第一篇：新建大準至朔黃鐵路聯(lián)絡(luò)線工程柳條山隧道防排水設(shè)計施工技術(shù)要點

柳條山隧道防排水 設(shè)計施工技術(shù)要點

（王京龍）

摘要：新建大準至朔黃鐵路聯(lián)絡(luò)線工程柳條山隧道全長2315m，隧道防排水成為隧道關(guān)鍵施工工序之一，隧道防排水應(yīng)按照“防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則，采取切實可靠地施工措施達到防水可靠、排水通暢、經(jīng)濟合理的原則，在施工過程中通過提高隧道光面爆破質(zhì)量、提高初期支護質(zhì)量以及防水板、止水帶施工的注意事項等關(guān)鍵工序要點論述，解決防排水施工過程中的一些難題，對隧道防排水施工具有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：柳條山隧道防排水 施工 要點

1工程概述

1.1隧道概況

1.2地質(zhì)巖性柳條山隧道進口位于山西朔州地區(qū)平魯縣東平太村對面山坡，黃土覆蓋層較厚，左右側(cè)發(fā)育有沖溝；出口為黃土緩坡。屬中山區(qū)，地勢起伏較大，溝谷較多，地形較陡峻，植被稀疏，隧道全長2315m，為雙線隧道，隧道最大埋深約72m。

工點內(nèi)地層為第四系上更新統(tǒng)洪、風(fēng)積黃土；下伏基巖為石炭系中統(tǒng)砂巖夾泥巖及石炭系中統(tǒng)灰?guī)r石。1.3地質(zhì)構(gòu)造

場地地表為第四系上更新統(tǒng)砂質(zhì)黃土，下

伏石炭系砂巖夾泥巖及石炭系中統(tǒng)灰?guī)r。無影響工程的大的地質(zhì)構(gòu)造。1.4水文地質(zhì)特征

隧道地下水埋深大，隧道洞身巖體節(jié)理裂隙發(fā)育且風(fēng)化不均，雨季地表水下滲易軟化圍巖，應(yīng)加強支護，局部水量較大，雨季施工時應(yīng)注意排水。隧道復(fù)合式襯砌防排水設(shè)計

根據(jù)隧道特點，提出“防、排、截、堵結(jié)合、因地制宜、綜合治理”的原則，把防排放到同等重要的位置。防水原則是指工程結(jié)構(gòu)本身或附加防水層等防水措施使工程具有防止巖層中水分滲入的能力。排水是指圍護結(jié)構(gòu)將滲透水引向排水溝，再利用機械或自然排出。2.1防水系統(tǒng)

采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，復(fù)合式襯砌有內(nèi)外3層防線：錨噴支護、防水層、二次襯砌混凝土。2.2排水系統(tǒng)

為確保隧道在無滲漏水情況下運營，在防水層和二襯之間采用采用PVC管，隧道環(huán)向

盲溝采用φ50mm單壁打孔波紋管，縱向兩側(cè)墻角設(shè)φ80mm雙壁打孔波紋管，并每隔5~8m設(shè)變徑三通連接邊墻進水孔，與墻內(nèi)兩側(cè)水溝相連。柳條山隧道屬于寒冷地區(qū)，所以在進口和出口各設(shè)置500m雙側(cè)保溫水溝，保溫水溝在低洞口端通過洞口局部中心埋深水溝，連通洞外深埋排水暗管，并設(shè)防寒出

水口。3防排水系統(tǒng)施工

防排水系統(tǒng)由防水板及其背后的縱向、環(huán)向盲溝。側(cè)溝組成。防水板屬于隔離圍巖滲水設(shè)施，而無紡布、縱向、環(huán)向盲溝、側(cè)溝共同組成疏排水系統(tǒng)。3.1防水材料的選擇⑴ 防水板及無紡布選擇

目前，防水板共有復(fù)合式及分離式防水板兩種，均可采用無釘掛設(shè)工藝。復(fù)合式防水板由于無紡布同防水卷材為一體，掛設(shè)工藝較為簡單，但是由于無紡布同EVA防水卷材的延展性、柔韌性、抗折能力，伸長率等指標均不盡相同，且受自重影響，幅寬受到限制，從而接頭較多，根據(jù)設(shè)計要求，柳條山隧道采用分離式防水材料，無紡布采用400g/m2，防水板采用EVA無色透明防水板，厚度1.5mm，幅寬4.0m，以減少焊接接頭。⑵ 縱向、環(huán)向排水盲管及泄水孔

縱向兩側(cè)墻角設(shè)φ80mm雙壁打孔波紋管，隧道環(huán)向盲溝采用φ50mm單壁打孔波紋管，每隔5~8m設(shè)變徑三通連接邊墻進水孔，與洞內(nèi)兩側(cè)排水溝相連。⑶ 明洞防排水

明洞襯砌的防排水，襯砌外表面外貼防水板，防水板厚度為1.5mm，并具有較好的耐熱性、抗凍性、柔性、防腐和耐水、抗老化性能、防水層鋪至墻頂開挖或墻腳泄水孔處。

3.2初期支護表面檢查及引水

防水板施工前必須對初期支護表面進行檢查，對錨桿頭、注漿管、鐵線及噴射混凝土形成尖銳的棱角進行處理，并用砂漿抹平，確保防水板的接觸面平整。對于初期支護表面出現(xiàn)的局部滲水或小股滴水，首先在滲水周圍注漿將水流引排至墻角縱向盲溝處，排入側(cè)溝。波紋管通過射釘固定在初期支護表面。當出水量較大時，采用裂隙注漿手段將水流匯集，在初期支護鑿槽埋管引排至側(cè)溝（管的直徑因水流大小而定），并用速凝材料對引水管封堵。3.3縱向、環(huán)向排水盲溝安設(shè)

縱向盲溝安設(shè)要保證縱向位置的準確及總體平順度，環(huán)向盲管要緊貼巖壁，安裝時用鋼卡固定，露出鋼釘用砂漿抹平。環(huán)向間距8m，水量較大時進行加密布置，縱向排水盲管與環(huán)向排水盲管、泄水管用變徑三通連為一體，形成完整的排水系統(tǒng)。3.4無紡布掛設(shè)施工

土工布通過帶熱塑性墊圈（暗釘圈）的射釘固定在初支噴射混凝土層上，側(cè)壁2~3個/m2，拱頂部位3~4個/m2,梅花形布置，墊圈必須牢靠、穩(wěn)定。暗釘圈固定在初期支護

噴射混凝土層上最深處（凹處）對凹處應(yīng)加密塑性圓墊圈，保證土工布與初期支護面密貼。無紡布環(huán)向搭接長度不小于10cm。3.5防水板掛設(shè)施工

防水板鋪設(shè)采用無釘鋪設(shè)工藝，自上而下鋪設(shè)，松緊適度，并預(yù)留一定的余量，防水

板全部面積均應(yīng)能抵到初支面，接頭處下部防水板要壓住上部防水板。采用自動爬焊機進行焊接，雙縫焊接，焊縫搭接寬度不小于15cm，每道焊縫寬1.5cm，以保證焊接質(zhì)量達到防水要求。焊接鋼筋時采用鋼板（或者石棉板）加以遮擋，以防止電火花飛濺損傷防水板。若發(fā)現(xiàn)防水板有破損，必須人工操作熱風(fēng)焊機進行修補。無釘孔法鋪設(shè)土工布、防水板施工示意見圖

3.6焊縫充氣檢查

焊縫檢測采用充氣法檢查。將焊縫兩端用特制鐵夾夾緊密封，將檢測針頭（5號注射針）插入焊縫一端兩道焊縫之間的棄槽，5號注射針與壓力表相連接，用手動氣泵進行打壓至0.25MPa為止，觀察15min，若壓力值下降小于10%為合格，否則必須查找漏點，并及時修補直到不漏氣為止。

3.7施工縫、沉降縫防水

施工縫及變形縫是隧道防排水的薄弱環(huán)節(jié)，隧道內(nèi)主要存在施工縫及沉降縫，施工縫分為環(huán)向及縱向兩種。

⑴ 環(huán)向施工縫設(shè)中埋式橡膠止水帶加外

貼式塑料止水帶。

⑵ 縱向施工縫設(shè)中埋式橡膠止水帶。⑶ 變形縫設(shè)中埋式式鋼邊橡膠止水帶加

外貼式塑料止水帶，采用瀝青木絲板填縫，聚硫密封膠嵌縫。洞門及明洞防排水

4.1 洞門及明洞防排水的總體要求 在洞門及明洞回填土施工后，二襯混凝土應(yīng)不出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象。4.2洞門防排水

⑴ 為防止地表水沖刷邊仰坡，流入隧道，應(yīng)在隧道進出口洞口上部根據(jù)地形情況合理設(shè)置截水天溝，截排地表水，并與洞外路塹側(cè)溝相連，將水引離洞口，排入路基邊溝中。

⑵ 端墻背后設(shè)置排水盲溝網(wǎng)，管網(wǎng)采用外

包土工布的中空塑料排水盲管，橫豎間距均為3m。排水盲溝在路基面高度處采用φ100PVC管排至路基側(cè)溝。為防止?jié)仓炷習(xí)r堵塞盲管，盲管與墻體間采用土工布隔離。4.3明洞防排水

明洞襯砌外表面外貼防水板，防水厚度1.5mm，并有較好的耐熱性，抗凍性，柔性、防腐和耐水、抗老化性能，防水層鋪至墻頂開挖或墻角泄水孔處。防排水施工關(guān)鍵技術(shù)

提高隧道光面爆破質(zhì)量，按照“石變我變”的原則，進行爆破設(shè)計動態(tài)化管理，嚴格控制開挖斷面，努力實現(xiàn)光爆。對中硬巖通過優(yōu)化鉆爆設(shè)計和合理的裝藥工藝（入小藥卷間隔裝藥、炮泥堵塞、控制周邊眼裝藥量等措施），實現(xiàn)一次光爆；軟巖可采用預(yù)

留光爆層、控制周邊眼間距及裝藥量、人工風(fēng)鎬修鑿等措施，減少超挖或大的凹坑，保證開挖輪廓圓順，使初期支護同開挖斷面最大限度的密貼。同時，通過優(yōu)化開挖、爆破方法，減少對圍巖的擾動、變形，可以最大限度降低對滲水的影響。

⑴ 提高初期支護質(zhì)量，初期支護防水是隧

道防水系統(tǒng)的系統(tǒng)的第一道防線和基礎(chǔ)，同后期的防水板防水比較而言，其屬于主動防水的范疇。提高初期支護質(zhì)量，對隧道整體防排水系統(tǒng)的能力提升有著重要意義。

⑵ 開挖后及時進行初噴混凝土，封閉圍巖，開挖后及時進行初噴，起到填平補齊的作用，可以消除凹坑，使開挖斷面盡可能圓順，同鋼架完全密貼，消除鋼架背后空洞；同時，通過及時初噴混凝土進行支護，可以制止圍巖進一步松弛，阻止圍巖中張裂縫及細小裂縫進一步發(fā)展，不至于形成裂隙水的滲流通道，從而達到堵水的作用。⑶

噴射混凝土必須采用濕噴工藝，分層

噴射，調(diào)整合適的噴射角度、距離，提高噴射混凝土自身密實性，必要時，可以在噴射混凝土中增加纖維，以提高噴射混凝土的抗裂能力，噴射混凝土完成后，及時灑水養(yǎng)護，防止開裂，提高防水能力。

⑷ 上下臺階結(jié)合處要認真處理，上下臺階

結(jié)合處容易造成噴射混凝土回彈料堆積，影響密實度，且易造成噴射混凝土表面“鼓包”。因此，必須在接長鋼架時人工鑿除該部位的噴射混凝土，重新進行噴射混凝土施工，使整個噴射混凝土輪廓圓順、密實、不留噴射混凝土薄弱面。

⑸初支背后注漿回填、堵水，噴射混凝土

過程中，由于鋼架遮擋或受噴射角度及噴射距離、風(fēng)壓等因素影響，其背后局部容易形成空洞或局部不密實。因此，在初支完成后，對初支背后密實度采用地質(zhì)雷達進行無損檢驗，并將此作為一項重要的工序來管理。對檢查中發(fā)現(xiàn)空洞及不密實的地段及時采取注漿回填的措施予以加強，避免初支背后不密實二形成“水囊”從而降低滲水的風(fēng)險。⑹襯砌混凝土自防水

① 優(yōu)化襯砌混凝土施工配合比，提高防水能力；襯砌及仰拱混凝土防水等級為P8，在選配配合比時，粗骨料應(yīng)級配連續(xù)，采用合適的砂率，改善混凝土和易性，增加混凝土密實性，對滲水大的地方應(yīng)同時采用摻和防水劑、高效抗裂防水膨脹劑等手段，減少混凝土內(nèi)部的細微孔隙，提高其防水能力，防水混凝土結(jié)構(gòu)的襯砌厚度不應(yīng)小于30cm。

②優(yōu)化混凝土灌注工藝，提高混

凝土密實度：混凝土灌注時兩側(cè)分層對稱澆筑，控制相鄰高差。采用插入式振動器和和固定的附著式振動器相結(jié)合，保證振固密實。保證連續(xù)灌注，消除施工縫，減少防水薄弱環(huán)節(jié)。拆模后及時噴霧養(yǎng)生，避免拆模過早混凝土表面風(fēng)干或養(yǎng)護不及時出現(xiàn)的收縮裂紋現(xiàn)象。

③ 襯砌拱頂每間隔5m預(yù)埋壓漿

管，襯砌施工完畢達到設(shè)計強度后進行拱頂壓漿。使初支、防水板及內(nèi)襯密貼，避免因防水板意外損壞滲入水縱向竄流的可能，同時也為保證結(jié)構(gòu)安全，避免結(jié)構(gòu)開裂破損。

6質(zhì)量缺陷的整治措施

在實際施工過程中，由于施工工藝、施工設(shè)備及具體操作不當都有可能引起隧道二次襯砌局部滲漏。針對隧道不同情況的滲漏，應(yīng)采取不同的補救措施。⑴ 排水通道堵塞隧道的防排水也遵循著

“通則不漏，漏則不通”的規(guī)律，所以在處理此類滲漏時，可采取疏通且密封連接管道，并在二次襯砌邊墻上增設(shè)排水孔的方法，及時引導(dǎo)滲水排入邊溝內(nèi)。

⑵防水層破損，止水帶安裝不規(guī)范如防

水層破損，地下水可滲入防水層與二次襯砌灌注混凝土中，遇到二次襯砌局部振搗不密實或施工縫止水帶處理不好的部位，水即滲出，導(dǎo)致二次襯砌混凝土表面或施工縫漏水。一般可采用鑿槽嵌管引排的方法處理。具體操作如下：從漏水點以上0.5m處開始，順施工縫或漏水縫鑿一條寬60~80mm、深80~100mm的倒梯形槽，直至排水邊溝，沖洗干凈后在槽中嵌入鍍鋅鐵皮做的矩形引水管，其底寬比梯形槽寬略小，高度比槽深低35~50mm，鐵皮管用鋼釘固定在混凝土上，兩管接頭采用搭接連接（上節(jié)在里，下節(jié)在外），搭接長度不小于7cm，且一直引至隧道邊溝后，且一直引至隧道邊溝。

7結(jié)束語

經(jīng)過嚴格的質(zhì)量控制，柳條山隧道從已經(jīng)完成1052m二次襯砌防滲情況來看，總體效果較好，在多下雨之后，均未出現(xiàn)滲水情況，可為其他類似鐵路雙線隧道施工借鑒。

參考文獻：

⑴新建鐵路大準至朔黃鐵路聯(lián)絡(luò)線施工

圖《雙線電氣化鐵路隧道防排水設(shè)計圖》《雙線電氣化鐵路隧道復(fù)合式襯砌設(shè)計圖》

⑵鐵建設(shè)[2005]160號，客運專線鐵路隧

道工程施工質(zhì)量暫行標準

⑶經(jīng)規(guī)標準[2005]110，TZ214—2005，客

運專線鐵路隧道工程施工技術(shù)指南 ⑷殷懷連，張民慶，鐵路隧道工程結(jié)構(gòu)防

排水設(shè)計理念及施工措施的探討