鐵路隧道明洞段防排水施工要點及質量控制措施

楊志峰

（中鐵十六局集團第二工程有限公司，天津市 300162）

0 引言

在鐵路隧道工程施工中，明洞段的防排水是非常重要的施工內容。而大多數隧道明洞段處為防水薄弱區域，對防排水施工質量要求較高。因此，為保證隧道明洞段防排水施工質量符合設計方案要求，需要對防排水施工各階段的技術要點加以分析并采取有效的控制措施，以保證防排水施工質量符合國家標準并滿足后期使用要求[1-2]。本文就鐵路隧道明洞段防排水的施工要點進行介紹，并分析其質量控制措施。

1 隧道滲漏水的原因

1.1 自然因素導致的隧道滲漏水

地下水與自然降水是隧道產生滲漏水的根本原因，自然降水會通過明洞回填后低洼處的聚集水及回填時隔水土層回填不到位與未考慮縱、橫坡，未設置兩側排水溝，導致雨水滲入與地下水結合形成水流在回填土內部流通，再加上地下水具有侵蝕性，內部防水材料在侵蝕介質下強度出現大幅度降低，從而會導致隧道襯砌、底部及施工縫處滲漏水。

1.2 人為因素導致的隧道滲漏水

（1）隧道防排水體系設置不完善，襯砌排水系統未連通，隧道襯砌施工時掉落的砂漿、混凝土等堵塞排水系統，致使隧道排水困難，造成隧道滲漏水。

（2）止水帶鋪設施工質量達不到設計要求而出現隧道滲漏水。在止水帶鋪設施工時，因施工作業人員不規范施工造成止水帶鋪設不符合要求，如中埋止水帶和背貼止水帶相互錯位都不能夠起到防水作用。

（3）止水帶脫節。止水帶搭接過短或連接質量較差都會導致止水帶脫節，從而導致隧道從施工縫處漏水。

（4）襯砌混凝土施工質量問題。隧道襯砌使用防水混凝土施工，但由于砂石原材料的質量、混凝土的防水設計以及混凝土施工接縫的處置等把控不嚴，會造成施工質量問題，從而致使隧道滲漏水。

（5）管理問題。隧道防排水系統是一項隱蔽工程，施工階段管理人員對質量驗收工作自檢與監督不嚴，也會造成滲漏水現象。

2 明洞段結構防排水施工方法及控制要點

2.1 明洞頂防排水

明洞開挖邊坡以外應設置必要的截排水系統[3]，為防止地表水滲入隧道，需鋪設黏土隔水層于隧道頂部回填土上方，并做好隔水層與邊坡的搭接，還要防止雨水沖刷隔水層，在隔水層表面植草進行防護。隧道頂部排水溝采用C25混凝土鋪砌成梯形斷面，防止沖刷，隧道洞頂有溝、渠通過時，應根據情況擴大洞頂水溝或設置渡槽引水通過。渡槽應設有防止沉陷滲漏措施[4]。

2.2 洞內防排水

（1）洞內排水溝排水。水溝坡度要與線路坡度一致，水溝過水能力不足時應采取注漿堵水或引排措施，側溝在隧道邊墻襯砌側預留進水孔，間距結合縱向、環向盲管設置，在電纜槽底面緊靠水溝側的墻壁應預留3cm×4cm（高×寬）的泄水槽，間距3～5m，水溝內側邊緣設置泄水孔，間距3～5m，以排除道床積水[5]。

（2）施工縫防水（見圖1）。施工縫應避開應力集中部位和防水工程薄弱部位，滿足現場施工的前提下，盡可能減少施工縫的設置。施工縫采用中埋式橡膠止水帶、外貼防水卷材的防水結構。并埋設Φ20可維護注漿管注漿堵水，縱向施工縫采用中埋式鋼板止水帶+水泥基滲透結晶型防水涂料。水溝電纜槽縱向平均間距30m設置一道施工縫，施工縫處距水溝內緣線不小于10cm設置遇水膨脹止水條。施工縫界面劑使用水泥基滲透結晶型防水材料進行涂刷。

圖1 施工縫防水示意圖

（3）變形縫防水。在明暗分界、洞口段等部位設置變形縫，變形縫寬度為20mm。所有變形縫應與環向施工縫結合設置，變形縫要貫通襯砌拱墻、仰拱。變形縫施工使用中埋式自粘橡膠止水帶+背貼式自粘橡膠止水帶，預埋Φ20可維護注漿管注漿堵水，并填塞填縫與嵌縫材料。為減少隧道仰拱變形縫兩側沉降值過大，設置環向間距為50cm，長度為50cm的Φ50雙層抗剪鋼筋于隧道仰拱部位襯砌內。

（4）中埋式止水帶。中埋式自粘橡膠止水帶的寬度35cm，中埋鋼板止水帶寬度不小于30cm。使用小型熱壓機對中埋式自粘橡膠止水帶進行硫化搭接膠合，搭接長度要大于10cm，焊縫寬度不小于50mm，接頭強度要高于母材強度的80%。中埋式自粘橡膠止水帶應采用專用鋼筋夾固定。止水帶的長度應根據施工設計及現場要求進行定制，盡量不要接頭。在施工階段，定位與澆筑振搗止水帶時，一定要注意防止混凝土中的石子尖角和鋼筋端頭刺破橡膠止水帶橡膠，注意控制澆搗的沖擊力，防止橡膠止水帶被損壞。

（5）排水盲管。隧道明洞段分為排水型襯砌和防水型襯砌2類，排水型襯砌在拱墻防水層背后設置環向和縱向盲溝，組成完整的排水系統。一是環向盲管，環向盲管每隔約10m設一道Φ50mmHDPE打孔波紋管盲管，局部地下水發育地段適當加密，環向HDPE打孔波紋管盲管以圓彎接入隧道側溝；二是縱向盲管，墻頂開挖明洞地段沿隧道兩側邊墻縱向設置Φ110/96mmHDPE打孔波紋管盲管，并分段約10m以圓彎接入側溝，引排防水層背后的積水[6]。

2.3 明洞防排水

（1）排水型明洞。在襯砌拱墻外依次設置3cm厚M10水泥砂漿找平層、自粘防水板、土工無紡布及6cm厚磚砌保護層；并于明洞拱腳砂夾卵石反濾層底部與邊墻拱腳背后設置縱向坡度不小于3‰的縱向Φ110/96mm雙壁打孔波紋管，每10m一段；隧道邊墻外設豎向Φ50mm單壁打孔波紋管，間距約4m，拱腳縱向盲管與豎向盲管采用三通連接，墻腳縱向盲管兩端及豎向盲管下端進行圓彎接入隧道側溝，見圖2。

圖2 排水管設置示意圖

（2）防水型明洞。在襯砌拱墻外依次設置3cm厚M10水泥砂漿找平層、自粘防水板、土工無紡布及6cm厚磚砌保護層；仰拱從下至上依次設置10cm厚C20混凝土找平層、自粘防水板、5cm厚C30細石混凝土保護層，如圖3所示。

圖3 防水型明洞示意圖

2.4 防水層施工

（1）防水層施工要點。明洞采用全包型防水無紡土工布+EVA防水板+磚砌保護層及砂漿找平層，無紡土工布不小于350g/m2，EVA防水板厚度不小于1.5mm。防水層在明洞襯砌混凝土澆筑養護達到設計強度后開始施工[7-8]。隧道防水板材料，要有一定的柔性及足夠的強度，鋪設施工前檢測其質量，不能出現斷裂、變形等缺陷。防水板施工要點：一是安裝防水板前，對襯砌表面進行找平，切除外露尖銳物體并用砂漿抹涂。二是防水板材出現破損時，必需及時修補，必須將破損部分剪切干凈，用大于破損部位邊緣10cm的防水板進行修補封口；三是防水板搭接長度要大于10cm；四是防水板搭接完成后一定要對焊縫進行氣密性檢查。

（2）混凝土結構自防水。一是在混凝土中添加二級粉煤灰，劑量控制在20%以內，采用“雙摻技術”。防水混凝土選用低水化熱水泥，相關參數為：水泥量大于80kg/m3；使用強度大于32.5MPa；水膠比小于0.5。與此同時，該防水混凝土一定要保證吸水率較低，且空隙率控制在40%以內。二是防水混凝土入泵坍落度控制在100～140mm。縱向的構造配筋率大于0.2%能夠降低裂縫的收縮情況。澆筑混凝土時，要遵循“分層、水平、對稱”三原則，并按照從低到高順序來連續澆筑混凝土。如果澆筑工作需要間歇時間，則一定要在澆筑完成次層混凝土前確保前一層混凝土尚未處于凝結狀態，同時要控制間歇時間在45min以內。

3 保證防排水施工質量的措施

隧道明洞段防排水施工是保證隧道質量的重點施工內容，防排水施工采用“防、排、截、堵”相結合的方式，因地制宜、綜合治理的原則[9]。從襯砌結構自防水質量和防水層施工質量兩方面來保障隧道明洞段襯砌防滲、防漏，隧道明洞段防排水施工有4項保證措施。

（1）要確保防水板材料的質量，要采購信譽較好的大型企業優質的防水材料，防水材料要有一定的柔性并且強度要符合設計與施工要求[10]。

（2）隧道混凝土施工縫安裝止水帶一定要專人負責，定崗定責，保證安裝質量符合要求。

（3）隧道明洞段混凝土施工，按設計防水等級進行混凝土配合比設計，按規范選用混凝土材料。

（4）防水板鋪設一定要松緊適度，要與噴射混凝土表面緊貼，同時也要避免過緊被撕裂。

4 結束語

綜上所述，在鐵路隧道工程施工中，明洞段的防排水是非常重要的施工內容。大多數隧道明洞段處為防水薄弱區域，對防排水施工質量要求較高。排水施工過程中每一項工序的疏忽都有可能造成滲漏水隱患，必須嚴格按照工藝要求進行施工，并加強各個環節的質量控制，隧道細部構造防水更是重中之重，一定要嚴格把控，確保明洞段防排水施工效果滿足設計要求。