高速铁路隧道防排水施工工艺

    张晓玮

    摘要：本文结合武广客运专线隧道施工实例，介绍了隧道防排水施工中的的施工措施，通过多种防水措施的运用，达到隧道防排水质量要求。

    关键词：塑料板防水；变形缝防水；洞内排水

    近年来随着我国经济的快速发展，我国已相继修建了郑西、石太、武广、福厦、合武、京沪等一些客运专线，这些客运专线有大量的隧道工程，客运专线隧道与现有的隧道有诸多不同，而且我国也没有现有的经验和工程实践。本文主要总结客运专线的防排水施工，为以后隧道防排水施工提供经验。

    1 铁路隧道防排水现状

    我国铁路隧道起步较早，20世纪80年代以前，铁路隧道施工主要采用传统矿山法施工，整体式衬砌，由于没有采取完善的防水设施，造成隧道建成后有三分之一左右的隧道出现漏水病害。80年代后我国隧道施工开始采用新奥法施工，使隧道的渗漏情况有了一定的改善。随着我国修建大量的长大隧道，对隧道的防排水有了新的要求。目前铁路隧道设计中由过去“以排为主”转变为“防、排、截、堵相结合，因地制宜综合”的原则。采用防排水设施措施有：由环向排水管、纵向排水管和隧道两侧的排水沟或中央水沟组成完善的排水系统；在复合式衬砌之间设置防水卷材加土工布构成防水板。这些材料多为工程性能好的高分子材料，这都极大地改善了铁路隧道的渗漏状况。

    但是为了保证高速铁路安全运行和设备正常运转，根据《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》（TZ214-2005）和《客运专线铁路隧道工程施工质量验收标准》（铁建设[2005]160号），隧道衬砌和设备洞室衬砌防水等级应达到《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）规定的一级防水标准，即二次衬砌不允许渗水、二次衬砌表面无湿渍。

    2 洞内的防排水设计和施工

    客运专线隧道防排水设计，采用“防、排、堵、截结合，因地制宜，综合治理”的原则；对于隧道穿过岩溶、断裂破碎带，预计地下水较大，当采用以排为主；可能影响生态环境时，根据实际情况采用“以堵为主，限量排放”的原则，达到堵水有效、防水可靠、经济合理的目的。在岩溶发育地段，则采用“以疏为主、以堵为辅”的原则，应强调尽量维系岩溶暗河的既有通路，严禁随意封堵溶洞、暗河。

    2.1 防水：

    就是防止地下水渗入衬砌。包括喷射混凝土防渗、塑料防水板、施工缝防水、防水混凝土自身防水等。

    2.1.1 喷射混凝土

    喷射混凝土作为防水层是被国际隧协（ITA）所提倡的，国际隧协工作组对喷射混凝土作为防水层作了大量研究指出，喷射混凝土作为防水层与防水板同样重要。

    2.1.2 塑料防水层

    塑料防水板是隧道防水的核心，是隧道防水的重要措施。防水层不仅起到防水作用，而且还对初期支护和二次衬砌起到隔离作用。因此防水层的施作，应在初期支护变形基本稳定和二次衬砌灌注之前进行。防水层通常是由缓冲垫层与防水板两部分组成。塑料防水板厚度应不小于1.5mm，选择耐刺穿性好、柔性好、耐久性好的材料；其规格、材质防水板应符合设计要求及GB18173.1-2000标准，缓冲垫层材料通常采用无纺土工布，其材料应按设计要求选用，一般采用射钉固定。固定点间距：一般拱部0.5~0.8m，边墙0.8~1.0m，底部1~1.5m，呈梅花形排列，并左右上下成行固定。在凸凹较大的基面上，在断面变化处增加固定点，保证其与混凝土表面密贴。防水板铺设应超前二次衬砌施工1～2个衬砌段长度，并形成初期支护表面验收段→防水板铺挂段→防水板质量检验段→二次衬砌施工段的流水作业面。

    防水板铺设应采用无钉铺设工艺，宜采用从拱部向边墙环状铺设，松紧应适度并留有余量（实铺长度与弧长的比值为10：8），检查时要保证防水板全部面积均能抵到围岩。用带热塑性圆垫圈的射钉将土工布平整顺直地固定在基层上，土工布搭接宽度50mm，可用热风焊枪点焊，每幅防水板布置适当排数垫圈，每排垫圈距防水板边缘40cm左右，垫圈间距：侧壁80cm，2～3个垫圈/m2，顶部40cm，3～4个垫圈/m2。两幅防水板的搭接宽度符合设计要求并不应小于100mm。环向铺设时，先拱后墙，下部防水板应压住上部防水板。防水板之间的搭接缝应采用双焊缝、调温、调速热楔式功能的自动爬行式热合机热熔焊接。

    充气检查：在焊缝中央加气至0.25Mpa时，停止充气，若在15min内气压降在10%以内，则说明焊缝合格，否则说明有脱焊处。

    2.1.3 施工缝、变形缝防水

    施工缝是由于隧道衬砌混凝土施工时产生的，是防水薄弱环节之一，是隧道经常发生渗漏的地方。沉降缝是由于地质条件显著变化和衬砌受力不均地段设置，为防止温度变化或混凝土收缩影响而引起衬砌开裂，应设置伸缩缝，这两种缝统称为变形缝。

    二次衬砌结构混凝土施工应连续一次浇筑完成，宜少留施工缝，拱圈、仰拱、底板不得留纵向施工缝。客运专线环向施工缝拱、墙部位设置中埋式止水带及排水管，仰拱部位设置中埋式止水带；纵向施工缝涂刷混凝土界面剂。止水带应选用橡胶止水带。对水压力大、变形大的施工缝应选用钢边止水带，当地下水有腐蚀性介质的应选用氯丁橡胶、三元乙丙胶材质的止水带。变形缝拱墙部位防水采用中埋橡胶止水带、沥青木丝板塞缝、双组分聚硫密封膏嵌缝。沉降缝仰拱部位采用中埋橡胶止水带、沥青木丝板塞缝并环向设置双层抗剪的措施，以减小沉降缝两边的不均匀沉降。

    2.2 洞内排水：

    就是将衬砌背后的地下水排出。隧道排水采取在衬砌背后环向和纵向设置软式透水管盲沟，盲沟伸入泄水孔管，将水排到隧道两侧的水沟中，隧道内设双侧沟加中心沟的方式排水。环向排水盲管沿纵向设置的间距应满足设计要求，并应根据洞内渗、漏水的实际情况，在地下水较大的地段应加密设置排水盲管。安装时环向盲管应尽量紧贴渗水岩壁，减小地下水由围岩到环向盲管的阻力；盲管布置应圆顺，不得起伏不平。环向盲管安装时应用钢卡等固定，再喷射混凝土封闭，首先应用土工布将纵向排水管包裹，使泥砂不得进入纵向盲管。其次，应用土工布半裹纵向盲管，使从上部下流之水在纵向盲管位置尽量流入管内，而不让地下水在盲管位置纵横漫流。纵向排水盲管在整个隧道排水系统中是一个中间环节，起着承上启下的作用，纵向排水盲管安装坡度符合设计要求，通向水沟的泄水管应有足够的泄水坡。施工中应注意检查与上部环向盲管的连接，应与环向排水盲管、横向排水盲管用变径四通连为一体，形成完整的排水系统。四通管留设位置应准确，接头应牢固，防止松动脱落。中心排水管（沟）管径符合设计要求，管身不得变形、不得有裂缝，管身上部透水孔畅通。

    中心排水管（沟）基础的总体坡度、段落坡度、单管坡度应协调一致，并符合设计要求，不得高低起伏。管路埋设好后，应进行通水试验，发现漏水、积水，立即处理。

    总结

    隧道的防排水方案及措施是根据隧道施工部位水质条件和渗漏情况决定的，不是一成不变的。隧道防水施工的实践表明,隧道的防排水是一项综合工程，要贯彻“防、排、截、堵相结合，刚柔并济，因地制宜，综合治理”的原则，才能取得良好的防水效果。总之不论隧道采取什么样的防排水措施，保证隧道正常运营是我们的的最终目的。

    参考文献

    [1]焦南稳．郝家坪隧道防排水施工技术.公路隧道施工.2007年第2期.

    [2]岑维嘉．隧道复合衬砌防排水的设计与施工 科技咨询导报.2007年第21期.

    [3]王新奇．浅谈隧道防排水施工.中国西部科技2007年5月.

    [4]《高速铁路隧道》.中国铁道出版社.2006年.