铁路客运专线隧道防排水施工

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 铁路客运专线隧道防排水施工 摘 要：针对铁路客运专线隧道 防排水的设计施工现状，介绍了客运专 线隧道的特点以及防排水的施工方法， 同时总结了近年来在该领域中使用越来 越广泛的新技术和新工艺，为今后铁路 客运专线隧道的防排水系统施工提供了 借鉴资料。 中国论文网 /8/view-12921043.htm 关键词：客运专线；隧道；防排 水；施工技术 中图分类号：U453.6 文 I 标识 码：A 文章编号：1671-2064（2017） 06-0114-02 近年来，我国高速铁路客运专线 建设迅速发展，已成为城市之间交通不 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 可或缺的部分。如今高速铁路可以在各 种各样的地形中建设，不仅局限于地势 平坦的地区，也可在地形复杂的山区建 设。铁路隧道在不断发展的过程中，防 排水问题一直没能得到很好的解决，是 困扰设计和施工的一大难题。为此，本 文对当前高速铁路客运专线隧道防排水 施工情况进行了探讨与总结，希望能对 今后类似工程的施工有所帮助。 1 客运专线隧道特点概述 铁路客运专线对线路线型要求较 高，其主要特点有1： （1）空气动力学效应要求的大 断面。客运专线隧道在选线和设计时应 考虑空气动力学效应，应尽量增大隧道 净空面积。单洞双线和单线隧道断面有 效面积一般分别为 100m2 和 70m2。当 车速较小的区段时，隧道断面面积可适 当变小，但仍比普通铁路隧道的断面积 大。 （2）耐久性要求的衬砌结构的变化。 客运专线隧道所处位置水文地质条件一 般较为复杂，围岩受力不明确，列车运 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 行速度快，维修时间有限，故一般采用 整体稳定性较好的复合式衬砌，另外由 于隧道衬砌质量要求高，拆模强度一般 定为 8MPa。 （3）防排水要求高。大量 隧道渗漏水的调研表明：“实际防水效 果不甚理想，具体表现为混凝土平整度 差，防水材料不合格，排水不畅，衬砌 混凝土捣固不密实等，因此客运专线隧 道将防水标准定为：“ 达到规范规定的 一级防水标准，衬砌不允许渗水，表面 无湿渍”。客专隧道应以自防水为主， 以施工缝、变形缝防水为重点，并辅以 注浆加固。 （4）耐久性要求高。客专隧 道所处地段一般地质情况复杂，对混凝 土耐久性、抗冻性等指标要求高。由于 列车运行速度高，对轨道等结构冲击力 也就越大，对结构的可靠性和耐久性的 要求也就越高。 2 客运专线隧道防排水施工 2.1 隧道防排水技术的发展现状 （1）注浆和防排水要求越来越 高，有关规范和标准的规定越来越细， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 检验标准越来越严格。 （2）综合注浆和 防排水方法和理念逐渐被人们接受。 （3）防排水新技术、新材料、新工艺、 新方法不断创新和发展。 （4）防排水和 环境保护的联系越来越密切。 2.2 隧道防排水方法 隧道防排水主要分为施工防排水 和结构防排水。施工防排水主要包括施 工过程中的降水、注浆、冷冻、抽排水、 初期支护径向注浆等；结构防排水主要 包括防水板、排水盲管、二次衬砌防水 混凝土及施工缝、变形缝处理、排水沟 （管） 、防寒泄水洞、二次衬砌背后回 填灌浆等。 2.3 隧道防排水存在的主要问题 2.3.1 隧道施工过程中涌水突泥 日本青函隧道由 3 条隧道组成， 主隧道全长 53.85km，其中海底部分 23.3km，陆上部分本州一侧为 13.55km，北海道一侧为 17km，该隧道 是当前世界上最长的一条铁路隧道。它 通过津轻海峡，把津轻半岛和北海道的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 铁路连接起来，隧道由本州的青森穿过 津轻海峡到北海道的函馆，隧道在海面 下最大埋深 240m，埋深最浅处距海底 100m，其中水深 140m 左右，隧道顶部 岩层平均厚度 100m。青函隧道施工过 程中曾遇到 4 次大的突水、涌泥。 2.3.2 隧道衬砌渗漏水 该现象在高压、富水隧道中比较 常见，主要原因是高水压长期作用，混 凝土不密实或存在裂缝、防水系统和施 工缝、变形缝存在缺陷，排水系统堵塞、 材料老化等。 裂缝和结构厚度的关系为： 如果 h0.1H，为表面裂缝；如果 0.1Hh0.5H，为浅层裂缝；如果 0.5Hh1.0H，为纵深裂缝；如果 h=1.0H，为贯穿裂缝。 2.3.3 隧道防排水体系 铁路隧道防排水应综合采用注浆 堵水、防水层防水、排水盲管排水、防 水混凝土防水、施工缝和变形缝的防水 处理以及中心水沟、侧沟排水系统排水 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 等多种措施，形成完整的防排水体系， 以达到隧道防排水要求。采用复合式衬 砌的隧道可采用全包或半包防水。全包 防水一般用于水量比较丰富的软弱围岩， 半包防水一般用于水压不大的硬岩或中 硬岩地层。 2.3.4 排水盲管施工 环向排水盲管沿纵向设置的间距 应符合设计要求，直径一般为 3050mm，并宜根据洞内渗、漏水的 实际情况，在地下水较大的地段加密设 置；在无渗漏水地段，宜根据设计每隔 510m，在喷混凝土表面安装环向排水 盲管，使隧道在使用期内，因地下水的 迁移变化而产生的渗漏水能顺利排出洞 外。 纵向排水盲管的管径应符合设计 要求，一般为 5080mm，盲管中间不 得有凹陷、扭曲等，以防泥砂淤积堵塞； 纵向排水盲管应按设计规定的排水坡度 安装，当设计无要求时，其坡度不宜小 于 2。横向排水盲管通常采用硬质塑 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 料管，直径一般为 50mm 左右，横向排 水盲管的设置间距宜为 510m，坡度 宜为 2%；埋入墙脚的横向排水管一端 应和纵向排水盲管相连，一端连接侧沟， 铺底混凝土上的横向排水管一端和侧沟 相连，一端和中心水沟（管）相连。 2.4 防水层施工 隧道防水层主要由塑料（橡胶、 橡塑）防水板、涂膜防水层、沥青油毡 防水层等。防水板厚度一般不应小于 1.2mm。无纺布和防水板铺设铺设前， 基面应平整，无空鼓、裂缝、松酥，表 面平整度应符合下式要求，否则应进行 喷射混凝土或抹水泥砂浆找平处理。 D/L1/6 （1） 式（1）中：L基面相邻两凸面 间的距离（L1m） ；D基面相邻两凸 面间凹进去的深度。 无纺布和 防水板应分开铺设，用射钉或膨胀螺栓 将热塑性垫圈和缓冲层平顺地固定在基 面上，固定点间距宜为拱部 0.50.8m、边墙 0.81.0m、底部 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 11.5m，呈梅花形排列，基面凹凸较 大处应增加固定点，使缓冲层与基面密 贴。缓冲层接缝搭接宽度不应小于 5cm。 （1）初期支护表面处理。清理 注浆管表面的不平整物，渗水处采用波 纹管引入侧沟，表面处理应达到平整坚 固无渗水的效果，拐角做成圆弧形，以 增加整体性。表面平整无凹凸感及尖锐 物体，初期支护背后无缝隙，如有孔洞 或者缝隙，及时进行补注浆加固，保证 衬砌的整体稳定性和强度。 （2）防水层 施工。采用复合式防水技术，将用带热 熔垫片的射钉将土工布固定在衬砌上， 使用适当数量的垫圈，以使土工布与初 支密贴为宜，防水层铺设如图 1 所示。 塑料防水板应采用无钉铺设，中 间应热熔焊接在塑料垫圈上，两幅防水 板之间应采用双焊缝焊接搭结，搭接长 度不宜小于 150mm，单条焊缝的宽度 不宜小于 15mm。防水板搭接缝的焊接 质量应按充气法检查（即密封性检查） ， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 将 5 号注射针与压力表相接，然后进行 充气，当压力表达到规定压力（一般为 0.25MPa）时停止充气，保持 10min 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， 应进行补焊。 2.5 施工缝与变形缝的处理 （1）纵向施工缝的处理。首先 清理缝内的杂物，保证施工缝的清洁， 使用界面剂涂刷施工缝，应保证界面剂 有合适的配合比，这样才能确保施工缝 的处理得当。 （2）环向施工缝和变形缝 的处理。用钢筋将中埋式钢边橡胶止水 带固定于模板中间，仰拱与拱墙宜采用 热熔焊接，仰拱处设双层钢筋，开挖前 保护好止水带，谨防破坏。处理好之后 的防排水断面如下图 2 所示。 2.6 衬砌自身防水 衬砌防水等级一般为 P8，选取 配合比时，采用连续级配粗骨料，掺加 防水剂、高效抗裂膨胀剂以减少混凝土 孔隙，灌注混凝土时采用插入式振动器 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 进行振捣，加大振捣次数和频率，保证 混凝土的均匀性，以防开裂，不得过早 拆模暴露混凝土，拆模后及时养护2-3。 2.7 拱顶回填注浆防水 衬砌施工时，对纵向注浆管进行 预留，喷射混凝土后进行养护，当其强 度达到设计强度的 70%后，对衬砌进行 注浆加固，防止渗水。 3 新技术、新工艺在隧道防排水 施工中的应用 针对客运专线隧道防排水施工中 存在的问题，一些新技术、新工艺的应 用已经日益广泛，并取得了较好的效果 4-5。 3.1 全断面光面爆破技术 传统意义的光面爆破技术是指将 隧道墙部和拱部的开挖按光面爆破进行 设计，并使爆破后周边的炮眼痕迹率达 到一定要求，但对其他部位的开挖并不 按此进行设计，致使爆破后出现超挖或 者欠挖的情况，对此进行处理将造成一 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 大笔费用，再者出现此类问题也给列车 的安全运行埋下了一丝阴影。行车时底 板将承受很大的冲击力，当隧道底部填 挖方以及地基处理未达到设计要求时， 其承载力、强度和稳定性将不足以抵抗 列车运行时传来的冲击力，列车对隧道 底的冲击力会导致应力集中现象，从而 可能导致底板的破坏。为了解决这一问 题，全断面光面爆破技术的概念得以诞 生，即对隧道需要开挖的每个部位都按 光面爆破的要求进行设计。近年来，全 断面光面爆破技术在客运专线隧道施工 中得到了越来越广泛的应用，并在使用 过程中取得完善和改进。 3.2 全过程防排水施工技术 传统的客运专线隧道防排水施工 通常是指防水板、止水带的安装和衬砌 防渗混凝土等的施工，但实际防水效果 并不甚理想，究其原因，一部分是因为 施工不当导致的，除此之外更重要的是 由于过去只强调衬砌阶段的防排水施工， 并未重视隧道施工全过程的防排水，这 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 样导致在隧道施工的某些阶段防排水效 果并不理想，甚至出现大量的渗漏水现 象。有一些观点认为防渗衬砌混凝土可 以代替防水板的防排水功能，甚至认为 可以取消防水板，认为防渗混凝土可以 在施工全过程中把水分百分之百的挡在 外侧，这其实是一种不正确的观点，是 一种静止的观点。混凝土的抗渗强度是 随养护时间的推移而增长的，在混凝土 终凝前其实是没有抗渗强度的，需要养 护满 56 天以后才能达到其设计抗渗强 度。在混凝土养护达到 56 天之前如果 没有防水板提供一个相对无水的环境， 在水的渗透压力作用下，就会在混凝土 内部形成许多细小的渗水通道，而这些 通道即使在 56 天以后也不会封堵，这 样就会形成永久的渗漏点，给隧道的防 排水造成巨大的困难，对隧道以后的正 常使用产生影响。 铁路客运专线隧道正洞和衬砌防 水等级均应达到国家标准规定的一级防 水标准，衬砌结构不允许有任何渗水， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 13 表面无湿渍。为了满足新标准的要求， 全过程防排水施工技术的概念也应运而 生，所谓全过程防排水施工，就是在隧 道施工的各阶段都做好防排水施工。根 据隧道所处位置的水文地质情况，在隧 道开挖