浅析隧道结构防排水施工正文

浅析隧道结构防排水施工

1.绪论

1.1 选题的背景

随着西部大开发和区域经济的高速发展，我国原有交通路网已不能满足需要。为了满足日益增长的陆路交通，最近20年来，规划和建设了一大批铁路、公路线网，并逐渐摒弃原有的盘山道路，选用线路距离较短的隧道工程穿越山岭海河。截止2007年，我国大陆上已建成的铁路隧道有8632余座，总延伸6322km；公路隧道4673余座，总延伸2555km。我国在隧道建设方面取得了快速的发展和举世瞩目的成就，已成为世界上隧道数量最多，建设规模最大、发展速度最快的国家。

目前隧道衬砌漏水问题，尤其是施工缝处、隧道接口处及管节之间的连接处等薄弱环节的渗、漏水更为严重。如何搞好隧道防排水设计及裂缝防水技术，是保证行车安全和隧道能否长期使用的重要条件。

据统计,截止2002年底我国运营铁路隧道5 711座,总长2 833 km ,其中有水害的隧道约占70 % ,水害严重导致状态失格的有1 620座,占运营隧道的30 %以上。

1.2 选题的意义

隧道防排水施工质量的好坏是隧道综合评定的一项重要指标。隧道渗漏水不仅直接损坏衬砌,降低使用年限,而且加速钢轨和扣件锈蚀,损害道床和基础,影响线路稳定,直接影响隧道使用寿命及铁路运营安全。所以铁路各级工务部门历来十分重视隧道的防排水工作。因此，探究隧道结构防排水施工具有重要意义。

1.3 隧道防排水设置的目的

（1）维持正常的运营环境、降低维修维护成本；

（2）保证隧道工程的坚固性和耐久性；

（3）保护隧道的工作环境及地下水资源。

1.4 防水等级

客运专线铁路隧道防排水必须满足《地下工程防水技术规范》（GB50108）规定的一级防水标准。

表1 地下工程防水等级

一级防水等级，要求做到不漏、不渗、无湿渍，检测手段以目测方式为主，要求衬砌密实且表面观察不到湿渍为准。

2.认识防排水系统

隧道防排水作为一个系统，其内容涵盖地表水、地下水及地层的保护、防排水措施设计、结构设计以及施工等。

2.1 排水型隧道设计原则

排水型隧道的防排水设计采用“防、排、堵、截结合，因地制宜，综合治理”的总原则。

对于隧道穿过岩溶、断裂破碎带，预计地下水较大，当采用以排为主可能影响生态环境时，根据实际情况采用“以堵为主，限量排放”的原则，达到“堵水有效、防水可靠、排水畅通、经济合理”的目的。

在岩溶发育地段，则采用“以疏为主、以堵为辅”的原则，强调尽量维系岩溶暗河的既有通路，严禁随意封堵溶洞、暗河。

一般碎屑岩区，对不透水或微弱透水地层采用“防、排、截”相结合的处理原则，对强透水地层采用“以堵为主，限量排放”的原则。

排水型隧道特别应该强调注意的是必须保证排水畅通。实施中只要做到“不空、不破、不裂、畅通”，应能满足客运专线隧道防排水

要求。

2.2 防排水措施设计

（1）堵、截水措施设计

主要针对地下水发育、地下水无控制排放影响生态环境等情况，采取开挖前预注浆或开挖后围岩注浆等措施对地下水进行截堵，是防排水系统设计的重要措施。在隧道开挖线外围一定范围内截断或阻塞地下水与隧道之间的水流通路，达到人为的限制地下水排放量及排放方向的目的，同时起到加固围岩，改善隧道受力条件，从而保证隧道运营安全。注浆材料可选择普通水泥、超细水泥、TGRM水泥基注浆材料、无收缩多液固堵剂、发泡注浆抢堵剂或化学浆液，提高浆液材料的耐久性。

（2）截、防水措施设计

围岩渗入水进入隧道首先遭遇到初期支护喷射混凝土，虽然没有明确定义，但初喷混凝土的防水作用不容忽视，设计采用湿喷纤维混凝土，除考虑结构受力因素外，高压喷射的混凝土对因围岩变形引起的张开裂缝或原状裂隙均能起到及时封闭的作用，并能保证自身的密实性及与围岩密贴，从而避免初支背后空洞储水给结构带来的不利影响；微纤维的使用可以抑制喷射混凝土的开裂，使得初期支护充分发挥一定防水作用。

防水板作为防排水系统的最重要的环节，不仅能对内衬与围岩渗入水进行隔离，从复合式衬砌改善受力条件考虑，还能起到减少内衬约束，避免内衬受力不均导致开裂，从而降低内称的防水效果，隧道衬砌要求混凝土抗渗等级不小于P8，二次衬砌采用防水混凝土，即拱墙砼掺加防水剂，仰拱砼掺加高效抗裂防水膨胀剂。防水混凝土结构的衬砌厚度不应小于30cm。

隧道防水板选用耐久性能较好的EVA或ECB材质，防水板厚度1.5mm。防水板铺装设计采用无钉铺设。设计采用宽幅防水板，系为减少人工焊接造成的质量问题，同时也为简化工序、加快铺装进度考虑。

隧道自身疏排水措施主要包括土工布、环向盲沟、纵向盲沟及洞内侧沟。围岩渗入水由于防水板的阻隔，通过土工布渗流与环向盲沟汇集到纵向排

水管或洞内侧沟，达到及时疏排渗入水的目的。

另外，对可以明确的地下水通路位于隧道开挖线以内而被截断时，采用在隧道开挖线以外埋设过水能力不小于原通路水量的管材，恢复水流通道，保证地下水通路的畅通。隧道衬砌防水板背后设土工布及环向φ50打孔波纹管盲沟，环向排水盲沟间距按8～10m；在隧道两侧边墙墙脚外侧两道环向盲沟之间设置纵向HDPE160/142双壁打孔波纹管盲沟，环向盲沟与纵向盲沟两端均直接与隧道侧沟连通，必要时便于排水管路的维护。每段纵向盲沟中部设置一处φ50泄水孔连接到隧道侧沟。

纵向管材料的选择主要考虑满足渗水量及维护疏通的需要。

洞内采用双侧水沟，地下水发育隧道可以根据渗水量增设中心排水管。（3）施工缝及变形缝（宽2cm）防排水设计

施工缝及变形缝是隧道防排水的薄弱环节，隧道内主要存在施工缝及沉降缝，施工缝分为环向及纵向两种。

纵向施工缝主要采用刷涂混凝土界面剂的处理措施；素混凝土拱墙段环向施工缝设置中埋波纹排水管及钢板腻子止水带等防水措施；仰拱环向施工缝设置中埋式钢板腻子止水带防水；钢筋混凝土拱墙段环向施工缝设置中埋波纹排水管及橡胶止水带等防水措施。

沉降缝拱墙部位防水采用中埋波纹排水管、橡胶止水带、沥青木丝板塞缝、聚硫密封胶（内侧设置排水槽引排渗入水）等措施；沉降缝仰拱部位采用中埋橡胶止水带、沥青木丝板塞缝并环向设置双层抗剪钢筋的措施，以减小沉降缝两边的不均匀沉降。

3. 隧道防排水施工技术要求

隧道的防排水包含两个方面：一个是施工过程中的止水和排水，一个是结构物的防水与排水。隧道防排水遵循“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，形成完整的防排体系，保证结构和设备的正常使用和行车安全。

3.1 施工的防排水

3.1.1 进洞前防排水处理