隧道工程防排水設計及施工措施

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一、鐵路隧道工程結構防排水的設計理念

鐵路隧道工程結構防排水設計應當遵循等級確定合理、系統(tǒng)構成完善和結構耐久可靠的理念。這是在大量工程實踐中總結出來的經(jīng)驗，并且符合國家和行業(yè)相關規(guī)范標準的要求。

1.1等級確定合理

因為鐵路隧道工程在修建的過程中環(huán)境條件變化較大，加之隧道本身的使用要求和重要性也均不相同，有些工程對防排水要求較高（如車站隧道），而有些工程在少量滲漏水的前提下并不會對正常使用造成影響。同時，隧道修建與環(huán)境條件處于一種互相影響的關系，也直接關系到隧道的整體結構和防排水措施的選擇。為了有效避免過分要求高指標或是降低防排水標準的情況發(fā)生，在對鐵路隧道工程進行防排水設計時應當做到定級準確，這是非常重要的一點。準確合理的等級不但能夠降低工程造價，而且還有助于隧道維修。

1.2系統(tǒng)構成完善

多年來大量的工程實踐經(jīng)驗表明，鐵路隧道防水效果的影響因素是多方面的，大致有外部環(huán)境因素、工程防排水條件和影響工程結構自身防水能力的因素等。以往鐵路隧道在修建過程中重點強調(diào)的是排水設施的完善，并在這一基礎上采取相應的防水措施。由于受技術條件的限制，防水措施都比較單一，同時對環(huán)境因素和結構設置的重視程度也略顯不足，這就造成了隧道防排水措施單一、效果較差，致使運營維修工作量增大。現(xiàn)如今，隨著大量工程實踐經(jīng)驗的積累和對環(huán)境條件、運營條件的重視，仍舊采用單一的防排水措施已經(jīng)無法滿足國家和行業(yè)現(xiàn)行規(guī)范標準的要求。建立鐵路隧道防排水系統(tǒng)是一個綜合的決策過程，應當以系統(tǒng)工程對待，并從工程的環(huán)境條件、排水條件、結構自身的防水能力等方面進行綜合考慮，構建起一個完善的隧道防排水結構體系。

1.3結構耐久可靠

鐵路隧道工程的環(huán)境和地下水質都比較復雜，一旦排水系統(tǒng)淤積、堵塞極有可能引起隧道滲漏水。同時，由于襯砌的工作環(huán)境和設計預期相比發(fā)生改變，從而造成襯砌結構自身的病害，這也是防水失效的主要原因。因此，為了滿足防水要求，防排水系統(tǒng)必須耐久可靠。此外，據(jù)有關調(diào)查結果顯示，引起鐵路隧道襯砌滲漏水情況的原因主要有：①襯砌本身的缺陷，如混凝土級配過低、水灰比選擇不當、外加劑摻入量過多或過少等，這樣一來便會使襯砌產(chǎn)生出泌水通路。②滲漏水常出現(xiàn)在襯砌結構構造、施工縫、變形縫等薄弱部位。所以在隧道工程設計時，必須對襯砌的結構和混凝土的質量予以重視，這樣才能確保防排水系統(tǒng)耐久可靠。

二、鐵路隧道工程結構防排水的有效施工措施

2.1初期支護防排水施工措施

可以按照隧道滲漏水的具體情況，在初期支護作業(yè)開始前預先埋設排水半圓管，使之形成暗埋永久式排水通道系統(tǒng)，并將水引入隧道縱向排水管，同時再借助橫向泄水管將水引入排水溝。如果是地下水較大的區(qū)段，可采取加密排水盲管的措施。①對于較為集中的出水點可以沿著水源方向進行鉆孔，隨后將單根引水盲管插入到孔內(nèi)，再以速凝砂漿進行封堵處理，這樣一來便可以使地下水從管中集中引出。②如果隧道開挖之后，在圍巖表面出現(xiàn)股流或是線流時，應當均勻設置排水半圓管，并在排水管的周圍噴射水泥砂漿，厚度控制在1～2cm左右，然后再進行混凝土噴射作業(yè)。

2.2基面處理

該工序主要是對初期支護表面的滲漏水及凹凸位置進行處理。如果是滲漏水情況比較嚴重的區(qū)段，可以采用注漿堵水的方法；普通區(qū)段則可以采取埋設排水管，將滲漏水引入邊溝的方法。具體做法如下：割除初期支護混凝土表面外露的鋼筋頭和錨桿頭，并切斷鋼筋網(wǎng)的凸出部分，隨后用鐵錘鉚平，再用砂漿素灰進行抹面。當基面處理完畢后，應對其進行質量檢查。可采用全站儀、斷面儀等設備對支護斷面進行檢查，看其是否滿足設計尺寸和規(guī)范標準的要求。通常情況下，應每隔10m左右檢測一個斷面。

2.3排水盲管施工

在鐵路隧道防排水施工過程中，排水盲管的施工是較為重要的環(huán)節(jié)之一，必須予以足夠的重視。排水盲管主要包括環(huán)向和縱向排水盲管以及橫向泄水管，通過變徑三通、四通和直通將這三者有機連為一體，使其形成一個完整的隧道排水系統(tǒng)。第一，環(huán)向排水管施工要點。①施工環(huán)向排水管時，應使其與支護表面緊貼或是安設在滲水巖壁上，管子的布置應當盡可能圓順，不得存在起伏不平的現(xiàn)象。②可將防水板的邊角料裁成寬度為2cm左右的長條來捆住盲管，再用鋼釘對長條兩端進行固定，也可以采用U型卡進行固定，固定點與拱部的間距應當控制在50～80cm，與邊墻的間距應控制在80～100cm。第二，縱向排水管施工要點?？蓪⒖v向排水管埋設在內(nèi)軌面下20cm的位置處，進行安裝時應確保排水管與隧道的縱坡度相一致，這有利于排水系統(tǒng)暢通。其固定的施工方法基本與環(huán)向排水管相同。在固定完畢后，應當采用土工布對排水管進行包裹處理，以免水泥漿液竄入，使排水管堵塞。第三，邊墻內(nèi)引水管施工要點。①可在隧道的淺埋、洞口和斷層破碎等地段的邊墻基礎內(nèi)引水管，間距控制在2m左右，滲漏水情況較為嚴重的區(qū)段可適當加密。②當邊墻基礎內(nèi)的引水管與縱向排水管連接位置處需要通過防水板時，必須進行特殊處理，具體做法是將排水管與防水板用焊接的方式連接在一起，不可采用混凝土在該位置處進入防水板背后。③進行混凝土澆筑時，應使用編織袋將引水管口堵上，再用膠帶進行密封，避免水泥漿液竄入，拆模后應及時將編織袋取出。第四，管子連接施工要點?？刹捎靡蛔中螌v向排水管進行連接，縱向、橫向與邊墻內(nèi)的引水管應采用異型三通進行連接，連接完畢后應使用透明膠帶進行纏繞，并緊密粘貼。第五，質量檢查。當所有排水管全部安裝完畢后，應進行安裝質量檢查，具體內(nèi)容如下：①排水盲管與支護的間距應≤5cm，且與支護脫開的最大程度應≤10cm。②盲管的泄水孔應當通暢。

2.4防水板鋪設

防水板可以采用懸掛法進行鋪設。①固定點間距應控制在1m以內(nèi)，拱墻防水層的搭接寬度應當≥15cm，邊坡基礎防水層與拱墻防水層的搭接寬度應當＞120cm。②防水板應從上向下進行鋪設，鋪設過程中應當按照噴射混凝土的平整度情況保持一定的松弛度。③各防水板間的搭接縫應當進行焊接處理。在具體焊接時，應將接縫處清理干凈，并確保焊縫接頭平整，不得存在折皺、空隙等質量缺陷。④防水板安裝完畢后，應當進行質量檢查，可以采用目測的方法觀察焊縫表面質量。

作者：項楊 單位：中鐵三局集團廣東分公司