竹山坡隧道防排水专项施工方案

目录

1.编制依据 (1)

2.工程概况 (1)

2.1 工程地质 (1)

2.2水文地质 (1)

3.防排水设计 (3)

3.1暗洞防排水设计 (3)

3.2明洞防排水设计 (5)

3.3洞口排水 (6)

4.防排水施工工艺及工法 (8)

4.1洞内排水方案 (8)

4.1.1抽水形式选择 (8)

4.2系统盲管施工 (9)

4.3防水层施工 (9)

4.4施工缝、变形缝施工 (13)

4.4.1处理措施 (13)

4.4.2止水带及止水条的施工 (14)

5.注浆堵水设计 (18)

6.回填注浆设计 (19)

6.1一般规定 (19)

6.2材料及施工工艺 (19)

7.设备机具配置 (20)

8.排水施工管理 (21)

9.质量保证措施 (22)

9.1组织保证 (22)

9.2技术保证 (22)

9.2.1质量控制标准 (22)

9.2.2 质量保证实施 (23)

10.安全及环保措施 (24)

10.1 安全生产组织机构 (24)

10.2 安全技术要求 (24)

10.3 环境保护措施 (25)

新建张家界经吉首至怀化铁路ZJHZQ-7标隧道工程工程防排水专项施工方案

隧道工程防排水工程专项施工方案

1.编制依据

（1）《铁路隧道设计规范》（TB10003-2016）

（2）《高速铁路设计规范》（TB10621-2014）

（3）《铁路隧道防排水施工技术指南》（TZ331-2009）

（4）《高速铁路隧道工程施工技术规程》（Q/CR9604-2015）

（5）《铁路给排水施工质量验收标准》（TB10422-2011） （6）《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）

（7）《新建铁路张家界经吉首至怀化铁路隧道参考图》及其他有关设计文件、施工图、实施性施工组织设计、招投标文件等。

（8）现场调查资料，我公司建设同类工程的施工经验、科技成果及用于本合同段施工队伍的施工设备和技术力量情况等。

2.工程概况

2.1 工程地质

(1)地层岩性

沿线岀露地层较多，从震旦系至第四系均有岀露。广泛分布元古界浅变质砂岩、板岩、震旦系含砾砂岩、白云岩、寒武系下统炭质页岩、页岩、薄层灰岩夹页岩及中上统灰岩、泥质灰岩、白云岩。

(2)地质构造

项目区地处湖南省西北部，为华夏系、新华夏系构造一级隆起带的南西段，主要包括雪峰山、武陵山两个次级隆起带和沅麻盆地、大庸盆地两个次级沉降带的部分和全部，主要构造线呈北北东至北东向展布，由一系列褶皱和断裂带组成。

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本标段线路走向为北东至南西，与区域北东向、北北东向构造大致平行，主要受武陵山隆起带影响，褶皱发育，断裂构造主要为张家界—古丈—吉首断裂带，由川岩坪——青鱼潭逆断层、贺喜坪——长官砦逆断层、古丈压性断裂、石家寨——铜钱坡压扭性断裂等一系列压性、压扭性断层构成，线路沿该构造带展布，受构造影响较大。

(3)不良地质

不良地质主要为岩溶、采空区、危岩落石、堆积体、滑坡、顺层、页岩气、高地应力、塌岸，特殊岩土主要为软土、松软土。

2.2水文地质

沿线地下水类型可划分为松散岩类孔隙水、红层裂隙—溶洞水、基岩裂隙水及碳酸盐岩类岩溶水。

松散岩类孔隙水主要赋存于沿线河流及其河漫滩、沿岸阶地以及山间谷地砂、卵砾石地层中，潜水，局部略具承压性，大气降水补给为主，水量中等，以向河流径流排泄为主；红层裂隙—溶洞水主要分布于红层与下伏可溶岩地层不整合接触带附近，分布于吉首、凤凰至怀化一带，主要以溶洞水、裂隙水的形式存在，水量随季节变化较大；基岩裂隙水主要赋存于基岩风化裂隙以及构造裂隙中，本段构造发育，在断层带附近水量较为丰富，大气降水补给，向最近侵蚀基准面径流排泄；碳酸盐岩类岩溶水主要分布于沿线可溶岩区，水量丰富，受大气降水、第四系孔隙潜水垂向补给及基岩裂隙、岩溶管道水侧向补给为主，向当地侵蚀基准面径流排泄，局部发育大型岩溶暗河，吉首岩溶发育区北部管网区发育的毛坪暗河、马颈坳暗河，鸭宝洞——樱桃坳暗河管网区发育的奇梁洞暗河。

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3.防排水设计 （1）隧道防排水遵循“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，达到防水可靠、排水畅通；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，以及排水沟排水能力限制需要限量排放时，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、防水可靠的、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，应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。

（2）隧道防水等级必须达到国家标准《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）规定的一级防水等级标准，衬砌结构不允许渗水，表面无湿渍。

3.1暗洞防排水设计

（1）防水措施设计

1）隧道二次衬砌采用防水混凝土，防水混凝土结构的衬砌厚度不小于30cm ，裂缝宽度不得大于0.2mm,其抗渗等级不低于P10。

2）隧道初期支护与二次衬砌间拱墙部位铺设“EVA 防水板+土工布”作为防水层。防水板厚度不小于1.5mm ，土工布重量不小于400g/m2。

(2)防排水措施设计

1）隧道内排水采用双侧侧沟加中心矩形沟的方式，隧道中部纵向设置检查井，纵向每30m 设置一处；桥隧相邻时，侧沟和中心沟在相连处设置沟槽过渡。

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2）隧道拱墙、仰拱衬砌环向施工缝根据地下水发育情况设“背贴式橡胶止水带+中埋式橡胶止水带和预埋PVC 注浆花管”防水；边墙衬砌纵向施工缝设“钢板止水带+背贴式橡胶止水带”防水。

3）隧道伸缩缝防水原则与沉降变形缝一致。

4）隧道衬砌防水板背后设置环向排水板结合施工缝布置。在隧道两侧边墙墙角外侧纵向设置HDPE107/93双壁打孔波纹管，每10m 一段，地下水发育段加密设置；纵向排水管两端直接与隧道侧沟连通，便于管路维护。隧底仰拱初支与二次衬砌间设置一段环向φ50单壁打孔波纹管（外包土工布），10m 设置一处，纵向设置φ50单壁打孔波纹管（外包土工布），与环向排水管联通。

5）隧道伸缩缝防水原则与沉降变形缝一致。

见图1。

图1 防排水立体图

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6）电缆槽底部PVC 泄水孔直径φ20mm ，纵向间距3-5m 。隧道侧沟与中心水沟以φ100mmPVC 横向导水管连接，横向导水管纵向间距30m 。

7）无砟轨道与沟槽侧壁间的双侧踏步下设2m φ100mmPVC 纵向排水管，踏步纵向间距约25m ，同时纵向相邻两踏步间设置φ100mm 半圆型排水槽与踏步下设PVC 排水管联通。踏步下φ100mmPVC 排水管及连接PVC 管的φ100mm 半圆型排水槽，纵向每隔10m 向下埋设φ50mm 竖向PVC 管，与φ50mmPVC 横向导水管采用三通管连接，以使道床上部水体通过横向导水管排入中心水沟。

3.2明洞防排水设计

（1）明洞防水措施设计

1）明洞拱墙衬砌防水层由内到外依次为：2mm 厚水泥基渗透结晶防水涂料，1～2cm 厚M10水泥砂浆找平层，防水板，3cm 厚M10水泥砂浆保护层。明洞拱墙环向施工缝采用“中埋式橡胶止水带、背贴式橡胶止水带、预埋注浆管”防水；仰拱环向施工缝设置中埋式橡胶止水带、背贴式橡胶止水带；纵向施工缝设置中埋式钢板止水带、背贴式橡胶止水带。水沟环向施工缝采用遇水膨胀止水条防水。变形缝处设置中埋式止水带+背贴式橡胶止水带+填缝料+密封胶+接水盒等防水措施。

（2）明洞排水措施设计

2）设置深埋中心水沟地段

采用墙顶开挖方式时，明洞衬砌拱脚脚背后设置纵向坡度不小于2‰的纵向HDPE107/93双壁打孔波纹管，边墙衬砌背后每隔4m 设置竖向HDPE80单壁打孔波纹管，衬砌外汇水通过竖向排水管和与之相接的纵向排水管，有泄水管、边墙角背后纵向排水管与竖向排水管引入洞内侧沟。

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竖、纵向排水管可通过埋设横向φ100mmPVC 导水管直接排至深埋中心水沟，横向导水管间距8-10m 。采用墙底开挖方式时，在明洞衬砌拱脚脚背后设置纵向坡度不小于2‰的纵向HDPE107/93双壁打孔波纹管，墙底设泄水管可直接排至深埋中心水沟。明洞顶部应设置必要的截、排水系统。

3.3洞口排水

隧道洞口排水系统设计遵循截、排水相结合的原则，一是保证洞内水顺畅排出，二是避免洞外水冲刷隧道洞门及边仰坡。

（1）洞口外为路基工程时

1）隧道出洞为下坡时，洞口内2m 设置一处洞内检查井，洞口外2m 设置洞口检查井，在地势较低一侧路基平台处设置洞外检查井，汇集深埋中心水沟的水后通过洞外直埋管及洞外检查井引排至出水口排出。在地势较高一侧路基平台处设置一处沉淀池。在隧道洞口两侧边仰坡各设置一处积水井，积水井通过φ400mmPVC 排水管与同侧的沉淀池或洞外检查井相连。沉淀池通过φ400mmPVC 管引排至同侧路基侧沟。隧道出洞为上坡时，应在隧道洞口两侧仰边坡平台处各设置一处积水井，两侧路基平台各设置一处沉淀池，积水井通过φ400mmPVC 排水管与同侧的沉淀池相连，在沉淀池中经过沉淀后通过φ400mmPVC 排水管引排至同侧路基侧沟，路基侧沟应作成与线路纵坡相反的纵坡，坡度不小于2‰.

2）隧道洞口岩质地层边、仰坡开挖边缘线5-10m 设天沟，土质地层边、仰坡开挖边缘线10m 外设天沟。其坡度根据地形设置，但不应小于3‰，以免淤积。截水天沟与外部土体洞口空隙需采用粘土填充、夯实，并填出向沟内不小于2%的流水坡。当天沟的纵坡较陡时，应按要求设置

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基座、急流槽、消能池等。天沟应接入路基天沟或线路两侧既有自然沟

渠，排水严禁天沟断头、漫流或直冲铁路工程。 3）当隧道洞口或洞身浅埋地段地表有洼地、自然沟渠等可能汇集地表水的不良地形地貌时，应根据地表汇水量调查情况，对洼地、自然沟采用必要措施进行截排、引流地表水、避免地表水的汇集。

4）洞门结构回填面以下防水措施同明洞；先施作2mm 厚水泥基渗透结晶防水涂料，然后用1～2cm 厚M10水泥砂浆找平，铺挂防水板，最后用M10水泥砂浆做3cm 厚保护层。

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4.防排水施工工艺及工法

图2 隧道结构防排水施工工艺流程图

4.1洞内排水方案

4.1.1抽水形式选择

（1）洞内设置中心水沟及侧沟。根据设计要求，在隧道两侧预留40cm 深×20cm 宽临时排水沟施工，采用自然排水的方式汇集排至洞口地面沉淀系统，达标后集排放至附近河流。

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（2）深埋中心水沟排水坡度一般应与线路坡度一致，但不得小于

3‰。

4.2系统盲管施工

（1）环向排水盲管施作方法 隧道衬砌防水板背后环向设置φ50打孔波纹管，环向打孔波纹管间距8m,在泄水孔标高处直接与隧道排水侧沟相连通。

（2）纵向排水盲管施作方法

1）在隧道两侧边墙墙角外侧防水板底端设置纵向HDPE107/93双壁打孔波纹管两道，每10m 一段；环、纵向排水管两端均直接与隧道侧沟连接，以便必要时进行维护。

2）按规定划线，以使打孔波纹管位置准确合理，打孔波纹管安设的坡度与线路坡度一致。沿线钻孔，定位孔间距在30cm ～50cm 。

3）将膨胀锚栓打入定位孔或用锚固剂将钢筋头预埋在定位孔中，固定钉安在打孔波纹管的两侧。

4）用无纺布包住打孔波纹管，用扎丝捆好；用卡子卡住打孔波纹管，然后固定在膨胀螺栓上。

5）在排水管上方约40～50cm 处，用铆钉锚住防水层，以下防水层包裹排水管，包裹的范围为排水管圆心角45度，防水层在外侧，使排水管紧靠喷混凝土面，包裹排水管的防水层末端平置并用铆钉加压条铆于仰拱面上，排水管与防水层空隙用透水体填充。

4.3防水层施工

（1）防水板加土工布施工

防水板加土工布铺设示意图如图3。

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图3 防水板加土工布铺设示意图

1）基面应平整牢靠、清洁干燥，无尖锐物，不得有铁管、钢筋、铁丝等突出物存在，否则从根部割除，并在割除部位用水泥砂浆覆盖处理。特别是喷射混凝土表面经常出现较大的石子等硬物，应当凿除干净或用1:2.5的水泥砂浆覆盖处理，避免浇筑混凝土时刺破防水板。表层平整度应符合下列要求：

D/L ≤1/10

D ：初期支护基面相临两凸面间凹进去的深度；

L ：初期支护基层相临两凸面间的距离（L ≤1m ）

2）防水板与土工布分开，应先在初期支护上吊挂土工布，再利用土工布上设置的粘结点把防水板固定在土工布上。

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3）防水板应在初期支护变形基本稳定并验收合格后进行铺设。

4）防水板固定时应注意合理地确定其松弛程度，并留出一定的富裕量，不得拉得过紧或出现大的鼓包，铺设好的防水板应与基面凹凸起伏一致，保持自然、平整、圆顺，以免影响二衬灌注混凝土的尺寸或使防水板脱离圆垫片。

5）防水板采用热熔法手工焊接在塑料圆垫片上，焊接应牢固可靠，避免浇筑和振捣混凝土时防水板脱落。

6）防水板之间接缝采用双焊缝进行热熔焊接，搭接宽度不小于15cm 。焊接前应先取小样进行试验，以确定最佳的焊接温度和走行速度。焊接完毕后焊缝焊迹应透明、无杂质、无气泡。焊缝间空隙采用充气法进行测验，将5号注射针与压力表相接，然后进行充气，当压力表到达规定压力（一般为0.25MPa ）时停止充气，保持10分钟以上，若压力下降在10%以内，说明焊缝合格。如压力下降过快，说明焊缝不严。应查出漏气部位并对漏气部位进行全面的手工补焊，知道不漏气为止。

7）防水板铺设完毕后应对其表面进行全面的检查，发现破损部位及时进行补焊，补丁应剪成圆角，不得有三角形或四边形等尖角存在，补丁边缘距破损边缘的距离不得小于7cm ，补丁应满焊不得有翘边空鼓部位，补丁应进行漏气检测。

8）防水板宜从上向下环向铺设，下部防水板必须压住上部防水板，铺设松紧适当并留有余量，实铺长度与初期支护基面弧长的比值为10:8，确保混凝土浇筑后防水板表面与初期支护密切。

9）其余要求应符合现行的规范、规程要求。防水板铺设示意图见图4。

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图4 防水板铺设示意图

（3）土工布技术指标表

表1土工布技术指标表 项目

项目 技术指标 备注 1

单位面积质量偏差（％） -5 2

厚度（mm ） ≥3 3

幅宽偏差（％） -0.5 4

断裂强力（kN/m ） ≥15 纵横向MD/CD 5

断裂伸长率（％） ≥60 6

CBR 顶破强力(Kn) ≥2.9 7

等效孔径090（095）（mm ） ≥0.148 8

垂直渗透系数（cm/s ） K ×（10-1-10-3），K=1.0-9.9 9 撕破强力（kN ） ≥0.42 纵横向MD/CD

表2防水板性能指标表

序号

项目 性能指标 1

材质（原材料不得使用再生料） EVA

2

规格尺寸 （不允许出现负值） 厚度( mm)，极限偏差为-5％ ≥1.5 幅度( mm)，极限偏差为-1％ ≥2 长度（m ） ＞20 3 拉伸性能 断裂拉伸强度（Mpa ） ≥18

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4.4施工缝、变形缝施工

4.4.1处理措施

（1）施工缝处理

1）环向施工缝：隧道拱墙衬砌环向施工缝设“背贴式橡胶止水带+中埋式橡胶止水带”防水；仰拱衬砌环向施工缝设“中埋式橡胶止水带+遇水膨胀止水条”防水；设置保温中心水沟地段，仰拱衬砌环向施工缝上部仰拱填充内设置一道φ100打孔PVC 管与中心水沟相连，PVC 横向排水坡度不小于2%。水沟环向施工缝采用遇水膨胀止水条。

2）纵向施工缝：边墙衬砌纵向施工缝设“中埋式橡胶止水带+遇水膨胀止水条”防水。

（2）沉降变形缝处理

拱墙沉降变形缝设“背贴式橡胶止水带+中埋式钢板止水带+遇水膨胀止水条”防水，仰拱沉降变形缝设“中埋式钢板止水带+上下两道遇水膨胀止水条”防水，变形缝辅以嵌缝。设置保温中心水沟地段，仰拱衬

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砌沉降变形缝上部仰拱填充内设置一道φ100打孔PVC 管与中心沟相连，

PVC 横向排水坡度不小于2%。

（3）温度伸缩缝处理 拱墙伸缩缝设“背贴式橡胶止水带+中埋式钢板止水带+遇水膨胀止水条”防水，仰拱伸缩缝设“中埋式钢板止水带+上下两道遇水膨胀止水条”防水，伸缩缝辅以嵌缝。设置保温中心水沟地段，仰拱衬砌温度伸缩缝上部仰拱填充内设置一道φ100打孔PVC 管与中心沟相连，PVC 横向排水坡度不小于2%。

4.4.2止水带及止水条的施工

（1）橡胶止水带

橡胶止水带材料采用天然橡胶及镀锌钢板，其物理力学性能表，见表3。

中埋式止水带施工要求：1）中埋式止水带埋设位置应准确，牢固可靠，其中间空心圆环应与缝的中心线重合；2）中埋式止水带应妥善固定，宜采用专用的钢筋套或扁钢固定；3）中埋式止水带先施工一侧混凝土时，其端模应支撑牢固，严防漏浆。4）中埋式止水带在转弯处宜采用直角专用配件，并应作成圆弧形，转角半径不小于200mm 。

背贴式橡胶止水带施工要求：1）背贴式橡胶止水带应定位准确，其纵向轴线与施工缝应对齐；2）背贴式橡胶止水带与防水板之间采用不透水焊接，将止水带两边焊接在防水板上；3）背贴式橡胶止水带采用搭接或对接方式，连接后接头强度不小于原材料的强度；4）当背贴式止水带位于折线转角处，转角部位采用同源的转角专用配件。止水带示意图见图5。

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图5 止水带示意图

（2）遇水膨胀止水条

遇水膨胀止水条物理力学性能，见表4.

遇水膨胀止水条施工要求：1）施工前，必须对止水条的宽度，厚度进行检查，确保其符合设计及标准要求；2）止水条安放前，必须对预留槽进行清理，清洗干净，排除杂物；3）止水条必须安装在预留槽内，安装时先在槽内涂抹一层氯丁胶粘剂，使其粘结牢固，并用水泥钉固定，水泥钉的间距不宜大于60cm ；4）止水条安装应尽量安排在浇筑前3-5h ，如有困难提前安装应采取缓膨措施，但最长时间不得超过24h ；5）止水条安装时应顺槽拉紧嵌入，确保止水条与槽底密贴，不得有空隙；6）止水条接头处应重叠搭接后再粘贴固定，沿施工缝形成闭合回路，其间不得留断点。遇水膨胀止水条示意图见图6。

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图6遇水膨胀止水条示意图

表3遇水膨胀止水条主要技术指标表 序号

项目 性能指标 1

硬度（邵尔A ）（度） 42±7 2

拉伸强度（MPa ） ≥3.5 3

拉断伸长率（%） ≥450 4

体积膨胀倍率（%） ≥200 5

反复浸水实验 拉伸强度（MPa ） ≥3 拉断伸长率（%） ≥350 体积膨胀倍率（%） ≥200 6

低温弯折（-20℃×2h ） 无裂纹 7 防霉等级 ≥2级

表4橡胶止水带物理力学性能表 序号

项目 性能指标 B 型 S 型 1

硬度（邵尔A ）（度） 60±5 60±5 2

拉伸强度（MPa ） ≥15 ≥12 3

拉断伸长率（%） ≥450 ≥450 4

压缩永久变形（%） 70℃×24 h, 25% ≤30 ≤30 5

23℃×168 h,25% ≤20 ≤20 6

撕裂强度（kN/m ） ≥30 ≥30 7 脆性温度（℃）

≤-45 ≤-45

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表5双组份聚硫密封膏技术指标

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5.注浆堵水设计

（1）主要针对地下水发育，地下水无控制排放影响生态环境情况，采用开挖前预注浆或开挖后围岩注浆等措施对地下水进行堵截，在隧道开挖线外一定范围内截断地下水与隧道见的水流通路，达到限制地下水排放量的目的。

根据综合超前地址预测预报成果判定：

1）隧道洞口500m 范围暗挖段拱墙采用径向注浆填充围岩裂隙、封堵地下水，达到不渗水状态，以防止冻害发生。

2）在水量丰富、导水性好的断层破碎带等地段围岩自稳能力较差，施工中可能产生突水、突泥，可采取超前预注浆措施。

3）在一般地段裂隙水较发育、围岩涌水量超过允许排放量、施工中围岩可自稳时，宜采用开挖后围岩径向注浆等措施。

4）对围岩自稳能力较好，局部面状淋水或局部渗流，渗水量超过允许排放量等情况，宜采用上述注浆方式进行局部注浆。注浆材料可选择普通水泥、超细水泥、无收缩多液固堵剂等，提高浆液材料的耐久性。

（2）注浆堵水施工

1）注浆材料为水泥浆液，水泥选用425号普通硅酸盐水泥，水泥浆水灰比=0.8～1:1。注浆压力按1～1.5Mpa 。

2）注浆范围为开挖轮廓线外3m ，注浆孔按浆液扩散半径2m 设计，注浆孔按梅花形布置，孔口环向间距约200cm ，孔底环向间距280cm ，纵向间距200cm 。