高速鐵路隧道防排水施工工藝

李永杰

（中鐵十一局集團第四工程有限責任公司，湖北武漢 430000）

1 高速鐵路隧道防排水現狀

近年來，隨著我國綜合國力的提升，修建了大量的大型鐵路隧道，對隧道防排水也提出了更高的要求。鐵路隧道設計施工的重點是防排水，隧道漏水會對行車安全產生一定影響，還會對隧道結構產生銹蝕的影響，降低鐵路隧道內部結構的耐久性，寒冷的季節還會出現掛冰等問題。目前的防排水施工采用機械化程度較低等工具進行作業，對于鐵路隧道的質量與施工人員之間的整體專業能力具有直接影響，建設完成后進行質檢，通常采用經驗進行驗收，導致鐵路隧道的可靠性較低。

2 鐵路隧道防排水設計原則及類型

鐵路隧道防排水設計遵循的基本原則為以防為主、防排結合、多道防線、剛柔相濟、因地制宜、綜合治理。鐵路隧道防排水的內容分為兩類，即結構防排水、施工防排水。

為了避免水對鐵路隧道產生的影響，堅持的防排水原則為防、排、堵、截相結合，因地制宜，綜合治理。

防指要求隧道襯砌，使防水層具有一定的防水能力，防止地下水透過防水層的襯砌結構滲入洞內。排指應具有暢通的排水設施，對于襯砌的背后以及路面結構層的積水應排入路邊側溝或洞內中心水溝。堵指對于隧道內的滲漏水地段，采用一些方法如堵水墻、噴涂、注漿等，將地下水堵在圍巖體的內部。截指對于易滲漏到隧道的地表水，采取相應的措施如排水溝、清除積水、封閉滲漏點等。

鐵路隧道防排水的基本要求包括襯砌不滲水、安裝設備的孔眼不進行滲水；對于寒冷地區的隧道，應注意排水溝不凍結、襯砌背后不積水；道床排水應暢通、不浸水。

隧道防水類型可以分為三種，地下水不進入隧道時，應采取防水型隧道；隧道要求限量排放地下水時，應采用控制排放型隧道；地下水需要進入隧道排出時，應采用排水型隧道。湖南省長沙市東部，瀏陽河隧道由進口明挖暗埋段、暗挖段、出口明挖暗埋段、出口引導敞開段組成，該隧道分段采用防排水類型。針對圓梁山隧道而言，隧道穿越的地區多為巖溶地區以及高壓富水地區，該隧道采用以堵為主、限量排放的方式。

3 鐵路隧道防排水施工工藝

3.1 鐵路隧道排水工藝分析

對于隧道防水施工工藝流程而言，一般的工藝流程為檢測凈空及初期支護背后壓漿及表面情況，割除外漏超長的鋼筋、鋪桿、整平支護凹凸不平的表面，安裝環縱向透水自管。進行隱蔽檢查，若隱蔽檢查不合格，繼續安裝環縱向透水自管，進行隱蔽檢查直至合格。達到合格的要求后鋪設防水板，進行原材料檢驗及試驗、臺架定位，安裝施工縫止水帶，進行隱蔽檢查直至合格，進入下一道工序。

3.2 防水層施工

在進行初期支護表面處理時，應檢查各種預埋件是否完好，噴射混凝土強度要求是否達到設計強度要求。對于拱墻部分自拱向兩側將基面外露的鋼筋頭、鐵絲、錨桿、排水管等尖銳物進行切除錘平，采用砂漿抹成圓曲面。緩沖墊層鋪設應采用土工布材料，例如聚乙烯無紡布；土工布固定采用熱塑墊圈。

土工布固定方式如圖1所示。

圖1 土工布固定方式

在進行土工布固定時，土工布搭要求為50 mm；采用梅花狀布置；墊圈之間的間距要求為側壁80 cm、頂部40 cm。進行防水板鋪設的過程中，防水板的材料應選擇EVA及PVC防水板。

防水板的鋪設可以采用無釘鋪設，固定點防水板鋪設如圖2所示。

圖2 固定點防水板

針對防水板的鋪設要求，應從上向下進行鋪設，進行環向鋪設、對于松緊適度的要求，應該滿足10∶8的要求，距離開挖面不應小于爆破的安全距離，嚴禁在天氣炎熱時檢查質量。防水板的焊接應進行雙縫焊接，焊接的搭接的寬度應為15 cm，雙縫焊接縫寬為1 cm，留有≥1.5 cm的空腔，防水板的搭接應為鱗片狀。

完成防水板的施工后進行質量檢查，對原材料進行檢查，要求防水板以及土公布的顏色厚度滿足合格要求。將五號針與壓力表進行相互連接，使用充氣筒進行打氣，壓力表的壓值達到0.25 MPa時停止充氣，保持一段時間，時間要求為15 min。壓力下降至10%以內時，說明焊縫符合要求。若壓力的下降速度過快，則表示有焊縫沒有焊接良好，需要將肥皂水涂抹在焊縫位置，對有氣泡的區域進行重新補焊，直至不漏氣、滿足要求。

防水板焊接如圖3所示。

圖3 防水板焊接

3.3 形縫、施工縫施工

施工縫采用止水帶以及止水條進行防水，設置在結構厚度的1/2處。施工時需要對其性能材質以及規格進行檢查，應符合設計要求且無裂紋和氣泡。

施工結構中應預埋一般的止水帶，將止水帶鋼筋夾進行固定或通過止水帶邊的鋼絲固定在結構鋼筋骨架上。采用兩塊擋頭板進行固定，可以有效避免在進行混凝土的灌注過程中產生移位的情況。止水帶不能進行打孔或使用鋼釘固定。進行拆模和施工縫的鑿毛處理時，應仔細保護止水帶，避免止水被破壞。

（1）針對后施工結構，灌注前必須對止水帶進行清洗。由于結構的受力不均勻，混凝土結構脹縮設置的允許進行變形的縫隙稱為變形縫，是結構自防水的關鍵環節也是防水處理的難點。

（2）變形縫的設計縫寬應為20～30 mm，防水材料可以選擇橡塑鋼片止水帶、聚苯板、EVA防水砂漿等，中間埋入的結構止水帶應采用聚苯乙烯泡沫板進行填充。

（3）變形縫以及施工縫要求必須要保證質量，即需要保證施工縫的止水條粘貼處的混凝土表面光滑、平整、干凈，保證施工縫在鑿毛時不會被破壞。

（4）止水條的安裝需要確保密封、牢固，進行混凝土建筑前不會膨脹失效。使用氯丁膠進行粘貼并使用鋼釘進行固定，在接頭處使用氯丁膠進行斜面貼緊使其密封。止水帶的安裝應該平順、居中、牢固、無裂口、無脫膠[1]。

（5）進行澆筑混凝土的過程中，應隨時注意檢查，防止出現止水帶移位以及卷曲的情況，塑料止水帶的接頭應采取焊接。止水帶、止水條的安裝需要確保形成一個全封閉的防水網。

（6）進行混凝土的澆筑前，需要先對混凝土的基面進行充分鑿毛并進行清洗干凈。采用手工鑿毛的過程中，施工縫必須進行清洗徹底，必要時使用鋼刷進行刷洗。

（7）進行混凝土的澆筑時，需要確保新舊混凝土的良好結合，使得混凝土的結合處有20～30 mm厚的水泥砂漿。針對水平施工縫，可以先鋪設20～30 mm的混凝土。

3.4 排水設施施工

針對布置問題，應進行環向盲管布置，其作用是提供過水通道，使滲入縱向排水管內。環向盲管采用直徑為50 mm的軟式透水管，其間距一般不應大于10 m，采用鋼卡固定環向盲管。縱向盲管的作用是將環向排水管等排出的水進行匯集，通過橫向排水管排至橫向側溝以及中央排水溝內。進行縱向布置時，應沿縱向進行設置，設置在襯砌底部防水板與初期支護的透水盲管內。

側溝坡度與隧道的坡度應一致，水溝斷面應根據水量進行確定，需要保證具有足夠的過水能力，有利于進行清洗和檢查。雙線隧道可以設置雙側或中心水溝，洞內的水溝都應設置蓋板。根據地下水的實際情況，在襯砌墻角的蓋板位置每隔一段距離設置泄水孔，尺寸為10 cm×10 cm。傳統的排水溝施工方法為小模板拼裝，容易發生跑膜；現代的新設備施工方法采用整體澆筑，成型效果較好。

4 結語

綜上所述，我國的高速鐵路隧道建設在20世紀末期主要采用傳統的施工方法，通過礦山法進行整體式的襯砌，但受到技術條件的限制，防排水措施不完善，鐵路隧道建成后，多數隧道都會出現嚴重的漏水問題。我國對鐵路隧道進行不斷改進，隧道施工開始采用新奧法，防排水問題得到了有效改善，在施工過程中應嚴格按照防排水施工的原則進行，取得較好的防排水的效果，保證隧道的正常運營。