论述铁路隧道施工防排水技术

论述铁路隧道施工防排水技术

王剑英

中铁二局第四工程有限公司四川成都610000

摘要：铁路隧道防排水施工是影响国民经济发展和人民群众生命安全的一项重要工程，铁路隧道施工所涉及的内容比较复杂，且施工环境多种多样，受各种因素的影响比较严重。因此，施工中必须对周围环境加强检测，结合当地的人文及自然条件，科学组织施工，保质保量的做好防排水工作，严格按照设计及规范标准施工，提高铁路隧道防排水施工质量，从而保证隧道的安全可靠。

关键词：铁路隧道；防排水；渗漏水

1、导言

自进入21世纪以来，我国隧道工程及地下工程发展迅速，各主要交通路线上，隧道相继开通。隧道具有高效、便捷、环保、速度快、安全性好、用地少、防空好等优点，对节约成本，改变交通网络格局，实现快速便捷交通起到了巨大的作用。我国由于自然条件和地质条件的复杂性、多样性，隧道在施工中受到地质构造、水文条件、人为因素等各方面的影响，会出现不同程度的渗漏水情况，严重的影响了隧道的使用和安全。因此，隧道施工时防排水必须得到高度重视，这是确保隧道使用安全及结构耐久性的重要保证，但隧道防排水工程同时也是隧道施工中的一个重难点，隧道防排水施工具有较高的技术难度和较强的综合性。本文将从采用先进设备及材料、改进施工方法等方面来论述我国铁路隧道防排水的现状。

2、我国铁路隧道的防排水现状

我国的铁路隧道建设可以追朔到上世纪70年代，当时的铁路隧道施工主要采用传统的矿山法进行施工，使用整体式衬砌，但当时由于技术条件不成熟，缺少完善的防排水系统，以致于隧道建成后大多数隧道都出现了不同程度的渗漏水现象。在20世纪末，我国隧道施工引进了新奥法施工，这在很大程度上改善了以往隧道的渗漏水情况。随着时代的发展及人民群众的出行需要，截至目前我国已经新建了许多长大隧道，还有许多正在规划或施工中，这也对隧道的整体防排水提出了更高的要求。

隧道防排水采用“以防为主，防、排、截、堵相结合”的综合治理原则。目前我国隧道防排水施工大多数均采用操作人员配合简易铺挂台架进行施工作业，机械化程度相对较低，施工过程中由于作业人员的素质参差不齐，导致防排水的施工质量存在不同程度的缺陷。在施工过程中进行防排水可靠性检查时，检查人员往往都是凭借肉眼观察的方法对防排水系统质量进行检验，但是采用肉眼观察得出的结论可靠性较低，往往不能够完全排除防排水存在的安全隐患。

3、隧道出现渗漏水的原因

在铁路隧道施工中，影响隧道施工的因素多种多样，但导致隧道发生渗漏水的最主要原因是地下水。由于隧道修建于地表以下，因此会被地下水包围，而地下水所处的位置，流向，流量及补充形式等均存在不确定性，因此在勘查及设计过程中都会存在不同程度的遗漏或与现场实际情况不符。在施工过程中，围岩渗漏水情况均会与设计有一定的出入，出现任何排水系统缺陷都可能会导致隧道出现渗漏水情况。目前，经过多年的不断完善和总结经验，我国虽然在铁路隧道防排水施工方面取得了一定的成绩，但是就实际情况来看隧道的总体防排水效果依然不够理想，现在很多正在修建或已经竣工的隧道依然存在衬砌结构渗漏水的情况。

根据目前调查显示，我国大约有30%左右的已完工隧道存在不同程度的渗漏水情况，常见的渗漏水情况主要有以下几方面：渗水、滴水、流水、局部涌水等。由于渗漏水的产生，冬季隧道容易产生一些病害，例如：拱顶挂冰，道床上产生冰坡等。隧道一旦发生渗漏水情况将会带来其他相关病害的发生，从而会对隧道的安全性、使用年限及使用性能产生不可估量的影响。因此，如何确保隧道防排水施工质量将显得尤为重要，同时，隧道的防排水质量将直接影响隧道结构的耐久性和坚固性。

4、铁路隧道防排水设计及完善措施

目前，我国隧道防排水设计中主要是针对其功能进行设计，基本上很少涉及防排水的可维护性等。所以，一旦隧道某个部位发生渗漏水现象，处理起来将非常困难，并且会破坏衬砌结构，进而影响隧道安全及车辆通行。因此，完善隧道的防排水设计、施工和运营维修将显得更为重要。

4.1隧道防排水的可维护性

隧道防排水的可维护性指：排水系统具有维修便利等优点。目前，无论何种形式的防排水措施都无法保证隧道在运营期间达到理想效果，但如果隧道的防排水系统具有较高的可维护性，就可以对隧道渗漏水部位及时进行维护，使隧道持续处于最佳工作状态。隧道防排水系统的可维护性主要体现在以下两个方面：

4.1.1设计合理、严格按照规范及设计施工，施工中保证防排水系统的完整性，提高运营期间维护的便利度。

4.1.2保证竣工后疏通、维修和更换等工作更加快捷便利。

要保证防水层保护周密，排水系统畅通。当衬砌有渗漏水情况出现时能够及时找到渗漏源，渗漏源容易封堵。

4.2隧道防排水的重点渗漏源及原因分析

4.2.1隧道纵向施工缝是渗漏水的主要通道。纵向施工缝防水目前最常用的方法是止水带+遇水膨胀止水条，造成渗漏水的主要原因有以下两方面：施工条件影响，二衬施工在台车就位前虽然对施工缝就行了处理，但是由于衬砌施工空间狭小，而泵送混凝土的灌注速度过快，而且施工缝上部骨料下沉的密集度较差，混凝土的均匀性得不到保证；人为原因：防排水施工未能引起施工人员的重视，止水带及止水条的搭接长度及连接方式未能严格按照设计要求进行施工，弄虚作假，施工过程中造成止水带和止水条的损坏未及时进行处理直接进行下道工序施工，造成防水材料不能起到有效的防水作用。

4.2.2衬砌环向施工缝防水也需要引起足够重视，隧道环向施工缝漏水主要原因有以下几点：二衬施工时衬砌台车会和已施工的衬砌进行搭接，另一侧会使用堵头模板进行封堵。当衬砌台车顶压不均匀、衬砌台车变形时，会导致搭接处出现漏浆的情况。在堵头模板的一端，由于初支表面平整度较差，使用木模进行封堵时模板上的接缝较多，在泵送混凝土压力的影响下，会出现不同程度的漏浆、跑浆情况，而且端头处的混凝土的密实性也无法保证。施工过程中导致防水板破损，未进行有效的补焊。④防水板预留搭接长度不足，防水板搭接缝与二衬施工缝处于同一部位，防水板焊接质量达不到要求，从而导致渗漏水情况出现。

4.2.3隧道施工中排水盲管在排水系统中也是不可或缺的，盲管安装不正确或者发生堵塞就会造成排水系统缺陷，导致积水无法排除，造成隧道衬砌渗漏水现象的出现。

4.2.4其他因素造成的防水板破裂导致隧道渗漏水，防水工程施工前未认真检查，对初支表面凸起物（外漏钢筋，锚杆、超前小导管等）未进行处理，导致防水板划破或刮破；防水板搭接处焊接存在假焊、漏焊、焊穿或夹层等现象；二衬施工时钢筋运输及绑扎过程中导致防水板的破损；以上原因导致的防水板破裂均有可能会导致隧道发生渗漏水现象。

4.3防排水系统中盲管的布置及安装

环向盲管安装：根据设计要求，在初支面上定位划线，盲管布设原则上按照设计要求进行，但根据现场实际渗水情况可做适当加密。环向盲管施工时沿环向用PE板条（10×30cm）和水泥钉将环向盲管固定于初支表面，钢钉间距30～50cm，纵向盲管应通过三通接入纵向排水盲管。有集中出水点时，在水源方向钻孔，然后插入引水盲管，四周用速凝砂浆封堵，将出水点地下水从引水盲管集中排出或注浆堵水。纵向盲管安装：按照设计位置测出纵向盲管安装线，安设纵向盲管，用卡子将盲管固定于初支面上，固定牢固，纵向盲管采用土工布包裹，防止泥浆，喷射混凝土等杂物涌入管道堵塞管道，纵向盲管采用防水板半裹，使上部水尽可能流入管道。泄水管安装：矮边墙施工时需要安装泄水管，在模板上对应于泄水管位置的地方开设安装泄水管的孔洞，施工时泄水管一端采用设计弯头连接于纵向排水盲管上，另一端安在模板预留孔上，固定牢固，避免混凝土浇筑时脱落，严格按照设计控制坡度，避免形成反坡，影响排水效果。

4.4施工缝防水处理

隧道施工缝一般有纵向施工缝和环向施工缝两种，现阶段施工缝防水一般采用止水带和遇水膨胀止水条进行防水，为确保隧道整体防水效果，除了设计采用的防水方法外，做好以下几方面也可以对防水起到一定的作用，在矮边墙和二衬砼浇筑后的12小时内，用钢丝刷将施工缝处的砼面刷毛，并将接缝处处理干净。在下一次混凝土灌注前，先洒水湿润，然后刷两道水泥浆，再铺设1cm厚水泥砂浆（用原砼配合比，除去粗骨料，也可掺加膨胀剂），30分钟后再灌注砼。

4.5对于施工中的防水层沉降缝等问题，也应该引起足够的重视

施工中衬砌端头模板固定时，要处理好端头模板间的空隙问题。另外，对于施工中止水带的布置及铺设应该按照以下要求进行，止水带采用设计要求的材质并经检验合格后使用，纵向施工缝止水带安装应平顺，固定牢固，位置准确，坡度符合规范要求，高度合适。环向施工缝止水带安装应该固定牢固，位置正确，线型圆顺，为了保证环向止水带的抗压强度及防水效果，环向止水带施工时利用U型卡将环向止水带固定于堵头板上，保证止水带埋入衬砌与外露长度符合要求，但不能损坏止水带。除此之外，止水带在搭接处必须将表面清洗干净，搭接长度必须在15cm以上，并且焊接良好，要保证止水带的止水效果，位置不偏不倚，准确定位，搭接良好。防水板的接缝采用爬焊机进行焊接，接缝为双缝，中间预留孔隙以便充气检查，防水板铺设应该均匀连续，搭接长度符合设计及规范要求，接缝应平顺、无褶皱、无假焊、漏焊、焊穿等现象，防水板铺设应松紧适中，避免人为形成蓄水点，影响排水。

5结论

综上所述，在科学技术不断进步的背景下，隧道施工中应该积极探索、学习和引进的各种先进技术和工艺，并积极改进隧道防排水施工中存在的各种常见问题。隧道施工中提高施工人员的整体素质和责任心也是保证防排水效果不可或缺的一步，能够及时发现和解决施工中存在的问题和不足之处，从而提高隧道施工防排水的效果及施工效率，既能在既定的工期内完工，又能保证工程质量，避免运营期间由于防排水问题引发各种隧道病害。

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