隧道工程防排水設(shè)計(jì)及施工措施

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一、鐵路隧道工程結(jié)構(gòu)防排水的設(shè)計(jì)理念

鐵路隧道工程結(jié)構(gòu)防排水設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循等級確定合理、系統(tǒng)構(gòu)成完善和結(jié)構(gòu)耐久可靠的理念。這是在大量工程實(shí)踐中總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)，并且符合國家和行業(yè)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求。

1.1等級確定合理

因?yàn)殍F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(guān)系，也直接關(guān)系到隧道的整體結(jié)構(gòu)和防排水措施的選擇。為了有效避免過分要求高指標(biāo)或是降低防排水標(biāo)準(zhǔn)的情況發(fā)生，在對鐵路隧道工程進(jìn)行防排水設(shè)計(jì)時應(yīng)當(dāng)做到定級準(zhǔn)確，這是非常重要的一點(diǎn)。準(zhǔn)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(gòu)成完善

多年來大量的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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(jié)構(gòu)自身防水能力的因素等。以往鐵路隧道在修建過程中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是排水設(shè)施的完善，并在這一基礎(chǔ)上采取相應(yīng)的防水措施。由于受技術(shù)條件的限制，防水措施都比較單一，同時對環(huán)境因素和結(jié)構(gòu)設(shè)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(yùn)營維修工作量增大?，F(xiàn)如今，隨著大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累和對環(huán)境條件、運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)當(dāng)以系統(tǒng)工程對待，并從工程的環(huán)境條件、排水條件、結(jié)構(gòu)自身的防水能力等方面進(jìn)行綜合考慮，構(gòu)建起一個完善的隧道防排水結(jié)構(gòu)體系。

1.3結(jié)構(gòu)耐久可靠

鐵路隧道工程的環(huán)境和地下水質(zhì)都比較復(fù)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(shè)計(jì)預(yù)期相比發(fā)生改變，從而造成襯砌結(jié)構(gòu)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(guān)調(diào)查結(jié)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(dāng)、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(jié)構(gòu)構(gòu)造、施工縫、變形縫等薄弱部位。所以在隧道工程設(shè)計(jì)時，必須對襯砌的結(jié)構(gòu)和混凝土的質(zhì)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(jié)構(gòu)防排水的有效施工措施

2.1初期支護(hù)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(hù)作業(yè)開始前預(yù)先埋設(shè)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(diǎn)可以沿著水源方向進(jìn)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(jìn)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(yīng)當(dāng)均勻設(shè)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(jìn)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(hù)表面的滲漏水及凹凸位置進(jìn)行處理。如果是滲漏水情況比較嚴(yán)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(shè)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(hù)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(jìn)行抹面。當(dāng)基面處理完畢后，應(yīng)對其進(jìn)行質(zhì)量檢查?？刹捎萌緝x、斷面儀等設(shè)備對支護(hù)斷面進(jìn)行檢查，看其是否滿足設(shè)計(jì)尺寸和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求。通常情況下，應(yīng)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(jī)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(diǎn)。①施工環(huán)向排水管時，應(yīng)使其與支護(hù)表面緊貼或是安設(shè)在滲水巖壁上，管子的布置應(yīng)當(dāng)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(jìn)行固定，也可以采用U型卡進(jìn)行固定，固定點(diǎn)與拱部的間距應(yīng)當(dāng)控制在50～80cm，與邊墻的間距應(yīng)控制在80～100cm。第二，縱向排水管施工要點(diǎn)?？蓪⒖v向排水管埋設(shè)在內(nèi)軌面下20cm的位置處，進(jìn)行安裝時應(yīng)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(yīng)當(dāng)采用土工布對排水管進(jìn)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(diǎn)。①可在隧道的淺埋、洞口和斷層破碎等地段的邊墻基礎(chǔ)內(nèi)引水管，間距控制在2m左右，滲漏水情況較為嚴(yán)重的區(qū)段可適當(dāng)加密。②當(dāng)邊墻基礎(chǔ)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(jìn)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(jìn)入防水板背后。③進(jìn)行混凝土澆筑時，應(yīng)使用編織袋將引水管口堵上，再用膠帶進(jìn)行密封，避免水泥漿液竄入，拆模后應(yīng)及時將編織袋取出。第四，管子連接施工要點(diǎn)?？刹捎靡蛔中螌v向排水管進(jìn)行連接，縱向、橫向與邊墻內(nèi)的引水管應(yīng)采用異型三通進(jìn)行連接，連接完畢后應(yīng)使用透明膠帶進(jìn)行纏繞，并緊密粘貼。第五，質(zhì)量檢查。當(dāng)所有排水管全部安裝完畢后，應(yīng)進(jìn)行安裝質(zhì)量檢查，具體內(nèi)容如下：①排水盲管與支護(hù)的間距應(yīng)≤5cm，且與支護(hù)脫開的最大程度應(yīng)≤10cm。②盲管的泄水孔應(yīng)當(dāng)通暢。

2.4防水板鋪設(shè)

防水板可以采用懸掛法進(jìn)行鋪設(shè)。①固定點(diǎn)間距應(yīng)控制在1m以內(nèi)，拱墻防水層的搭接寬度應(yīng)當(dāng)≥15cm，邊坡基礎(chǔ)防水層與拱墻防水層的搭接寬度應(yīng)當(dāng)＞120cm。②防水板應(yīng)從上向下進(jìn)行鋪設(shè)，鋪設(shè)過程中應(yīng)當(dāng)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(yīng)當(dāng)進(jìn)行焊接處理。在具體焊接時，應(yīng)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(zhì)量缺陷。④防水板安裝完畢后，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行質(zhì)量檢查，可以采用目測的方法觀察焊縫表面質(zhì)量。

作者：項(xiàng)楊 單位：中鐵三局集團(tuán)廣東分公司