浅谈高速铁路隧道防水施工技术

浅谈高速铁路隧道防水施工技术
作者：段超
来源：《科技创新导报》 2011年第29期
段超
(中铁十一局集团第二工程有限公司江苏宿迁 223954)
摘要:高速铁路隧道的防水等级是一级,要求衬砌不渗水、无湿渍。

一旦出现漏水情况,不
仅将加速衬砌混凝土的碳化,破坏隧道结构,直接影响隧道以及高铁的使用寿命,如果出现道床积水会对高铁隧道功能产生直接影响,甚至可能造成交通事故。

本文从隧道排水设计原则入手,对
渗水的形式、原因以及防治措施进行了探讨。

关键词:高速铁路隧道防水治理
中图分类号:U215 文献标识码:A 文章编号:1674-
098X(2011)10(b)-0069-01
1 国内外交通隧道的防排水设计原则
依据我国《铁路隧道设计规范》(TB10003—2005)的相关规定,铁路隧道在防排水方面应遵
循“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理”的原则。

采取切实可靠的设计、施工措施,保障结构物和设备的正常使用和行车安全。

我国的高速铁路隧道很多为山岭隧道,过去在设计中大多采用“排水型”的理念,也就是通过设置在衬砌背后的透水垫层和盲沟把地下水引入隧道水沟后再排出,在明确衬砌荷载的时候一般不考虑衬砌所承受的水压。

当前高铁隧道则严格遵循了目“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理”的总原则,与当前高速铁路隧道的要求是相适应的。

当涉及到地下防水时候,高铁隧道一般采用全封闭的防水型隧道衬砌,高铁隧道防水等级要满足《地下工程防水技术规范》(GB50108—2001)中一级防水标准规定。

即衬砌不渗水、无湿渍。

国外的高铁隧道通常分为防水型隧道和排水型隧道,在通常情况下大多按排水型隧道设计。

在下列几种情况下应采取防水型隧道设计:一是对环境要求严格、限制排水对周边环境的影响,
尤其是在大量排水对地表枯水、水理条件、生态环境等可能造成较大影响的场合;二是对洞口地段对地表下沉有较大影响,可能危及周边环境;三是地下水存在腐蚀性,需要把地下水与混凝土隔离的情况。

2 高铁隧道渗漏水的形式及原因
高铁隧道病害的主要类型包括:边墙鼓胀开裂、衬砌裂损、拱顶掉块、基底软化、渗漏水和钢筋外露、翻浆冒泥等很多中。

这其中渗漏水病害的表现形式通常包括拱顶渗水、拱脚处渗水、伸缩缝部位渗水、侧墙渗水、道床积水等。

高铁隧道在冬季渗水可能表现为顶部形成冰挂,道床形成冰堆,侧墙出现冰柱。

造成高铁隧道渗漏水的原因很多,可以概括为以下几个方面。

一是混
凝土和易性差或者在施工中工序质量控制不够严格,导致混凝土质地不均匀,捣固不密实或者出
现漏振,形成疏松层和蜂窝,或留下各种形状的透水缝隙。

二是施工缝处止水带埋设不规范,挡头板粗糙;施工缝止水带被破坏,特别是仰拱处环向止水带;二衬、仰拱环向或仰拱与二衬相接处的纵向施工缝出现的两条止水带连接,但连接处处理不符合要求;三是塌方造成衬砌混凝土拉裂,膨胀围岩作用引起衬砌开裂;塌方处理措施不到位,衬砌背后回填不密实,由于应力过大引起开裂;
先拱后墙法施工的马口开挖顺序不当,长度过大,拱脚下沉引起拱部开裂;因地质不均匀下沉造成衬砌开裂。

以上裂缝都会造成较严重的渗漏水,治理也较困难。

四是岩石隧道光面爆破效果不好。

衬砌结构同围岩结合不紧密,不仅恶化了衬砌的受力条件,造成围岩的进一步松动,而且还会在衬
砌背后造成存水空间,为地下水的侵入打开方便之门。

五是裂隙水较发育或有泉眼处没有进行引排水。

六是喷射混凝土表面粗糙或锚杆头未割除,对施工和服务期的防水板极易造成压痕和损坏,影响防水层的完好,从而造成渗漏。

七是先拱后墙法施工的拱脚浮碴清理不干净,马口回填不密实,造成渗漏水,这种现象也较普遍。

八是隧道中心水沟因泥砂或冰冻堵死无法排水,必然使隧道产生渗漏。

九是环向渗水管或纵向排水管引入隧道两侧排水沟时,水管穿过防水板时处理不当。

3 高铁隧道渗漏水施工中的治理措施
3.1 施工中的排水措施
高铁隧道在开挖过程中,要对渗水和涌水高度重视。

发现渗水,应立即寻找水源,如为地表水,要及时引排,在高铁隧道山体不应留有坑槽,防止出现积水;如为地下水,要找到出水点,进行封堵。

开挖后,如出现渗漏水,要在喷射混凝土前把透水软管预埋于岩面上的出水点,喷射在初期支护的混凝土中,把排水管道引入拱脚,可以临时开挖排水沟,把水引出洞外,在永久排水系统完成后,再把水引入永久排水沟内。

如果隧底涌水,可以在仰拱开挖成型后,在仰拱下再开挖纵、横向的盲沟,盲沟引出洞外。

隧道初期支护完成之后,在铺设防水板前,应对初支表面的锚杆头、钢筋头等尖锐物齐根进行切除,此后再检查喷射混凝土表面的平整度,对于矢弦比大于1∶6的一定要予以补喷找平,此后对仍有外露的尖锐物要进行砂浆抹平,防止刺破防水板。

要根据设计要求铺横向、设纵排水管和环向排水盲沟,应进一步控制布设间距和数量及长度,在环向盲沟的布设间距中可
以做相对控制,也就是对附近有出水点的,可以进行适当调整。

严格按照设计要求选择合适施工
工艺,处理排水管穿过防水板时的止水效果,确保纵向排水管的水顺利流入隧道两侧纵向排水沟。

3.2 材料工艺方面的渗漏水处理措施
通常来说,对于点状的漏水,一般采用注浆堵水的方法。

依据漏水的程度和产生漏水的原因
的不同,能够分别采用向衬砌内注浆以及向衬砌后的围岩或回填层注浆这两种方式。

对注浆材料的要求位:凝结时间可调、可灌性好、抗渗性好、价格便宜、粘结力强、固结体强度高、耐久性好、无毒无污染。

然而实际中建筑材料全部满足上述要求几乎是不可能的,只能根据不同需要进行材料选择。

在衬砌后的围岩以及回填层注浆中,通常采用双快水泥浆液和水泥—水玻璃浆液。

在衬砌内注浆则采取以聚氨酯为代表的各种化学浆液和超细水泥浆液。

对于线状的三缝部位的渗漏水,通常是采用剔槽,再加设排水盲沟,此外再增加弹性密封材料封堵的方法。

比较常用的密封材料有聚硫、改性沥青密封膏、聚氨酯密封胶、硅酮,以及膨胀橡胶止水条或者各种定型橡胶等。

对密封材料的要求为:具有较高的弹性,和衬砌的粘结性好,具有较好的抗渗性,耐老化性好,且应价格便宜,并且施工简便。

对于面状的大面积渗水,一般采取刮、刷、喷等工艺增设附加防水层的措施来解决的。

从高铁隧道内部做迎水面的附加防水层已不可能,因此以就只能在背水面做内防水,在这期间要求防
水层抗渗性好,凝结固化时间短,具有一定的膨胀性或弹性,可以在潮湿基面施工且必须与基层粘结牢固。

目前隧道中常用的抹面防水材料主要有三大类:一是以有机材料为主的聚氨酯涂料、改性沥青涂料等;二是以无机材料为主的内掺防水剂的各类防水砂浆、双快水泥以及对基层有渗透性的无机渗透结晶材料;三是以有机材料来使无机材料改性的聚合物水泥砂浆、JS涂料及水泥
基柔性水泥砂浆等。

有机涂层因为容易出现鼓包的情况,所以通常还需做保护层。

无机涂层因为较容易出现裂纹和脱皮,因此要特别注意养护。

4 结语
高铁隧道防水设计是前提,施工是关键,管理是保证。

在设计阶段我们应该根据每一个隧道
的历史及所处的水文地质条件,确定合理的治理方案,严格按施工工艺进行操作,并做好施工质量
的检查和验收。

管理是保证就是要求我们真正重视了隧道防水的各个环节。

如果我们能在各个环节都严格把握,高铁隧道的渗漏水问题是完全可以解决的。

参考文献
[1]TB10003—2005,铁路隧道设计规范[S].
[2]王建宇.隧道工程的技术进步[M].北京:中国铁道出版社,2004.
[3]GB50108—2001,地下工程防水技术规范[S].。