浅谈铁路隧道防水施工技术

摘要：铁路在我国当前的最重要的一种交通方式，对我国经济的发展起着很大的作用。随着铁路的建设规模不断扩大，铁路技术也在不断发展，铁路技术的发展在当前的铁路建设中多种方式共存，已形成一个比较专业的技术体系，对于我国的铁路建设事业极大的促进了。因为铁路与国民经济以及人们的生活有很大的关系，对于质量的保证是非常重要的。随着各种先进的施工工艺、施工方法、施工机械和施工材料的使用、建设，不断提高铁路隧道的质量。同时，地下工程的防水技术和防水质量需加以改进，以提高工程质量，这将成为一个突出的重点。

关键词：铁路隧道；防水施工；施工技术

中图分类号： U45文献标识码： A

一、防水施工对于修建铁路隧道的重要性

铁路隧道施工中，尽管矿山法暗挖施工处于主导地位，长期应用于施工中，但近年来越来越多使用盾构法。矿山法隧道施工技术施工工艺简单、应用灵活、可以适用于几乎所有的地质条件、质量容易控制、减少拆迁和交通疏解、成本合理。在沿海城市，暗挖隧道位于水线以下，基本隧道围岩在基岩以上，部分的含水层地下水丰富，主要是由于浅层地下水补给充分，特别是在雨季，和混凝土施工技术的主要结构的复杂性。目前的施工技术方案通常是三个过程：裸岩巷道锚喷技术支持的爆破封的岩石，喷射混凝土表面铺装层的有机板，浇在自防水混凝土。浇注混凝土的强度和隧道间隙的要求和其他质量控制非常成熟，防水工程质量往往难以达到设计效果，因此隧道结构的防水施工质量是好还是坏，是铁路隧道建设的关键。

二、铁路防水施工工艺

为了保证良好的防水效果，隧道工程防水施工应遵循“以防为主、防排结合、刚柔相济、多道防线、因地制宜”的原则，采用结构自防水和柔性防水层综合应用的办法，提高隧道防水能力。在设计时，必须遵循“洞外水不能流入洞内、洞内水及时排出洞外”的基本思路，构建防排水系统。

(一)初期支护处理

初期支护完成后通常并不理顺，并且有浮渣灰浆，如果直接铺设防水层，将不能很好的达到结合密实度要求。可先采用厚砂浆找平，清除掉浮碴灰浆，如果表面有钢筋等凸出物，必须割除磨平，并用砂浆将割除部位抹平，以防扎破防水材料，对于隧道初期支护转弯处，必须将阴阳角处理成圆弧，阴角圆弧半径不得小于15cm，阳角圆弧半径不得小于5cm，为防水层的铺设提供更好的结合面，最后还需要进行清理注意表面不能有水渍，以免影响粘结效果。

(二)防水卷材施工工艺

防水卷材的质量及铺设工艺直接决定了隧道防水层的防水质量。在选用防水卷材时，一定要对其材质进行仔细查验，保证卷材厚度一致，平铺不会产生明显隆起和皱折。在铺设时，首先需要要隧道拱顶标出中心线，并搭设板台架，由拱顶向两侧铺设，卷材铺设必须达到平顺、舒展、无空鼓的标准，粘结牢固，对于结合部位，必须保证搭接可靠，采用环向铺设防水卷材，搭接宽度长边不少于100mm，短边不少于150mm，并将相领两幅接缝错开，同时错开结构转角位置。目前传统隧道防水材料多采用复合式防水材料，施工时一般先在初期支护上打水泥钉，但这种工艺水泥钉根部会与防水卷材直接接触，在二衬施工时防水卷材容易被刺破，造成漏水现象，可采用隐形钉铺合法，先在初期支护上挂土工布，用特制粘结片进行固定，在粘结片中心射入水泥钉，使水泥钉根部埋在粘结片内，再在外层采用热熔焊接技术铺合防水卷材的办法，使防水层成为密封整体，将初期支护与二衬完全隔离。

(三)变形缝、施工缝、穿墙管施工工艺

变形缝、施工缝及穿墙管在隧道防水施工中极为重要，也是隧道防水极容易出现问题的位置，并且一旦出现渗漏水将很难治理。因此，在变形缝、施工缝、穿墙管处进行防水施工时应当特别注意。变形缝在进行防水施工时，要在模筑砼内侧设置宽度为600mm的柔性防水加强层，并采用聚氨酯密封胶密封止水，密封胶要沿变形缝环向封闭，并不能出现断点现象，避免窜水。施工缝需要采用膨胀性止水带和预埋注浆管的方法进行加强防水处理，对于结构防水薄弱环节的结构施工缝，在施工时要注意止水带和防水板的施工质量，保证止水带和防水板粘贴密实，最好的办法是采用柔性防水加强层，并粘贴缓膨型止水胶。

(四)防水层养护

在防水层铺设完成后，还需要对其进行养护，并避免后续施工对防水层造成损伤，尤其是二次衬砌钢筋的绑扎与焊接，如果出现损伤，必须进行修补方可继续施工。仰拱部位应当铺一层50mm的厚细石混凝土作为保护层，并铺设跳板方可搬运施工机械和材料，需要调节钢筋位置时，不能以保护层作为支点撬拗钢筋，应当加垫板进行。在二衬混凝土浇筑时，混凝土输送管支架不能直接与防水层砂浆保护层接触，应当在砂浆上堆码沙袋，并在支架下垫木块，以减小对防水层的破坏作用。在施工时，尤其是处理拱部基面时，要对边墙防水层作好保护措施，防止残渣进入防水层和初其支护间的缝隙中。在二衬施工焊接钢筋或挡头板施工时，要对防水层进行遮蔽，以免焊碴烧坏防水卷材。

三、施工中需要注意的技术环节

(一)为确保基面平整度，应优先考虑采用机械开挖、爆破，应优先光面爆破、预裂爆破，光面爆破或预裂爆破须选择一个合适的具置，依据周围的岩石特征和变化确定爆破指数，确保爆破后基本平坦的表面效果。

(二)隧道仰拱防水层完成，应及时铺上50mm厚C15细骨料混凝土保护层，移动保护板保护其余部分，防止工伤防水层的钢筋绑扎和焊接。加固处理、绑扎、焊接钢管的损害降到最低，焊接接头的钢筋绑扎接头的变化杂散电流电连续焊接操作必须被执行，其他焊接作业，使用手机保护板，保护防水层确保不受损害。拱部的钢筋，在处理的洞穴，该是钢筋两端加扣塑料盖，以防止穿刺防水板。防水板混凝土施工前的辅助检查和验收，如有损坏，须正确修补。

(三)在浇注的具体必要准备，以提高混凝土质量，须仔细验收低迷的入模温度（热夏季施工时特别注意），满足设计要求。施工缝浇筑前浇水，保持湿润。浇水过程中，孔输送泵驱动器和地面进料口通道的通信链路是光滑的，以确保混凝土及时供应，避免施工冷缝的连续性。混凝土拱墙时，应分层灌注，层厚30~50 厘米结合的插入式振捣棒完全附着式振动器平板振动器，及时保护混凝土。致密的防水混凝土，质量保证，才能真正发挥关键防水的作用。

四、铁路隧道的主要防水技术措施及存在的问题

目前铁路隧道修建方式主要有盾构法、沉管法和矿山法。盾构法主要用于城市地铁，沉管法主要用于过江隧道，而矿山法则是隧道修建的最主要方法，它除用于山岭隧道外，也用于城市地铁及过江隧道。应该说目前的铁路隧道绝大多数都是采用矿山法修建的。不同的隧道修建方式，所要求的防水技术措施也是不同的。盾构隧道的防水技术措施主要包括管片的自身防水和接缝防水两大部分。管片的自身防水主要是采用高抗渗等级(>S8)的防水混凝土，而接缝防水则主要依靠管片的预制精度和接缝密封材料来实现。接缝的密封材料分弹性橡胶密封垫、遇水膨胀橡胶止水条以及两者复合型的三种形式。此外管片后的注浆、注浆孔密封以及管片间连接螺栓的密封也都是做好盾构隧道防水的重要技术措施。对于防水要求高的盾构隧道，也有采用二次衬砌防水的，其具体做法是在管片与二次衬砌之间增加防水板，进一步增强其防水性能。

沉管隧道的防水技术措施主要包括沉管段本身的防水以及管段接头的防水两大部分。管段本身的防水主要是在管段外壳包覆防水钢板来实现的，也有靠加厚混凝土壁结合其它技术措施来确保混凝土自防水的。而管段的接头防水主要采用特制的密封垫，目前常用的主要是荷兰的“吉那”型和德国的“索非亚”型。防水效果都不错。

矿山法隧道是修建隧道的最主要方式，使用历史最长，所以其采用的防水技术措施较为多样。目前最常用的是复合衬砌防水，主要由初期支护、防水层和二次衬砌组成。其具体做法大致包括超前预注浆加固地层及堵水，开挖后安装锚杆、钢筋网、喷射混凝土形成初期支护、接着在初期支护层上安设防水层， 然后进行二次模筑混凝土衬砌。

复合式衬砌中最常用的防水层多为各类0.8~ 210mm厚的塑料防水板， 包括PVC、ECB、EVA、LDPE及HDPE等，为了使防水板不易受到损伤，一般在板下加设泡沫塑料或无纺布，而塑料板则用双焊缝热焊法实现连接。各类防水板本身的防水性一般是可以得到保证的，但用于复合衬砌中却容易出现防水板安装固定不牢、板间的接缝焊接质量不易保证以及二次衬砌施工时将防水板戳破等问题。所以目前又出现了仅采用0.4mm厚的塑料膜起减少喷混凝土与二次衬砌之间约束力的作用，防止二次混凝土衬砌产生裂缝，而主要依靠二次衬砌混凝土自防水的结构形式。

在矿山法修建的山岭隧道中，如果排水问题得到解决，也有不设防水层的， 主要依靠排水盲沟来减轻地下水对衬砌的渗透压力的结构形式。此外还有采用单层衬砌防水的，即不做二次衬砌，在喷混凝土中加入硅灰、防水剂、膨胀剂等， 并增加喷射混凝土层厚度等措施，藉以达到防水的目的。

五、铁路隧道渗漏水施工中的治理措施

(一)施工中的排水措施

铁路隧道在开挖过程中，要对渗水和涌水高度重视。发现渗水，应立即寻找水源，如为地表水，要及时引排，在铁路隧道山体不应留有坑槽，防止出现积水；如为地下水，要找到出水点，进行封堵。开挖后，如出现渗漏水，要在喷射混凝土前把透水软管预埋于岩面上的出水点，喷射在初期支护的混凝土中，把排水管道引入拱脚，可以临时开挖排水沟，把水引出洞外，在永久排水系统完成后，再把水引入永久排水沟内。如果隧底涌水，可以在仰拱开挖成型后，在仰拱下再开挖纵、横向的盲沟，盲沟引出洞外。隧道初期支护完成之后，在铺设防水板前，应对初支表面的锚杆头、钢筋头等尖锐物齐根进行切除，此后再检查喷射混凝土表面的平整度，对于矢弦比大于1∶6的一定要予以补喷找平，此后对仍有外露的尖锐物要进行砂浆抹平，防止刺破防水板。要根据设计要求铺横向、设纵排水管和环向排水盲沟，应进一步控制布设间距和数量及长度，在环向盲沟的布设间距中可以做相对控制，也就是对附近有出水点的，可以进行适当调整。严格按照设计要求选择合适施工工艺，处理排水管穿过防水板时的止水效果，确保纵向排水管的水顺利流入隧道两侧纵向排水沟。

(二)材料工艺方面的渗漏水处理措施

通常来说，对于点状的漏水，一般采用注浆堵水的方法。依据漏水的程度和产生漏水的原因的不同，能够分别采用向衬砌内注浆以及向衬砌后的围岩或回填层注浆这两种方式。对注浆材料的要求位:凝结时间可调、可灌性好、抗渗性好

、价格便宜、粘结力强、固结体强度高、耐久性好、无毒无污染。然而实际中建筑材料全部满足上述要求几乎是不可能的，只能根据不同需要进行材料选择。在衬砌后的围岩以及回填层注浆中，通常采用双快水泥浆液和水泥—水玻璃浆液。在衬砌内注浆则采取以聚氨酯为代表的各种化学浆液和超细水泥浆液。对于线状的三缝部位的渗漏水，通常是采用剔槽，再加设排水盲沟，此外再增加弹性密封材料封堵的方法。比较常用的密封材料有聚硫、改性沥青密封膏、聚氨酯密封胶、

硅酮，以及膨胀橡胶止水条或者各种定型橡胶等。

对密封材料的要求为:具有较高的弹性，和衬砌的粘结性好，具有较好的抗渗性，耐老化性好，且应价格便宜，并且施工简便。对于面状的大面积渗水，一般采取刮、刷、喷等工艺增设附加防水层的措施来解决的。从铁路隧道内部做迎水面的附加防水层已不可能，因此以就只能在背水面做内防水，在这期间要求防水层抗渗性好，凝结固化时间短，具有一定的膨胀性或弹性，可以在潮湿基面施工且必须与基层粘结牢固。

结语

隧道防水是一个系统工程，涉及设计、材料、施工、管理等各个方面， 其中设计是前提，材料是基础，施工是关键，管理是保证。设计是前提主要是说， 在设计阶段我们应该根据每一个隧道的历史及所处的水文地质条件，找准其出现的水害的原因、类型及程度，从而确定合理的治理方案，选择合适的防水材料。材料是基础则要求我们在确定了防水材料类型的基础上，要严格控制质量，不合格的材料坚决不用。施工是关键就是说，在施工阶段，我们应该选择合适的施工队伍和施工机具，严格按施工工艺进行操作，并做好施工质量的检查和验收。

参考文献

[1]段超.浅谈高速铁路隧道防水施工技术[J].科技创新导报，2011，29:69.

[2]邢利华.高速铁路隧道施工风险管理技术探索[J].中华民居(下旬刊)，2014，01:249-250.

[3]任福宽.浅谈如何提高隧道防水施工质量[J].科技致富向导，2013，11:312.

[4]李国胜.浅谈地铁隧道防水施工技术[J].四川建材，2007，05:111-112+114.

[5]李应平.浅谈铁路隧道防排水施工技术措施[A].中国土木工程学会隧道与地下工程分会防水排水专业委员会、上海市隧道工程轨道交通设计研究院.中国土木工程学会隧道与地下工程分会防水排水专业委员会第十五届学术交流会论文集[C].中国土木工程学会隧道与地下工程分会防水排水专业委员会、上海市隧道工程轨道交通设计研究院:，2011:4.