高速鐵路隧道防排水施工工藝

張曉瑋

摘要：本文結合武廣客運專線隧道施工實例，介紹了隧道防排水施工中的的施工措施，通過多種防水措施的運用，達到隧道防排水質量要求。

關鍵詞：塑料板防水；變形縫防水；洞內排水

近年來隨著我國經濟的快速發展，我國已相繼修建了鄭西、石太、武廣、福廈、合武、京滬等一些客運專線，這些客運專線有大量的隧道工程，客運專線隧道與現有的隧道有諸多不同，而且我國也沒有現有的經驗和工程實踐。本文主要總結客運專線的防排水施工，為以后隧道防排水施工提供經驗。

1 鐵路隧道防排水現狀

我國鐵路隧道起步較早，20世紀80年代以前，鐵路隧道施工主要采用傳統礦山法施工，整體式襯砌，由于沒有采取完善的防水設施，造成隧道建成后有三分之一左右的隧道出現漏水病害。80年代后我國隧道施工開始采用新奧法施工，使隧道的滲漏情況有了一定的改善。隨著我國修建大量的長大隧道，對隧道的防排水有了新的要求。目前鐵路隧道設計中由過去“以排為主”轉變為“防、排、截、堵相結合，因地制宜綜合”的原則。采用防排水設施措施有：由環向排水管、縱向排水管和隧道兩側的排水溝或中央水溝組成完善的排水系統；在復合式襯砌之間設置防水卷材加土工布構成防水板。這些材料多為工程性能好的高分子材料，這都極大地改善了鐵路隧道的滲漏狀況。

但是為了保證高速鐵路安全運行和設備正常運轉，根據《客運專線鐵路隧道工程施工技術指南》（TZ214-2005）和《客運專線鐵路隧道工程施工質量驗收標準》（鐵建設[2005]160號），隧道襯砌和設備洞室襯砌防水等級應達到《地下工程防水技術規范》（GB50108-2001）規定的一級防水標準，即二次襯砌不允許滲水、二次襯砌表面無濕漬。

2 洞內的防排水設計和施工

客運專線隧道防排水設計，采用“防、排、堵、截結合，因地制宜，綜合治理”的原則；對于隧道穿過巖溶、斷裂破碎帶，預計地下水較大，當采用以排為主；可能影響生態環境時，根據實際情況采用“以堵為主，限量排放”的原則，達到堵水有效、防水可靠、經濟合理的目的。在巖溶發育地段，則采用“以疏為主、以堵為輔”的原則，應強調盡量維系巖溶暗河的既有通路，嚴禁隨意封堵溶洞、暗河。

2.1 防水：

就是防止地下水滲入襯砌。包括噴射混凝土防滲、塑料防水板、施工縫防水、防水混凝土自身防水等。

2.1.1 噴射混凝土

噴射混凝土作為防水層是被國際隧協（ITA）所提倡的，國際隧協工作組對噴射混凝土作為防水層作了大量研究指出，噴射混凝土作為防水層與防水板同樣重要。

2.1.2 塑料防水層

塑料防水板是隧道防水的核心，是隧道防水的重要措施。防水層不僅起到防水作用，而且還對初期支護和二次襯砌起到隔離作用。因此防水層的施作，應在初期支護變形基本穩定和二次襯砌灌注之前進行。防水層通常是由緩沖墊層與防水板兩部分組成。塑料防水板厚度應不小于1.5mm，選擇耐刺穿性好、柔性好、耐久性好的材料；其規格、材質防水板應符合設計要求及GB18173.1-2000標準，緩沖墊層材料通常采用無紡土工布，其材料應按設計要求選用，一般采用射釘固定。固定點間距：一般拱部0.5~0.8m，邊墻0.8~1.0m，底部1~1.5m，呈梅花形排列，并左右上下成行固定。在凸凹較大的基面上，在斷面變化處增加固定點，保證其與混凝土表面密貼。防水板鋪設應超前二次襯砌施工1～2個襯砌段長度，并形成初期支護表面驗收段→防水板鋪掛段→防水板質量檢驗段→二次襯砌施工段的流水作業面。

防水板鋪設應采用無釘鋪設工藝，宜采用從拱部向邊墻環狀鋪設，松緊應適度并留有余量（實鋪長度與弧長的比值為10：8），檢查時要保證防水板全部面積均能抵到圍巖。用帶熱塑性圓墊圈的射釘將土工布平整順直地固定在基層上，土工布搭接寬度50mm，可用熱風焊槍點焊，每幅防水板布置適當排數墊圈，每排墊圈距防水板邊緣40cm左右，墊圈間距：側壁80cm，2～3個墊圈/m2，頂部40cm，3～4個墊圈/m2。兩幅防水板的搭接寬度符合設計要求并不應小于100mm。環向鋪設時，先拱后墻，下部防水板應壓住上部防水板。防水板之間的搭接縫應采用雙焊縫、調溫、調速熱楔式功能的自動爬行式熱合機熱熔焊接。

充氣檢查：在焊縫中央加氣至0.25Mpa時，停止充氣，若在15min內氣壓降在10%以內，則說明焊縫合格，否則說明有脫焊處。

2.1.3 施工縫、變形縫防水

施工縫是由于隧道襯砌混凝土施工時產生的，是防水薄弱環節之一，是隧道經常發生滲漏的地方。沉降縫是由于地質條件顯著變化和襯砌受力不均地段設置，為防止溫度變化或混凝土收縮影響而引起襯砌開裂，應設置伸縮縫，這兩種縫統稱為變形縫。

二次襯砌結構混凝土施工應連續一次澆筑完成，宜少留施工縫，拱圈、仰拱、底板不得留縱向施工縫。客運專線環向施工縫拱、墻部位設置中埋式止水帶及排水管，仰拱部位設置中埋式止水帶；縱向施工縫涂刷混凝土界面劑。止水帶應選用橡膠止水帶。對水壓力大、變形大的施工縫應選用鋼邊止水帶，當地下水有腐蝕性介質的應選用氯丁橡膠、三元乙丙膠材質的止水帶。變形縫拱墻部位防水采用中埋橡膠止水帶、瀝青木絲板塞縫、雙組分聚硫密封膏嵌縫。沉降縫仰拱部位采用中埋橡膠止水帶、瀝青木絲板塞縫并環向設置雙層抗剪的措施，以減小沉降縫兩邊的不均勻沉降。

2.2 洞內排水：

就是將襯砌背后的地下水排出。隧道排水采取在襯砌背后環向和縱向設置軟式透水管盲溝，盲溝伸入泄水孔管，將水排到隧道兩側的水溝中，隧道內設雙側溝加中心溝的方式排水。環向排水盲管沿縱向設置的間距應滿足設計要求，并應根據洞內滲、漏水的實際情況，在地下水較大的地段應加密設置排水盲管。安裝時環向盲管應盡量緊貼滲水巖壁，減小地下水由圍巖到環向盲管的阻力；盲管布置應圓順，不得起伏不平。環向盲管安裝時應用鋼卡等固定，再噴射混凝土封閉，首先應用土工布將縱向排水管包裹，使泥砂不得進入縱向盲管。其次，應用土工布半裹縱向盲管，使從上部下流之水在縱向盲管位置盡量流入管內，而不讓地下水在盲管位置縱橫漫流。縱向排水盲管在整個隧道排水系統中是一個中間環節，起著承上啟下的作用，縱向排水盲管安裝坡度符合設計要求，通向水溝的泄水管應有足夠的泄水坡。施工中應注意檢查與上部環向盲管的連接，應與環向排水盲管、橫向排水盲管用變徑四通連為一體，形成完整的排水系統。四通管留設位置應準確，接頭應牢固，防止松動脫落。中心排水管（溝）管徑符合設計要求，管身不得變形、不得有裂縫，管身上部透水孔暢通。

中心排水管（溝）基礎的總體坡度、段落坡度、單管坡度應協調一致，并符合設計要求，不得高低起伏。管路埋設好后，應進行通水試驗，發現漏水、積水，立即處理。

總結

隧道的防排水方案及措施是根據隧道施工部位水質條件和滲漏情況決定的，不是一成不變的。隧道防水施工的實踐表明,隧道的防排水是一項綜合工程，要貫徹“防、排、截、堵相結合，剛柔并濟，因地制宜，綜合治理”的原則，才能取得良好的防水效果。總之不論隧道采取什么樣的防排水措施，保證隧道正常運營是我們的的最終目的。

參考文獻

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