1、高速铁路隧道衬砌防排水技术摘要：铁路隧道的防排水工程对隧道使用寿命、正常运营和安全起着举足轻重的作用，隧道防排水一般遵循“防、截、排、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则，达到防水可靠，经济合理，不留后患的目的，并对地表水、地下水作妥善处理，洞内外形成一个完整的防排水系统，同时衬砌结构无渗水，表面无湿渍。本文即详细阐述了高速铁路隧道衬砌防排水的施工技术要点。 关键词：高速铁路；隧道衬砌；防排水；防水层；施工缝 中图分类号：U238 文献标识码：A 一、我国铁路隧道防排水现状 我国铁路隧道起步较早，20 世纪 80 年代以前，铁路隧道施工主要采用传统矿山法施工，整体式衬砌，由于没有采取完善的防水
2、设施，造成隧道建成后有三分之一左右的隧道出现漏水病害。 80 年代后我国隧道施工开始采用新奥法施工，使隧道的渗漏情况有了一定的改善。随着我国修建大量的长大隧道，对隧道的防排水有了新的要求。目前铁路隧道设计中由过去“以排为主”转变为“防、排、截、堵相结合，因地制宜综合”的原则。采用防排水设施措施有：由环向排水管、纵向排水管和隧道两侧的排水沟或中央水沟组成完善的排水系统；在复合式衬砌之间设置防水卷材加土工布构成防水板。这些材料多为工程性能好的高分子材料，这都极大地改善了铁路隧道的渗漏状况。 高速铁路隧道衬砌防排水技术的应用 （一）洞内的防排水设计和施工 高速铁路隧道防排水设计，采用“防、排、堵、截
3、结合，因地制宜，综合治理”的原则；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、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。 1、防水 就是防止地下水渗入衬砌。包括喷射混凝土防渗、塑料防水板、施工缝防水、防水混凝土自身防水等。 （1）喷射混凝土 喷射混凝土作为防水层是被国际隧协（ITA）所提倡的，国际隧协工作组对喷射混凝土作为防水层作了大量研究指出，喷射混凝土作为防水层与防水板同样重要。 （2）塑料防水层 塑
4、料防水板是隧道防水的核心，是隧道防水的重要措施。防水层不仅起到防水作用，而且还对初期支护和二次衬砌起到隔离作用。因防水层的施作，应在初期支护变形基本稳定和二次衬砌灌注之前进行。 防水层通常是由缓冲垫层与防水板两部分组成。塑料防水板厚度应不小于 1.5mm，选择耐刺穿性好、柔性好、耐久性好的材料；其规格、材质防水板应符合设计要求及 GB18173.1-2000 标准，缓冲垫层材料通常采用无纺土工布，其材料应按设计要求选用，一般采用射钉固定。固定点间距：一般拱部 0.50.8m，边墙 0.81.0m，底部 11.5m，呈梅花形排列，并左右上下成行固定。在凸凹较大的基面上，在断面变化处增加固定点，保
5、证其与混凝土表面密贴。 防水板铺设应超前二次衬砌施工 12 个衬砌段长度，并形成初期支护表面验收段防水板铺挂段防水板质量检验段二次衬砌施工段的流水作业面。 防水板铺设应采用无钉铺设工艺，宜采用从拱部向边墙环状铺设，松紧应适度并留有余量（实铺长度与弧长的比值为 10：8） ，检查时要保证防水板全部面积均能抵到围岩。用带热塑性圆垫圈的射钉将土工布平整顺直地固定在基层上，土工布搭接宽度 50mm，可用热风焊枪点焊，每幅防水板布置适当排数垫圈，每排垫圈距防水板边缘 40cm 左右，垫圈间距：侧壁 80cm，23 个垫圈/m2，顶部 40cm，34 个垫圈/m2。两幅防水板的搭接宽度符合设计要求并不应小
6、于 100mm。环向铺设时，先拱后墙，下部防水板应压住上部防水板。防水板之间的搭接缝应采用双焊缝、调温、调速热楔式功能的自动爬行式热合机热熔焊接。 （二）洞外防排水措施 1、在隧道进洞前对隧道影响范围内的地表水进行了解，分析补给方式、来源情况，做好地表防排水工作； 2、对通过隧道洞顶且底部岩层裂缝较多的沟谷，用浆砌片石铺砌沟底，同时用水泥砂浆抹面； 3、开沟疏导隧道附近封闭的积水洼地，达到无积水的要求； 4、在隧道洞口上方按设计要求做好天沟，并用浆砌片石砌筑，将地表水排到隧道穿过的地表外侧，防止地表水的下渗和对洞口仰坡冲刷，并与路基边沟顺接成排水系统； 5、洞顶开挖的仰坡、边坡坡面用喷射混凝土
7、将其封闭，并对洞口上方及两侧挂网喷浆； 6、在洞顶设置高压水池时，施做防渗防溢设施，且水池设在远离隧道轴线处。 （三）施工缝防排水措施 混凝土施工缝是衬砌防水混凝土间隙灌注施工造成的，对于施工缝的防排水处理，在复合式衬砌中，采用中埋式橡胶止水带及外贴式橡胶止水带，纵向施工缝采用中埋式橡胶止水带及混凝土界面剂进行防水处理。 在浇筑二次衬砌混凝土前，将上层混凝土刷毛，或在衬砌混凝土浇筑完后 4h-12h 内，用高压水将混凝土表面冲洗干净，并检查止水带接头是否完好，止水带在混凝土浇筑过程中是否刺破，止水带是否发生偏移，如发现有割伤、破裂、接头松动及偏移现象，应及时修补和处理，以保证止水带防水功能。
8、检查有止水带是否发生偏移，止水带接头宽度是否符合要求，止水带是否割伤破裂，止水带是否有卡环固定并伸入两端混凝土内等项目，做好详细检查记录，如存在问题时，应立即进行修补。 （四）沉降缝防排水措施 隧道沉降缝设置中埋式钢边橡胶止水带、外贴式橡胶止水带及嵌缝材料进行防水。止水带的长度应根据施工需要事先向生产厂家定制，尽量避免接头。如确需接头，应采取搭接、复合连接、对接形式。沿衬砌轴线每隔 0.5-1.0m 钻一 12 的钢筋孔。将制成的钢筋卡穿过挡头模板，内侧卡紧止水带一半，另一半止水带平靠在挡头板上，待混凝土凝固后拆除挡头板，将止水带拉直，然后弯钢筋卡紧止水带。 （五）衬砌混凝土防排水措施 混凝土
9、自防水对隧道防排水是很重要的，是隧道衬砌防排水的最后一道防线。必须进行混凝土自防水性能的检测，混凝土的抗渗要求不低于 P8。混凝土施工前，必须在试验室进行配合比设计、调整，经充分讨论、检测了混凝土的抗渗要求能达到验收标准的规定，方可进行混凝土施工。现场施工必须按照混凝土作业指导书进行，提高混凝土的抗渗性，对隧道防水起到本身的作用。在浇筑砼过程中，应保护好防水板，必要时在混凝土输送泵出口处设置防护板，防止混凝土直接冲击防水板。 高速铁路隧道结构渗漏水的防治措施 高速铁路隧道普遍存在渗漏水现象，20 世纪 60 年代以前修建的隧道大多未作防水处理，渗漏水问题突出。近年来一些新建的隧道，也存在较严重
10、的渗漏水。 （一）衬砌支护喷射砼渗漏治理 对喷射砼的渗水地段进行渗漏治理，首先要弄清楚地下水的状况，便于针对不同的情况采取合适有效的治水措施。其防治技术要点如下： 1、软弱围岩地段的渗水 该地段的渗水需在喷砼施工前，对其进行压缩空气的吹扫，同时减少砼的掺水量，加入速凝剂以保持砼的质量。喷射时应依据由远及近的顺序，之后逐渐合拢喷射。 2、裂缝水 若裂缝水的渗水面积过大，则应先找到水源，然后进行开槽引水。 （二）拱部渗漏整治 1、拱部单点漏水 拱部单点漏水的方式依据渗漏量的大小主要有三种，即射流、股流和线流。拱部的渗漏要根据渗漏情况，选择采用凿槽埋管直接引排还是采用直接堵塞法。 2、缝漏 缝漏也是
11、拱部渗漏的主要形式，缝漏的防治主要有以下要点： 缝宽3mm 并且渗水量中等的渗水缝，采用沿渗水缝衬砌的方式，再在内部进行注浆，最后在注浆后集中的出水点位置进行凿槽引排的措施。 对于渗水量较小的滴水缝，则可采用在缝周围凿槽的方式，最后将渗水点封堵。 3、嵌缝堵漏施工工艺 对于出现射流、股水且缝宽3mm 的渗水缝，需采用凿槽引水。嵌缝堵漏技术是防治拱部渗漏的有效措施，其施工要点为： 沿渗漏水裂缝凿槽，槽宽控制在 1520mm，槽深控制在4050mm。槽壁要保持平整，并用高压水冲洗干净槽内的杂质。 向凿出的槽内嵌入复合膨胀胶条，胶条要嵌入密实。 紧贴边墙进行凿槽埋管，目的是将水引到洞内的侧沟里。 4、衬砌纵向长段宽裂缝渗漏治理 隧道因偏压或膨胀岩地段，因膨胀作用，隧道基础软弱、衬砌过长、仰拱封闭不及时引起不均匀下沉而拉裂，裂缝宽约为 0.30.8mm 之间，对次长宽缝，可压注改性环氧树脂浆液进行补强，再对裂缝进行凿槽，用水泥砂浆封堵。 参考文献 1岑维嘉.隧道复合衬砌防排水的设计与施工J.科技咨询导报，2007.21. 2王新奇.浅谈隧道防排水施工J.中国西部科技(学术)，2007.5. 3全国印.铁路隧道施工防排水措施J.黑龙江科技信息，2009.9.
