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驗，并且符合國家和行業相關規范標準的要求。

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系統構成完善

多年來大量的工程實踐經驗表明，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。現如今，隨著大量工程實踐經驗的積累和對環境條件、運營條件的重視，仍舊采用單一的防排水措施已經無法滿足國家和行業現行規范標準的要求。建立鐵路隧道防排水系統是一個綜合的決策過程，應當以系統工程對待，并從工程的環境條件、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

鐵路隧道工程的環境和地下水質都比較復雜，一旦排水系統淤積、堵塞極有可能引起隧道滲漏水。同時，由于襯砌的工作環境和設計預期相比發生改變，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，防排水系統必須耐久可靠。此外，據有關調查結果顯示，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生出泌水通路。②滲漏水常出現在襯砌結構構造、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，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，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。

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段，可以采用注漿堵水的方法；普通區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?？刹捎萌緝x、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節之一，必須予以足夠的重視。排水盲管主要包括環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。第一，環向排水管施工要點。①施工環向排水管時，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，這有利于排水系統暢通。其固定的施工方法基本與環向排水管相同。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引水管，間距控制在2m左右，滲漏水情況較為嚴重的區段可適當加密。②當邊墻基礎內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。可采用一字形對縱向排水管進行連接，縱向、橫向與邊墻內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，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