鐵路隧道防排水施工初探

范軍

（中鐵隧道集團(tuán)二處有限公司，河北 三河 065201）

1 隧道施工常見滲水處理

防、排相結(jié)合是隧道內(nèi)治水的原則，關(guān)角隧道8號(hào)斜井、9號(hào)斜井和隧道出口施工中都遇到了不同程度的涌水現(xiàn)象，施工中從兩個(gè)方面來處理，第一步將涌出的水排出洞外，不至于影響正常施工環(huán)境，對(duì)于順坡洞排水主要是挖臨時(shí)排水溝自然排水，反坡采用挖積水、排水泵站機(jī)械排水管路排水，圍巖的涌、滲水處的治理非常關(guān)鍵，如：關(guān)角隧道9號(hào)斜井Ⅰ線正洞格爾木方向開挖約在DYK304+758處左拱腰出現(xiàn)的涌水，水量較大噴射混凝土無法凝固在受噴圍巖面上，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)勘察涌水原因時(shí)，發(fā)現(xiàn)涌水點(diǎn)是地下河流涌出，而且通過涌水的洗刷已經(jīng)形成漩渦狀，如果不及時(shí)處理，有可能會(huì)導(dǎo)致掌子面坍塌，通過施工單位與監(jiān)理單位研究決定立即采用先堵后排的方案，即將涌水口用土工布填塞，并加設(shè)這了一榀剛拱架支撐，防止掌子面左側(cè)被洗空，導(dǎo)致嚴(yán)重后果和損失，然后把PVC管將土工布過濾后的涌水集中排至積水坑，噴射加大速凝劑用量的噴射混凝土，考慮水量比較大，面積范圍較小，通過調(diào)查水的主要來源是多條地下河流匯聚而成的，那么不能讓其成為涌水通道，采用周邊注漿的方案將其封住，并在其內(nèi)澆筑防水混凝土。通過初期支護(hù)表面外觀和打孔檢測(cè)及雷達(dá)檢測(cè)來看效果良好。

2 詳細(xì)排水施工工藝比較

2.1 大管棚、小管棚超前支護(hù)施工

隧道出口進(jìn)洞采用Φ89壁厚：5mm長(zhǎng)：30m間距：40cm的大管棚進(jìn)行注壓漿對(duì)洞口淺埋的超前加強(qiáng)支護(hù)，角度為1～3度；洞內(nèi)采用Φ50壁厚：4mm長(zhǎng)5m間距40cm的小導(dǎo)管進(jìn)行壓注漿超前支護(hù)。角度為6°。大管棚施作的主要內(nèi)容：施作導(dǎo)向墻預(yù)埋導(dǎo)向管，設(shè)置鉆機(jī)平臺(tái)，測(cè)定孔位，鉆孔，鉆機(jī)退出，注壓漿，封孔。管棚采用無縫鋼管加工成花管，以便注漿加固巖體，前端加工成錐形，以便送入或打入，并防止?jié){液前沖，梅花布設(shè)溢漿孔孔徑8mm，間距為15cm，其中大管棚尾部5m，小導(dǎo)管尾部1m范圍不鉆孔，防止漏漿，末端最好焊接直徑為6mm的環(huán)形箍筋，防止打入是管身開裂，影響注漿管每小段的連接。每節(jié)間絲扣連接，鉆孔采用電煤鉆鉆孔，在鉆進(jìn)過程中采用光耙測(cè)斜儀量測(cè)鉆孔的偏斜度，小導(dǎo)管人工直接送入[1]。

超前管棚安設(shè)后，用速凝砂漿封口，并用噴射混凝土封閉工作面，采用KBY-50/70型注漿泵注漿，注漿參數(shù)為：

水泥漿水灰比：1;1

注漿壓力：0.5～1.0mpa

注漿前進(jìn)行注漿試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)的情況調(diào)整注漿參數(shù)。

注漿順序兩側(cè)對(duì)稱向中間，自下而上逐孔注漿，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)后方能開挖。

2.2 施工系統(tǒng)錨桿工程

系統(tǒng)錨桿采用的中空注漿錨桿，錨桿長(zhǎng)4m（徑向）或5m（內(nèi)側(cè)水平），環(huán)向間距為1m，采用風(fēng)鉆鉆孔，鉆孔直徑為Φ40mm。成孔后用高壓風(fēng)清孔，人工送入，用速凝砂漿封口，注漿壓力保證在0.5～1.0mpa，擴(kuò)散半徑最大，對(duì)圍巖加固的效果最佳，對(duì)裂隙較發(fā)育的不良地質(zhì)V級(jí)圍巖有很好的改善效果，抗拔力符合設(shè)計(jì)要求，錨桿的末端與拱架焊接。

2.3 剛拱架支撐施工

在加工場(chǎng)地放出大樣，采用彎曲機(jī)分節(jié)加工制作，主要在安設(shè)控制（中線、高程、垂直度）質(zhì)量，施工中主要采用支距、懸距法來控制。

2.4 鋼筋網(wǎng)施工

主要注意控制加工尺寸和把每塊網(wǎng)片連成整體。

2.5 臨時(shí)支護(hù)的施工（臨時(shí)側(cè)壁支護(hù)、臨時(shí)仰拱）

臨時(shí)側(cè)壁支護(hù)采用I16型鋼拱架縱向間距與主動(dòng)一致，網(wǎng)片尺寸15*15，采用Φ22mm砂漿錨桿，Φ50小導(dǎo)管超前支護(hù)的一個(gè)臨時(shí)支護(hù)體系。臨時(shí)仰拱由于地質(zhì)情況差經(jīng)過數(shù)據(jù)分析邊墻收斂值超限，根據(jù)實(shí)際情況分析、研究和試驗(yàn)為了確保安全在上斷面導(dǎo)坑開挖支護(hù)時(shí)在主臨支每榀拱架間安設(shè)I22mm的水平支撐支護(hù)，很好的解決了開挖安全及后續(xù)接腿、上部接拱在應(yīng)力重新分配過程出現(xiàn)的變形量過大應(yīng)力釋放失控而造成掉拱、掉塊、開裂和坍塌情況。

2.6 二次襯砌混凝土施工

二次襯砌是隧道工程永久性承力結(jié)構(gòu)的一部分，對(duì)提高隧道使用壽命和外觀質(zhì)量具有重要的作用，襯砌分為兩個(gè)部分一個(gè)是拱部的二次襯砌，一個(gè)是下部隧底的仰拱襯砌。 混凝土二次襯砌施工時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果來確定，在初期支護(hù)基本穩(wěn)定，整體收斂值在規(guī)范內(nèi)，圍巖及初期支護(hù)變形率趨于減緩或穩(wěn)定時(shí)再進(jìn)行隧道二次襯砌，并將襯砌工作面與開挖工作面拉開50～100m的距離，以減少兩工作間的互相干擾，也是避免爆破震動(dòng)效應(yīng)對(duì)二次襯砌的影響，二次襯砌混凝土灌注采用洞外集中拌和、混凝土輸送罐車運(yùn)輸、軌道自動(dòng)行走液壓起臂整體模板襯砌臺(tái)車、混凝土輸送泵車灌注的方法進(jìn)行。

首先通過軌道將模板臺(tái)車行走至襯砌部位，測(cè)量定位，調(diào)好標(biāo)高，按隧道襯砌內(nèi)輪廓線尺寸調(diào)整好模板臺(tái)車。安設(shè)固定好預(yù)埋孔、洞、室位置，堵頭模板，排氣孔等。

開始澆注，泵送混凝土灌注應(yīng)對(duì)稱、分層、連續(xù)施工，每層厚度控制在50cm以下，保證不浮模和偏位及跑模。插入式振搗棒配合附著式振搗器振搗密實(shí)。不得出現(xiàn)水平和傾斜接縫，如果應(yīng)故中斷澆注，則在繼續(xù)澆注混凝土前，必須鑿除已硬化的前層混凝土表層的虛面、浮漿，并將表面鑿毛，高壓水槍沖洗干凈，拱頂混凝土通常不密實(shí)、灌注不滿、不易振搗、易收縮等現(xiàn)象，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，這就需要對(duì)拱頂灌注工藝作特殊要求，采用加強(qiáng)封堵板泵送壓注擠壓施工，另外還要預(yù)留注漿孔在后期對(duì)月牙型收縮縫進(jìn)行注漿處理[3]，保證混凝土的整體性和密實(shí)性，澆注完成后達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度方能拆模，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14天。

3 排水半管的施作質(zhì)量控制

Ω100排水半管是無壓排水理論的重要組成，首先在以通過中間驗(yàn)收的初支表面徑向打入1m～1.5m的泄水孔，主要目的在于把圍巖內(nèi)部的毛細(xì)水系引出，不至于讓圍巖、初支組成的支護(hù)體系長(zhǎng)期受到地下水壓力的影響，再則為了有效的將水排出，然后將半管安設(shè)在泄水孔上使圍巖內(nèi)部的水能順暢的流出至邊墻縱向排水管流出洞外，以至于漫流導(dǎo)致受潮滲水，使防水層處于良好的環(huán)境。

4 邊墻縱向及橫向排水管

Φ110PVC邊墻縱向排水管主要是將Ω100排水半管引出的圍巖內(nèi)部的水排出洞外，如果水量過大Φ110邊墻縱向排水管不能滿足流量的要求在邊墻檢查井內(nèi)積至一定的高度橫向排水管的位置時(shí)就通過橫向Φ100PVC波紋管排至排水邊溝或中央排水主管道內(nèi)排出洞外。

5 中央排水管

中央排水管是洞內(nèi)排水系統(tǒng)的主管道，由于在主行車道范圍內(nèi)采用內(nèi)直徑為400mm、510mm的預(yù)制鋼筋砼承插式接頭管，設(shè)置混凝土基座保證穩(wěn)定和防止隧底的施工縫反水作用，管身上部設(shè)置級(jí)配碎石反濾層，為了防止橫向管和路面排水基層的水系雜物堵塞管身的泄水孔和免受路面車載作用集中，破壞管身的作用。

6 結(jié)束語

以上是作者對(duì)隧道防排水放置措施中一些方法和工藝的介紹，隨著我們隧道道路的飛速發(fā)展，科技的迅猛進(jìn)步，新建筑材料的不斷更新，對(duì)以往的問題已不在是困難了，棚超前支護(hù)施工、排水半管的施作的應(yīng)用會(huì)有效解決大部分地區(qū)的排水問題，隨著我們建筑業(yè)的不斷發(fā)展今后會(huì)有更新，更有效的技術(shù)。

[1]楊龍?zhí)?道南隧道防排水施工技術(shù)[M].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2004，05(28):37.

[2]馮麗盛麗娟.尼爾基水利樞紐工程隧道的防排水技術(shù)分析[M].森林工程，2005，21（2）：40.

[3]鐵路隧道規(guī)范(JT J042-94)[S].北京:人民交通出版社,1994.