鐵路工程大斷面黃土隧道防排水施工技術

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（中鐵十二局集團第四工程有限公司，陜西 西安 710000）

1 工程概況

某鐵路工程的3號隧道斜井是工程重點建設段，根據地質勘測結果顯示：此隧道巖性為第四系中更新統富水黏質黃土夾圓礫土，屬于老黃土，具有硬塑狀特征。此隧道正洞的最大挖掘高度為12.57 m，其斷面達到了162.66 m2，此隧道復雜程度較高，具有一定的施工難度。施工過程中，在完成挖掘作業之后，發現土體中存在大量水滲出，在對土體中的水分進行檢測之后，發現土體中的水分含量達到了23%左右。除此之外，隨著水不斷地滲出，土體出現了一定程度的剝落、軟化與掉塊現象。同時，滲出的水逐漸流入到拱腳部位，導致拱腳部位的黃土也被軟化。經過檢查發現，支護結構在這一作用之下出現了不同程度的下沉，圍巖的自穩性受到了一定程度的影響。這樣一來，無疑增加了隧道工程施工的安全隱患，需要制定科學有效的防排水設計方案，并據此采取有效的措施做好防排水工作。

2 隧道防排水設計

為了有效解決隧道土體滲水問題，在結合隧道工程實際情況的基礎之上，綜合考慮各個方面的影響因素，制定了如下的隧道防排水設計方案：以防、排、截、堵相結合的方式開展防排水工作，充分結合隧道的實際情況，對相關防排水技術進行有效的使用，以此達到排水通暢、防水可靠的目的。同時在進行防排水設計時，還需要考慮經濟效益、是否完全根除滲水問題等情況。在對隧道進行防排水處理時，要保證設備進入到隧道內的通暢性，不能受到阻礙。為保證整個工程施工安全，可通過加強二次襯砌結構自防水，加強處理施工縫的防水工作措施，并配合注漿方式來保證防水層的強化效果。同時可在隧道中設置三個排水溝，在防水層背面增加橫向排水管，在邊墻底部設置輔助性排水管。通過這種方式可以對積水流入到集水池中起到一定的促進作用，最后再對積水池中的水進行集中排放。

3 隧道防排水系統施工技術

3.1 復合式防水層

在支護初期階段與二次模筑之間加設防水層，防水層采用防水板加無紡布的復合式結構。這種復合式的防水層表面光滑度較高，通過這一復合式防水層能夠有效控制二次模筑混凝土和一次混凝土質量檢查的約束應力，一方面可以對二次襯砌混凝土裂縫起到有效的預防作用，另一方面防水層還能夠防止混凝土表面水分積聚過多，進而對襯砌混凝土造成不良影響。具體施工方式如下：混凝土初噴完成之后，對其表面進行有效觀察，保證表面的平整性與穩固性，且無雜質與尖銳突出物，如發現尖銳突出物?？梢圆扇「钊テ涓炕蛘哂盟嗌皾{覆蓋的方式的予以解決。將無紡布通過塑料圓墊片貼在上方，并用水泥鋼釘固定，最后完成焊接作業，將防水板焊接在圓墊上來提高整體的穩定性。

3.2 初噴混凝土封閉開挖巖面

進行混凝土噴射的過程中，做好初期支護工作十分重要，同時需要注意對其厚度進行一定程度的控制，一般情況下控制在4 cm至6 cm的范圍之內較為適宜。在將黃土挖掘之后，由于受到水壓力的作用，使其最終演變成為通路，土體表面出現了不同程度的滴水、濕潤以及掉塊現象。這些現象和問題都會減弱圍巖的強度，所以在具體施工時可采用快封閉短進尺的方式，控制好每一次開挖的深度，以多次循環開挖的形式保證最后的深度符合設計要求。此外，在完成混凝土初噴作業后要及時封閉開挖的巖面，這樣一來就能夠對其防水效果進行一定程度的保證。如果水量較大，還需要對整個作業面與掌子面進行有效的封閉處理。

3.3 隧道排水施工

（1） 排水要求：在隧道之中，設置三個排水溝，其中一條為中心排水溝，同時在防水層的背面對橫向排水管進行增設，以及在邊墻底部設置排水管進行輔助排水。在這其中，側溝一方面發揮了沉淀作用，另一方面也可以完成一定的排水工作；中心溝以明溝方式進行處理，施工過程中利用滲水性材料進行回填，以此提升洞內排水效果。

（2） 仰拱開挖面冒水處理：開展仰拱開挖作業時，在掌子面設置積水池，積水池的設置能夠在一定程度上提高仰拱抽水的效果，積水池的體積需要根據實際的仰拱開挖情況進行確定。本工程中積水池體積確定為1.6 m×1.2 m×50 cm。仰拱開挖完成之后，發現基底部分表面呈現出明顯的泉水現象，同時基底存在著較大范圍的浸水。針對這種情況，對仰拱進行了初噴處理，厚度控制在15～20 cm的范圍之內。需要注意的是，初噴處理完成之后，應該立即對其進行封閉，否則水流會形成一定的通路，造成地基的軟化。

（3） 施工縫滲水處理：在完成仰拱混凝土填充處理之后，發現施工縫仍然存在一定程度的滲水現象。雖然滲水量不大，但隨著長時間的積聚，仍然會對路面造成一定程度的影響。基于這一情況，本工程中采用了打孔預埋處理，將這部分滲水通過導管導出，并使其進入到中心排水溝之中，進而起到了有效的施工縫滲水控制效果。

4 隧道防排水結構設計注意事項

在本工程之中，隋道防排水結構的設計需要注意對涌水類型與用水量兩點因素激進行有效處理。從實際情況來看，斜井的滲水情況十分嚴重，除此之外，部分區域還存在有水流出。針對這一情況，需要對防排水設施進行一定程度的強化。從土層結構來看，次隧道工程屬于夾少量姜結石和黏質黃土。這一類型的土質結構一旦遇水極易發生軟化現象，進而產生相應的膨脹問題，需要采取有效的防排水技術進行處理。在對施工方法與襯砌結構進行確定時，需要充分結合圍巖的類型。在設計過程中，一方面要對隧道結構的穩定性進行有效保證；另一方面還需要采取有效的防排水措施，設計施工難度較大。

5 結語

本文主要針對鐵路工程大斷面黃土隧道防排水施工技術。首先結合某一具體工程對隧道的防排水設計思路進行了一定程度的闡述，然后在此基礎之上從復合式防水層、初噴混凝土封閉開挖巖面以及隧道施工排水三個方面分析了隧道防排水系統施工技術，最后說明了隧道防排水結構設計中的幾點注意事項。總而言之，隧道防排水施工時鐵路工程隧道施工的重點，是對隧道安全性的重要保證。在對隧道進行防排水設計時，需要充分結合工程的實際情況，綜合考慮各個方面的影響因素，運用科學有效的防排水技術提升隧道的防排水效果。只有這樣，才能保證隧道運行的安全性與穩定性，保證鐵路工程的順利進行。