铁路隧道施工防排水施工

摘要：新世纪以来，我国的科技技术、社会经济都得到了快速发展，对于铁路的建设需求也得到了极大提高，同时也要修建大量的隧道来满足人们对于铁路运输的需求，这对我国的隧道防排水提出了新的要求。

关键词：铁路、隧道施工、防排水

中图分类号：S276文献标识码： A 文章编号：

一、前言

随着国内市场经济的快速发展，我国对于运输行业的要求在逐步提高，尤其是铁路运输，目前我国的铁路建设的投资进一步增加，铁路的等级越来越高，列车提速也在不断完善中，这必定造成铁路隧道在座数、长度以及难度上的提高，特别是对于一些坡度较大的山体隧道或者溶岩地层的隧道来说，无论是在设计还是施工水平上都要适应新时期的要求。而在铁路隧道施工中，防排水可以说是一个重点环节，但是我国的隧道防排水工作仍然是一个薄弱环节。

二、防水工程技术

1、施工缝、变形缝防水技术

施工缝是由于隧道衬砌混凝土施工所产生的冷接缝,是防水薄弱环节之一,也是隧道中最易发生渗漏的地方。隧道衬砌施工缝处理不好,不仅会造成衬砌混凝土裂缝及洞内漏水,严重影响隧道的正常使用和行车安全,而且还会降低结构的强度和耐久性。为防止由于衬砌不均匀下沉而引起裂损,在地质条件变化显著、衬砌受力不均匀地段,应设置沉降缝,为防止由于温度变化剧烈或混凝土凝结时的收缩影响而引起衬砌开裂,应设置伸缩缝。这两种结构缝统称变形缝。变形缝应采用柔性材料做防水处理。施工缝采用中埋式橡胶止水带+背贴式橡胶止水带,变形缝采用中埋式钢边橡胶止水带+背贴式橡胶止水带+橡胶止水条并辅以嵌缝胶填缝。

2、分区防水技术根据模板衬砌台车的长度(假设在工程为10m),每段模筑衬砌台车作为一个防水分区,分区长度等于模筑衬砌的长度。在每段模筑衬砌内部水平施工缝位置安装背贴式止水带,使环向也进行防水分区,同时在每个区域内预先设置注浆管,针对漏水区域进行注浆修补。每个分区范围不宜超过200m2。

(1)铺设防水板前进行精确放样,试铺后确定防水板一环的尺寸。尽量减少接头。从拱部向两侧边墙铺设,下部防水板压上部防水板,松紧适度并留有余量,保证防水板全部面积均能抵到基面(初期支护)。相邻两块防水板的搭接宽度不小于150mm,单条焊缝的有效焊接宽度不小于15mm(见图1);防水板的搭接缝与施工缝错开距离不小于100cm。(如图1)

图1防水板焊接示意图

(2)分段铺设的防水板的边缘部位预留至少60cm的搭接余量,并且对预留部分边缘部位进行有效的保护;

(3)防水板之间的搭接缝采用双焊缝、调温、调速热楔式功能的自动爬行式热合机热熔焊接,细部处理或修补采用手持焊枪;防水板焊接时,接缝处必须清洁干净,且焊缝接头平整,不得有气泡褶皱及空隙;

3、防水混凝土技术

隧道二次衬砌混凝土既是外力的承载结构,也是防水的最后一道防线,因此要求衬砌要有足够的强度,还要具有一定的抗渗性。防水混凝土是以水泥、砂、石子为原料,通过规定的级配比,并掺入少量外加剂,通过调整配合比、抑制或减少空隙率、改变空隙特征、增加各原材料界面间的密实性等方法,配制成的具有一定抗渗能力的防水混凝土。根据铁路隧道工程施工技术指南要求,二次衬砌防水混凝土抗渗等级不低于P8。

4、背贴式止水带注浆软管及注浆嘴的安设及注浆技术

用热硫焊机将背贴式止水带焊接在施工处的防水板上,浇筑二次衬砌混凝土后背贴式止水带的肋带嵌入二次衬砌混凝土内,这样背贴式止水带在防水板内侧分隔成一个个防水分区。背贴式止水带安装完毕后,及时在上面安装注浆软管。注浆软管置于背贴式止水带两竖肋中间的槽内,混凝土施工完毕后,及时注入水泥净浆或其它耐久性好的注浆材料,充填止水带竖肋内不密实的混凝土空隙。

(1)测量防放线出止水带埋设位置,其中心线应与施工缝中心重合。止 水 带 宽35cm,即施工缝两侧埋设、预留宽度均为17.5cm。止水带定位时,应使其在界面部位保持平展,不得翻滚、扭结。

(2)止水带的搭接采用热硫化法连接,搭接长度大于10cm。

(3)止水带定位时,表面保持平整,不得使橡胶止水带翻滚、扭折。施工过程中,止水带必须可靠固定,避免在浇筑混凝土时发生位移,保证止水带的位置正确。

(4)沿衬砌轴线每隔0.5～1.0m设置一个钢筋卡。钢筋卡用φ6钢筋制成,钢筋卡固定在挡头模板上,内侧卡紧止水带一半,另一半止水带平靠在挡头板上,待混凝土凝固后拆除挡头板,将止水带拉直,然后弯钢筋卡紧止水带。有扭结不展现象应及时进行调正。如下图2所示。

图2止水带施工定位方法示意图

(5)注浆嘴点焊固定在防水板上,用胶带将注浆嘴周边封住,以防浇筑二次衬砌混凝土时砂浆堵塞注浆嘴,产并将与每个注浆嘴相连的注浆管在拱顶、两侧边墙下方集中引到二次衬砌内侧,以便进行注浆封漏。采用注次管与注浆嘴进行系统注浆。

5、衬砌背后回填注浆技术

回填注浆是二次衬砌完成后,为了填充二次衬砌与防水板之间的空隙而进行的注浆。回填注浆应在衬砌混凝土强度达到70%后进行。一般来说,通过在浇筑二次衬砌时拱顶按一定间距预埋的垂向注浆管可进行回填注浆。

三、排水工程技术

1、排水沟技术

隧道内侧沟主要用于汇集地下水,并将地下水引入中央排水管(沟),同时起到沉淀和兼顾排水的作用。截水沟基坑采用人工开挖,如遇坚硬石质,采用空压机、风镐开挖,保证截水沟的几何尺寸满足设计要求。开挖完的截水沟及时采用混凝土浇筑,防止地表水流入沟内下渗。严禁在土质风化严重的坡面采用排水,以防水流下渗造成坡体坍塌。施工好的截水沟应洒水养护,养护不得少于7天。

2、排水盲管技术

(1) 纵向排水盲管是沿隧道纵向设置在衬砌底部防水板与初期支护间的透水盲管,目前常用的纵向排水管是直径为80～150mm的弹性排水盲管或带孔透水管。纵向排水管的作用是将环向排水管等排下来的水汇集并通过横向排水管排到侧沟或中央排水管(沟)。

(2) 环向排水盲管的作用是在岩面和初期支护喷射混凝土之间、初期支护混凝土与防水板之间提供过水通道,并使之下渗到纵向排水管。环向盲管一般选用φ50mm软式透水管。环向排水盲管视施工期间地下水的渗漏情况设置,有很大的灵活性,间距一般不应大于10m。

(3) 边墙墙脚纵向透水盲沟按隧道纵坡埋设,纵向排水盲沟和横向排水盲沟通过三通连接。

(4) 横向排水盲管位于衬砌基础的下部,布设方向与隧道轴线垂直,是连接纵向排水管与侧沟或中央排水管(沟)的水流通道。横向排水盲管通常为高强度硬质塑料管,施工中先在纵向盲管上预留接头。接头要牢靠,保证纵向盲管与侧沟或中央排水管(沟)间水路畅通,严防接头处断裂,致使纵向盲管排出水在基床而下漫流,造成翻浆冒泥。

(5)φ80mm导水管与环向排水管连接,每8m一道将水导入侧沟,φ100mmPVC横向导水管每间隔30m将侧沟的水引入中心深埋水沟。横向导水管间隔30m,置于仰拱填充内。如下图3所示。

图3设中心深埋水沟段隧道防排水系统断面示意图

3、缓冲排水层技术

防水板背面的缓冲层不仅具有保护防水板的功能,还要具有一定的排水能力。缓冲排水层选用的无纺布就要符合下列要求 :

(1)具有一定的厚度,具有良好的导水性,具有适应初期支护由于荷载或温度变化引起变形的能力,具有良好的化学稳定性和耐久性,能抵抗地下水或混凝土、砂浆析出的侵蚀。

(2)挂设土工布前,对初支喷砼表面进行处理,切除锚杆头和钢筋露头,并用砂浆抹平,凹坑深宽比控制在1∶10以内。深宽比大于1∶10的凹坑进行补喷或者抹水泥砂浆找平处理,确保喷砼面平整,无尖锐棱角。

(3)土工布铺设要松紧适度,使之能紧贴喷砼面,不能过紧而被撕裂,不能因过松引起褶皱堆积形成人为蓄水点。

4、中央排水管(沟)技术

中央排水沟(管)是主要排水管,同时汇集道床顶部积水,疏干底板积水。中央排水管(沟)采用带预制孔的预制混凝土管段拼接而成,纵向间隔一定距离设置检查井。见图3。

四、结束语

我国的铁路隧道建设起步较早，可以说在隧道防排水方面积累了一定经验，但就目前来讲，我国的隧道施工防排水建设还是存在很多不足的。无论是在设计理念还是建设管理上都需要进行革新，这样才能不断满足铁路施工建设不断提高的需求，满足社会不断进步的需求，为人们生活提供安全、可靠的隧道工程。

参考文献：

李应平：《浅谈铁路隧道防排水施工技术措施》，《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》， 2011年

张晓玮：《高速铁路隧道防排水施工工艺》，《中国新技术新产品》， 2009年03期

李应平：《高速铁路隧道防排水措施浅析》，《科技信息》， 2011年09期