單洞雙線鐵路隧道隧底引排水施工技術(shù)

金明標(biāo)

中鐵五局集團(tuán)第一工程有限責(zé)任公司

摘要：近年來(lái)，高速鐵路和客運(yùn)專線單洞雙線隧道洞內(nèi)的防排水整治一直是施工單位十分頭疼的事情。在前期施工中對(duì)防排水規(guī)范施工重視不足，未對(duì)防排水設(shè)計(jì)進(jìn)行深層次研究，導(dǎo)致隧道后期交驗(yàn)后不同程度存在邊墻滲漏水、拱頂?shù)嗡?、底板翻漿、仰拱上浮等病害。嚴(yán)重影響了動(dòng)車行駛過(guò)程中的安全性，局部滲漏水嚴(yán)重地段行駛過(guò)程中不得不減速通過(guò)。本文根據(jù)單洞雙線鐵路隧道的施工現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)來(lái)探討隧底引排水的新型施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)味措p線；鐵路隧道；防排水施工；水壓力；施工縫

隨著鐵路交通網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，鐵路建設(shè)條件和結(jié)構(gòu)形式日益復(fù)雜，鐵路隧道工程數(shù)量也日益增長(zhǎng)。在鐵路隧道施工過(guò)程中，突水、突泥、鐵路隧洞襯砌變形及滲漏等問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重威脅著隧道結(jié)構(gòu)、設(shè)備正常使用及行車安全。因此，鐵路隧洞防排水施工技術(shù)受到越來(lái)越多的關(guān)注和重視，如何提高隧洞防水工程質(zhì)量，使鐵路隧道達(dá)到不滲不漏，是目前鐵路施工企業(yè)研究解決的重要課題。本文就結(jié)合贛龍復(fù)線鐵路這一工程實(shí)例，探討隧底引排水的新型施工技術(shù)。

1 工程概況

贛龍復(fù)線鐵路起于江西省贛州市，止于福建省龍巖市，全長(zhǎng)249公里，國(guó)家一級(jí)雙線電氣化鐵路，設(shè)計(jì)時(shí)速200公里/小時(shí)。主要的防排水設(shè)計(jì)為：隧道中線處設(shè)置矩形+蓋板形式的中心排水溝。隧道兩側(cè)分別設(shè)置側(cè)溝排水溝，拱墻內(nèi)部初期支護(hù)表面設(shè)置縱向排水盲管和環(huán)向排水盲管，并覆蓋土工布和EVB防水板，所有盲管利用硬質(zhì)PVC管從邊墻接出直接引至側(cè)溝。各施工縫處設(shè)置中埋式橡膠止水帶和背貼式止水帶。填充混凝土內(nèi)設(shè)置橫向PVC排水管將側(cè)溝水流引入中心排水溝，順?biāo)淼揽v坡引出至洞外。

2隧道防排水施工原則

隧道襯砌防排水主要按照“防、排、堵、截相結(jié)合、因地制宜、綜合治理”的原則進(jìn)行。其中“防”主要利用防水板、止水帶和襯砌混凝土自身；“排”主要利用各種盲管和各種排水溝；“堵”主要利用超前注漿、徑向注漿等；“截”主要利用人為技術(shù)將水源點(diǎn)提前引出，防止進(jìn)一步造成損害。

筆者認(rèn)為，隧道施工中各階段的防排水施工原則不一樣，其中開(kāi)挖支護(hù)過(guò)程中主要以“堵和截”為主，拱墻襯砌時(shí)主要以“防和排”為主，隧底施工時(shí)不能“堵”，只能以“排”為主。

隧道防水等級(jí)要滿足《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB50108）規(guī)定的一級(jí)防水標(biāo)準(zhǔn)，即襯砌結(jié)構(gòu)不允許滲水，表面無(wú)濕漬。以襯砌結(jié)構(gòu)自防水為主體，以防水層防水、施工縫、變形縫防水為重點(diǎn)，輔以注漿防水，滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和使用要求。

3隧底防排水系統(tǒng)情況

3.1 設(shè)計(jì)要求

仰拱一次性開(kāi)挖長(zhǎng)度不得大于3m。仰拱施工前，應(yīng)將隧底虛渣、雜物、泥漿、積水等清除干凈，并用高壓風(fēng)將隧底吹洗干凈，超挖應(yīng)采用同級(jí)混凝土回填。填充混凝土應(yīng)在仰拱混凝土終凝后進(jìn)行。仰拱采用防干擾作業(yè)棧橋等架空設(shè)施施工，仰拱拱座與墻基同時(shí)澆筑。施工縫之間采用中埋式橡膠止水帶，包括環(huán)向和縱向。

3.2 施工情況

相關(guān)規(guī)范只對(duì)仰拱開(kāi)挖一次性長(zhǎng)度不得大于3m有要求。實(shí)際施工中仰拱混凝土一次性澆筑一般為6m，填充混凝土一次性澆筑長(zhǎng)度一般為6m或9m。仰拱混凝土中安裝環(huán)向中埋式橡膠止水帶，墻基縱向施工縫安設(shè)縱向止水帶和接茬鋼筋。

3.3 實(shí)際施工中存在的問(wèn)題

（1）仰拱施工縫與填充混凝土施工縫在同一位置，與拱墻二次襯砌施工縫不在同一位置；（2）仰拱施工縫與填充混凝土施工縫不在同一位置，與拱墻二次襯砌施工縫不在同一位置；（3）隧底清理程度最多只能達(dá)到80%左右；（4）隧底無(wú)論如何清理，隧底與基巖接觸面之間水流始終具有流動(dòng)性，無(wú)法完全隔絕。

4隧底常規(guī)防排水引起的水壓變化

4.1、隧底水源被仰拱混凝土、填充混凝土、止水帶完全隔絕，只能通過(guò)水位線上升進(jìn)入邊墻盲溝排出，從而使得隧底水位線高于仰拱填充面（盲溝高度大于填充面高度）。

4.2、若仰拱施工縫與填充混凝土施工縫不在同一位置，且止水帶安裝效果良好，會(huì)引起隧底水壓增大，隧底水流速度增大，形成“暗流”。當(dāng)隧底水壓力大于混凝土自身重量時(shí)，仰拱及填充混凝土將會(huì)上浮，造成病害。

4.3、若仰拱施工縫與填充混凝土施工縫在同一位置，止水帶安裝效果較差或破損，隧底水流因水壓力增大從施工縫流出。最終導(dǎo)致填充面施工縫滲水或翻漿冒泥，造成病害。

5降低隧底水壓力的施工方法

無(wú)論是在鐵路隧道施工還是運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，隧道結(jié)構(gòu)都時(shí)刻處于地下水的包圍之中，地下水水壓變化會(huì)導(dǎo)致隧道襯砌變形、滲漏水現(xiàn)象等問(wèn)題的出現(xiàn)，影響鐵路隧道施工質(zhì)量。一般來(lái)說(shuō)，地下水位越高，所產(chǎn)生的危害越大。因此有效降低隧底水壓力是十分必要的，具體施工方法如下：

5.1、施工中嚴(yán)格按設(shè)計(jì)進(jìn)行防排水施工，保證所有溝、管通暢無(wú)阻。

5.2、取消仰拱混凝土中環(huán)向中埋式止水帶，填充混凝土施工縫處每環(huán)增設(shè)一道軟式透水盲管，例如Φ110可維護(hù)排水濾管，利用5～10mm碎石回填一層，再澆筑高等級(jí)混凝土與填充面平齊，防止?jié){液滲漏堵塞盲管。

5.3、填充施工縫安設(shè)的排水濾管一端與中心排水溝連通，另外一端距水溝電纜槽10cm處采用90°角PVC接頭接出，高度略低于填充面，可以將填充面積水引排至中心排水溝。

5.4、進(jìn)行中心水溝施工時(shí)，首先在底部利用YT-28鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，鉆孔深度一般為1.5m左右，鉆孔傾斜角度為30°，順?biāo)淼揽v坡。鉆孔直徑不小于5cm，間距1.5*2m，梅花形布置。

5.5、鉆孔完畢后，中心水溝底部澆筑C3無(wú)砂混凝土，無(wú)砂混凝土配合比為310：1490：74（水泥：碎石：水）。

6應(yīng)用實(shí)例效果

該種施工方法在贛龍復(fù)線鐵路新考塘隧道實(shí)際應(yīng)用，隧道全長(zhǎng)2503m，填充面共計(jì)開(kāi)槽250道，減少仰拱環(huán)向止水帶安裝3500m。施工完成后，對(duì)整個(gè)仰拱填充施工縫及填充面進(jìn)行跟蹤檢查，未發(fā)現(xiàn)隧底施工縫滲水現(xiàn)象，完全杜絕了因隧底施工縫滲水造成的安全隱患，隧道已成功交驗(yàn)。

7 結(jié)語(yǔ)

“十隧九漏”是行業(yè)內(nèi)的常見(jiàn)的一種說(shuō)法，可見(jiàn)鐵路隧道滲漏水現(xiàn)象的多發(fā)性，而這與隧道設(shè)計(jì)、施工、地質(zhì)、材料等因素都有著密切的聯(lián)系。因此設(shè)計(jì)與施工人員要總結(jié)和吸收以往的工程經(jīng)驗(yàn)，不斷提高自身的設(shè)計(jì)與操作水平，從防排水設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)施工等方面進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)“因地制宜，防、排、堵、截相結(jié)合”的原則，制定切實(shí)可行的鐵路隧道防排水施工方案，建設(shè)出利國(guó)利民的優(yōu)質(zhì)工程。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙月生，秘永和.鐵路隧道結(jié)構(gòu)防排水問(wèn)題的思考與探討[J].鐵道建筑技術(shù).2012（2）.

[2]張小華，劉清文，楊其新.鐵路隧道防排水現(xiàn)狀與思考[J].現(xiàn)代隧道技術(shù).2007.44（4）.

[3]王效良，趙勇.從數(shù)字看中國(guó)鐵路隧道建設(shè)[J].現(xiàn)代隧道技術(shù).2006.43（5）.