武广铁路客运专线隧道防排水施工控制重点分析

作者简介：宁镇（1969-），男，山东人，本科学历，研究方向：一线施工管理。

摘要:随着国民经济的飞速发展，交通运输的压力也陡然增加，高速铁路开始引起国家有关建设部门的高度重视，武广铁路客运专线的投资修建便是这一建设性步伐的开始。结合武广铁路客运专线上各种不同地质条件下的隧道施工，分析了隧道施工过程中的防排水控制重点。

关键词:武广铁路；客运专线；隧道；防排水

中图分类号:TU 文献标识码:A文章编号：1672-3198（2011）05-0267-02

1 工程概况

1.1 隧道分布

本段线路隧道工程量大，分布于湖北（4座）、湖南（144座）、广东（78座）三省，隧道总长约为177km。本段3km以上的隧道共有13座，其中10km以上的隧道两座，一座位于长沙城郊的浏阳河隧道全长10115m，另一座位于广东乐昌市境内的大瑶山1#隧道全长10081m。

1.2 工程地质

沿线地形、地质条件复杂，不良地质和特殊地质段长。受地质构造影响，各区域性大断层，富水结构发育，浅埋偏压突出，岩溶、岩爆、高地应力、突水突泥等地质灾害风险大。不良地质主要以岩溶、断层、破碎带、软土层、膨胀土、红黏土等为主。

1.3 水文地质

本段线路的水文地质条件复杂，地下水丰富，存在形式多样。地下水主要以松散岩类的孔隙水、碳酸盐岩类的岩溶水、碎屑岩、基岩类的裂隙水以及溶洞水为主。

2 隧道防排水设计原则

本段线路隧道的防水等级必须满足《地下工程防水技术规范》规定的一级防水标准，衬砌表面无湿渍。隧道的防排水设计，采用“防、排、堵、截结合，因地制宜，综合治理”的原则，能防不用排，能排不宜堵。但对于隧道穿过岩溶、断裂破碎带，预计地下水较大，应根据实际情况采用“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，应尽量维系岩溶暗河的既有通路。

3 隧道内防排水施工

3.1 防水材料

防水材料种类繁多，隧道施工主要用到的是以下三类：

（1）一类是沥青类防水材料。以天然沥青、石油沥青和煤沥青为主要原材料，制成的沥青油毡、纸胎沥青油毡、溶剂型和水乳型沥青类或沥青橡胶类涂料、油膏，具有良好的粘结性、塑性、抗水性、防腐性和耐久性。

（2）二类是橡胶塑料类防水材料。以氯丁橡胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶、聚氯乙烯、聚异丁烯和聚氨酯等原材料，可制成弹性无胎防水卷材、防水薄膜、防水涂料、涂膜材料及油膏、胶泥、止水带等密封材料，具有抗拉强度高，弹性和延伸率大，粘结性、抗水性和耐气候性好等特点，可以冷用，使用年限较长。

（3）三类是水泥类防水材料。对水泥有促凝密实作用的外加剂，如防水剂、加气剂和膨胀剂等，可增强水泥砂浆和混凝土的憎水性和抗渗性;以水泥和硅酸钠为基料配置的促凝灰浆，可用于地下工程的堵漏防水。

3.2 隧道防排水施工控制重点

3.2.1 隧道开挖的防排水控制

隧道开挖一般采用光面爆破和预裂爆破的控制爆破方法，采取有效的方法控制爆破参数及爆破用药量能减少对围岩中裂隙的干扰，减缓甚至避免裂隙的扩张，特别是对裂隙水发育地段的隧道开挖，更应该进行的总结前阶段的爆破开挖参数，合理的进行参数调节。

在裂隙水发育的围岩中进行隧道开挖时，受应力释放的影响，裂隙水将顺着裂隙孔渗出或流出，在隧道内轮廓和掌子面上的体现将会是到处有渗水、滴水甚至线形流水，因此如何将这些散状水汇聚成线状或股状流水，再进行集中引排，也是隧道防排水的关键措施。工程施工中采用最多的是集中应力释放的方法，即打探孔，让应力向孔的周围集中，裂隙水也将在应力作用下汇聚到孔中，从孔口排出;第二种方法是采用塑料防水板，铺挂于开挖内轮廓面上，让散状水在防水板上汇聚，再进行集中引排。

当采用引排水的方式收效不大时，可以采用堵水的方法，常用的就是注浆。注浆堵水的方式主要有超前预注浆和帷幕注浆，但选取合理的浆液和注浆压力也是注浆成效的关键，这就需要考虑到围岩状况、地下水的补给等众多方面的因素。

3.2.2 隧道初期支护的防排水控制

隧道初期支护主要有锚杆施工、钢筋网片施工和喷射混凝土的施工。锚杆和钢筋网主要起锚固、支撑围岩的作用，而喷射混凝土却是隧道防排水系统中的一道良好的屏障，它近乎封闭成环的结构，不仅可以作为一种支撑结构，同时也可以减缓水的渗流速度，让渗水沿拱圈流至拱脚，更加有利于对水的集中引排处理。喷射混凝土的成分中含有外加剂，外加剂的选取和用量是控制混凝土支撑结构和防水性能关键。合理适量的添加外加剂能有效的提高喷射混凝土的初凝速度和强度，不仅对支撑结构有利，达到尽早封闭，还可以有效的控制渗水。

3.2.3 隧道排水管道、防水层的防排水控制

（1）隧道内的排水管道是隧道防排水系统中的必不可少的一道施工工序，整个隧道对水的处理都是通过管道进行引排到洞外。

这一环节的施工主要包括：①隧道环向盲管或盲沟的安装;②隧道纵、横向排水管的安装;③辅助坑道、横洞、预留洞室内排水管的安装;④中心排水沟、侧沟。这四个施工环节是一个紧密联系的循环性的整体，隧道的环向排水设施主要是起引水的作用，将水引至拱脚，再通过隧道纵、横向排水管流至中心排水沟或侧沟排到洞外。而辅助坑道、横洞、预留洞室内的排水管道可以直接与隧道中心排水沟或侧沟相连，也可通过直通、三通的形式与纵、横向排水管相连，再由隧道中心水沟和侧沟排到洞外，路面积水可以直接通过两侧侧沟排至洞外。另外，还必须合理地安装隧道排水管的坡度，不宜设置反坡，应顺坡、顺水的流向进行安装。

（2）隧道防水层属于柔性防水措施，防水层的施工主要有以下控制重点：

①防水层铺设之前应测量检查隧道开挖断面，对欠挖部位应加以凿除，对喷射混凝土面表面凹凸显著部位应修凿、喷补、使混凝土表面平顺。割除喷射混凝土面外露的锚杆头、铁丝、钢筋网头，割除时齐根切除并用水泥砂浆抹平;

②防水板共有复合式及分离式两种形式，武广客运专线的隧道均采用的是分离式防水板。防水板在打开后，应检查有无断裂、折皱、破损、变形、孔洞等缺陷，保证材料符合设计质量要求，不合格的材料严禁使用;

③防水板的搭接和焊接必须满足设计要求。防水卷材与无纺布的接口应错开至少一米，并要保证焊缝的牢固、平顺，假焊应予补焊，若有烤焦、焊穿处以及外露的固定点，必须用塑料片焊接覆盖，焊接接头应平整，不得有气泡折皱及空隙;

④绑扎钢筋和安装模板及台车时，应防止碰撞和刮破防水板，挡头板的支撑在接触到防水板处必须加设橡皮垫层;浇筑混凝土时，应防止碰击防水板，二次衬砌中埋设的管料与防水板间距不少于5cm，以防止破损防水板，浇注时应有专人观察，发现损伤应立即修补;安装孔位要严格控制方向和排列距离，避免安装时搭接困难;

⑤在浇灌混凝土过程中若发现防水板铺设绷得过紧，为避免破裂，可根据范围大小，将该处塑料防水板破开，另裁一块防水板破口内使其紧贴岩壁，然后再将新旧两块防水板焊接成整体;大面积漏水或有股水的地段必须先用油布、薄膜、塑料布等材料，将水引离施工工作而，待防水板铺设到适当位置时，再行拆除，引水顺防水板后流下。

3.2.4 隧道混凝土衬砌的防排水控制

防水性混凝土属于刚性防水措施。要保证防水混凝土的质量，除要求有优良的配合比设计，良好的材料质量，还要求有严格的施工质量控制。防水混凝土衬砌的施工主要有以下控制重点：

（1）防水混凝土的配料必须按质量配合比准确称量，严格按照配合比进行拌合;

（2）使用减水剂时，减水剂宜预溶成一定浓度的溶液;

（3）防水混凝土的伴合物，必须采用机械搅拌，搅拌时间不应小于2mln。掺外加剂时，应根据外加剂的技术要求确定搅拌时间;

（4）防水混凝土拌合物在运输后如出现离析，必须进行二次搅拌。当坍落度损失后不能满足施工要求时，应加入原水灰比的水泥浆或二次掺加减水剂进行搅拌，严禁直接加水;

（5）防水混凝土必须采用高频机械振捣密实，振捣时间宜为10.308，以混凝土不冒气泡和泛浆为准，应避免漏振、欠振和超振;

（6）防水混凝土应连续浇筑，宜少留施工缝，灌注混凝土的入模自落高度超过1.5m时，应设有串筒将混凝土送入。

3.2.5 变形缝、施工缝处的防排水控制

隧道内混凝土的浇筑难以避免的要设置一些沉降缝和施工缝，它们所处位置的防排水工作也尤为重要，可以作为隧道防排水系统的补充。变形缝是地下防水的薄弱环节，防水处理比较复杂，最易发生渗漏，如处理不好会直接影响到地下工程的正常使用和使用寿命。

参考文献

［1］T2214-2005，客运专线铁路隧道工程施工技术指南［S］.

［2］铁建设（2005）160号，客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准［S］.

［3］高军.武广客运专线大断面双线隧道防排水设计施工技术要点［U］.铁道标准设计，2007（增刊1）.

［4］沈春林，周俊等.地下防水设计与施工［M］.北京：化学工业出版社，2006.