后兩條縫間留一條空氣道，焊縫搭接寬度大于15cm。防水板焊縫見圖2。

防水板焊接要求如下：開始焊接前，應用小塊塑料片上試焊，以掌握焊接溫度和焊接速度；焊接時，接縫處必須檫洗干凈，且焊縫接頭應平整，不得有氣泡折皺及空隙；防水板縱向搭接與環(huán)向搭接處，除按正常施工外，應再覆蓋一層同類材料的防水板材，用熱焊焊接。

在焊縫搭接的部位焊縫必須錯開，不允許有三層以上的接縫重疊（見圖3）。焊縫搭接處必須用刀刮成緩角后拼接，使其不出現錯臺；焊縫若有漏焊、假焊應予補焊；若有烤焦、焊穿處以及外露的固定點，必須用塑料片焊接覆蓋。

2.3.4 防水層保護

（1）已鋪好防水板地段嚴禁用爆破法撿底或處理欠挖。（2）任何材料、工具、在鋪設時應盡量遠離已鋪好防水板的地段堆放，不得穿帶釘子的鞋在防水層上走動，對現場施工人員加強防水層保護意識教育，嚴禁損壞。（3）在沒設保護層處（如拱頂、側墻）進行其他作業(yè)時不得破壞防水層，鋼筋焊接作業(yè)時，防水板要用阻燃材料進行覆蓋，避免焊火花損傷防水板，現場應配備一定數量的滅火器。（4）擋頭板的支撐物在接觸到塑料防水板處必須加設橡皮墊層。（5）鋼筋混凝土襯砌，要對鋼筋頭部進行防護，避免損傷防水板。（6）綁扎鋼筋、安裝模板及襯砌臺車就位時，在鋼筋保護層墊塊外包土工布防止碰撞和刮破塑料板。（7）在灌注二次襯砌混凝土時，振搗棒不得接觸防水層，澆筑時應有專人觀察，發(fā)現損傷應立即修補；同時應在混凝土輸送泵出口處設置防護板，防止混凝土直接沖擊已鋪好的防水板。（8）二次襯砌中埋設的管料與防水板間距不小于5cm，以防止破損塑料防水板。

2.4 襯砌混凝土防水

隧道二次襯砌采用防水混凝土，其抗?jié)B等級不得小于P8?；炷潦┕で?，由試驗室做好配合比試驗和抗?jié)B性試驗，通過控制水灰比、調整含砂率、水泥用量和摻入外加劑的方法來提高抗?jié)B性，所使用的膠凝材料質量和數量達到設計要求，以達到一級防水的標準。

襯砌防水混凝土應達到結構密實、表面平整光滑、曲線圓順、顏色均勻，不得有漏筋、蜂窩、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角等缺陷。

2.5 施工縫、變形縫防水

施工縫一般按8-12m一道設置，并不得小于5m；縱向施工縫邊墻兩側墻角處設置，設置于電纜槽蓋板頂面以下30cm處。素混凝土襯砌縱向施工縫設置ф16接茬鋼筋，接茬鋼筋長500mm，埋入和露出深度為250mm，間距20cm。環(huán)向施工縫采用中埋式橡膠止水帶+背貼式橡膠止水帶防水，并在仰拱環(huán)向施工縫中間預埋可維護注漿管?？v向施工縫設置中埋式橡膠止水帶+制品型遇水膨脹橡膠止水條防水。雙側水溝施工縫表面涂刷兩層水泥基滲透結晶型防水涂料防水，施工完成后在溝槽內側沿接縫周邊兩側各涂刷20cm寬度水泥基滲透結晶防水涂料兩層，施工縫位置應避開環(huán)、縱向排水管、拱墻及仰拱施工縫等。

變形縫設置于明暗分界、基底軟硬不均段，變形縫寬度2cm。變形縫采用中埋式鋼邊橡膠止水帶+背貼式橡膠止水帶防水，變形縫內緣以雙組聚硫密封膠封堵，其余空隙采用聚乙烯泡沫塑料板嵌縫密實。

2.5.1 外貼式止水帶施工

（1）位置確定。外貼式止水帶設置在襯砌結構施工縫、變形縫的外側，施工時按設計要求先在需要安裝止水帶的位置放出安裝線。

（2）基面處理。對于直接設置在巖壁或初期支護面上的外貼式止水帶，設置的部位須預先用氯丁膠乳砂漿進行抹平處理，防水砂漿抹面的寬度應大于止水帶寬度20cm以上。

（3）止水帶固定。施工縫處設計有防水板的，采用粘接法將其與防水板連接。對于施工縫處設計沒有防水板的，止水帶采用粘接法固定在巖壁或初期支護找平層上。

2.5.2 中埋式止水帶施工

中埋式止水帶采用鋼筋卡固定，鋼筋卡采用？準6鋼筋制作，襯砌施工時通過鐵絲將鋼筋卡和止水帶固定在擋頭模板上，鋼筋卡環(huán)向間距0.3m。在第二節(jié)襯砌施工時扳直鋼筋卡將一起彎入的止水帶垂直固定在第二節(jié)襯砌內。

安裝時止水帶垂直彎曲，一端垂直擋頭模板，一端緊貼擋頭模板（涂抹上脫模劑），待第一節(jié)襯砌完成后緊貼模板止水帶彎入第二節(jié)襯砌。

2.5.3 止水條施工

（1）預處理。事先用鋼絲刷清楚敷設范圍內施工縫面的砂粒及混凝土渣，然后用抹布擦凈或高壓水沖洗干凈。（2）施工方法。止水條必須安裝在預留槽內，安裝時先在槽內涂抹一層氯丁膠粘劑，使其粘結牢固，并用水泥釘固定，水泥釘的間距不宜大于60cm。（3）養(yǎng)護、固化。為保證止水條對混凝土有很好的粘結性，必須保證有充分的養(yǎng)護時間。施工后的止水條到表面硬化為止不超過24小時，表面硬化需要完全達到指標，融干燥后，才可以進行下一次混凝土續(xù)澆。（4）浸水后的處理。如果止水條施工到下次澆筑混凝土時間較長，施工時注意保護止水膠不要浸水。如果遇浸水引起水膨脹而使止水條剝離，在澆筑混凝土前必須加以修補。修補方法如下：先用釘子固定剝離的止水條，除去積水，再除去剝離的止水條，重新施工。（5）施工注意事項。止水條距混凝土邊緣的距離不得小于120mm，距離太小其膨脹應力會導致混凝土膨脹。如需分次擠出時，其搭接長度不小于20mm。下次混凝土澆筑時，振搗棒不得直接接觸到止水條。

3 結束語

鐵路隧道防排水施工是隧道工程中的重要工序，同時具有較強的隱蔽性，一旦施工完后發(fā)生滲漏，其維修和治理十分困難。因此，在隧道防排水施工過程中，嚴格控制每道工序的施工要點及施工質量，確保隧道防排水工程質量合格。

參考文獻

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[4]鐵道第三勘察設計院.蒙西至華中煤運通道隧道防排水參考圖[Z].

作者簡介：汪德友（1984，8-），男，漢族，四川眉山市人，工程師，本科，單位：中鐵二十一局集團第二工程有限公司，研究方向：鐵路工程施工技術。