鐵路隧道明洞段防排水施工要點(diǎn)及質(zhì)量控制措施

楊志峰

（中鐵十六局集團(tuán)第二工程有限公司，天津市 300162）

0 引言

在鐵路隧道工程施工中，明洞段的防排水是非常重要的施工內(nèi)容。而大多數(shù)隧道明洞段處為防水薄弱區(qū)域，對(duì)防排水施工質(zhì)量要求較高。因此，為保證隧道明洞段防排水施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)方案要求，需要對(duì)防排水施工各階段的技術(shù)要點(diǎn)加以分析并采取有效的控制措施，以保證防排水施工質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)并滿足后期使用要求[1-2]。本文就鐵路隧道明洞段防排水的施工要點(diǎn)進(jìn)行介紹，并分析其質(zhì)量控制措施。

1 隧道滲漏水的原因

1.1 自然因素導(dǎo)致的隧道滲漏水

地下水與自然降水是隧道產(chǎn)生滲漏水的根本原因，自然降水會(huì)通過(guò)明洞回填后低洼處的聚集水及回填時(shí)隔水土層回填不到位與未考慮縱、橫坡，未設(shè)置兩側(cè)排水溝，導(dǎo)致雨水滲入與地下水結(jié)合形成水流在回填土內(nèi)部流通，再加上地下水具有侵蝕性，內(nèi)部防水材料在侵蝕介質(zhì)下強(qiáng)度出現(xiàn)大幅度降低，從而會(huì)導(dǎo)致隧道襯砌、底部及施工縫處滲漏水。

1.2 人為因素導(dǎo)致的隧道滲漏水

（1）隧道防排水體系設(shè)置不完善，襯砌排水系統(tǒng)未連通，隧道襯砌施工時(shí)掉落的砂漿、混凝土等堵塞排水系統(tǒng)，致使隧道排水困難，造成隧道滲漏水。

（2）止水帶鋪設(shè)施工質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求而出現(xiàn)隧道滲漏水。在止水帶鋪設(shè)施工時(shí)，因施工作業(yè)人員不規(guī)范施工造成止水帶鋪設(shè)不符合要求，如中埋止水帶和背貼止水帶相互錯(cuò)位都不能夠起到防水作用。

（3）止水帶脫節(jié)。止水帶搭接過(guò)短或連接質(zhì)量較差都會(huì)導(dǎo)致止水帶脫節(jié)，從而導(dǎo)致隧道從施工縫處漏水。

（4）襯砌混凝土施工質(zhì)量問(wèn)題。隧道襯砌使用防水混凝土施工，但由于砂石原材料的質(zhì)量、混凝土的防水設(shè)計(jì)以及混凝土施工接縫的處置等把控不嚴(yán)，會(huì)造成施工質(zhì)量問(wèn)題，從而致使隧道滲漏水。

（5）管理問(wèn)題。隧道防排水系統(tǒng)是一項(xiàng)隱蔽工程，施工階段管理人員對(duì)質(zhì)量驗(yàn)收工作自檢與監(jiān)督不嚴(yán)，也會(huì)造成滲漏水現(xiàn)象。

2 明洞段結(jié)構(gòu)防排水施工方法及控制要點(diǎn)

2.1 明洞頂防排水

明洞開(kāi)挖邊坡以外應(yīng)設(shè)置必要的截排水系統(tǒng)[3]，為防止地表水滲入隧道，需鋪設(shè)黏土隔水層于隧道頂部回填土上方，并做好隔水層與邊坡的搭接，還要防止雨水沖刷隔水層，在隔水層表面植草進(jìn)行防護(hù)。隧道頂部排水溝采用C25混凝土鋪砌成梯形斷面，防止沖刷，隧道洞頂有溝、渠通過(guò)時(shí)，應(yīng)根據(jù)情況擴(kuò)大洞頂水溝或設(shè)置渡槽引水通過(guò)。渡槽應(yīng)設(shè)有防止沉陷滲漏措施[4]。

2.2 洞內(nèi)防排水

（1）洞內(nèi)排水溝排水。水溝坡度要與線路坡度一致，水溝過(guò)水能力不足時(shí)應(yīng)采取注漿堵水或引排措施，側(cè)溝在隧道邊墻襯砌側(cè)預(yù)留進(jìn)水孔，間距結(jié)合縱向、環(huán)向盲管設(shè)置，在電纜槽底面緊靠水溝側(cè)的墻壁應(yīng)預(yù)留3cm×4cm（高×寬）的泄水槽，間距3～5m，水溝內(nèi)側(cè)邊緣設(shè)置泄水孔，間距3～5m，以排除道床積水[5]。

（2）施工縫防水（見(jiàn)圖1）。施工縫應(yīng)避開(kāi)應(yīng)力集中部位和防水工程薄弱部位，滿足現(xiàn)場(chǎng)施工的前提下，盡可能減少施工縫的設(shè)置。施工縫采用中埋式橡膠止水帶、外貼防水卷材的防水結(jié)構(gòu)。并埋設(shè)Φ20可維護(hù)注漿管注漿堵水，縱向施工縫采用中埋式鋼板止水帶+水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料。水溝電纜槽縱向平均間距30m設(shè)置一道施工縫，施工縫處距水溝內(nèi)緣線不小于10cm設(shè)置遇水膨脹止水條。施工縫界面劑使用水泥基滲透結(jié)晶型防水材料進(jìn)行涂刷。

圖1 施工縫防水示意圖

（3）變形縫防水。在明暗分界、洞口段等部位設(shè)置變形縫，變形縫寬度為20mm。所有變形縫應(yīng)與環(huán)向施工縫結(jié)合設(shè)置，變形縫要貫通襯砌拱墻、仰拱。變形縫施工使用中埋式自粘橡膠止水帶+背貼式自粘橡膠止水帶，預(yù)埋Φ20可維護(hù)注漿管注漿堵水，并填塞填縫與嵌縫材料。為減少隧道仰拱變形縫兩側(cè)沉降值過(guò)大，設(shè)置環(huán)向間距為50cm，長(zhǎng)度為50cm的Φ50雙層抗剪鋼筋于隧道仰拱部位襯砌內(nèi)。

（4）中埋式止水帶。中埋式自粘橡膠止水帶的寬度35cm，中埋鋼板止水帶寬度不小于30cm。使用小型熱壓機(jī)對(duì)中埋式自粘橡膠止水帶進(jìn)行硫化搭接膠合，搭接長(zhǎng)度要大于10cm，焊縫寬度不小于50mm，接頭強(qiáng)度要高于母材強(qiáng)度的80%。中埋式自粘橡膠止水帶應(yīng)采用專(zhuān)用鋼筋?yuàn)A固定。止水帶的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)施工設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)要求進(jìn)行定制，盡量不要接頭。在施工階段，定位與澆筑振搗止水帶時(shí)，一定要注意防止混凝土中的石子尖角和鋼筋端頭刺破橡膠止水帶橡膠，注意控制澆搗的沖擊力，防止橡膠止水帶被損壞。

（5）排水盲管。隧道明洞段分為排水型襯砌和防水型襯砌2類(lèi)，排水型襯砌在拱墻防水層背后設(shè)置環(huán)向和縱向盲溝，組成完整的排水系統(tǒng)。一是環(huán)向盲管，環(huán)向盲管每隔約10m設(shè)一道Φ50mmHDPE打孔波紋管盲管，局部地下水發(fā)育地段適當(dāng)加密，環(huán)向HDPE打孔波紋管盲管以圓彎接入隧道側(cè)溝；二是縱向盲管，墻頂開(kāi)挖明洞地段沿隧道兩側(cè)邊墻縱向設(shè)置Φ110/96mmHDPE打孔波紋管盲管，并分段約10m以圓彎接入側(cè)溝，引排防水層背后的積水[6]。

2.3 明洞防排水

（1）排水型明洞。在襯砌拱墻外依次設(shè)置3cm厚M10水泥砂漿找平層、自粘防水板、土工無(wú)紡布及6cm厚磚砌保護(hù)層；并于明洞拱腳砂夾卵石反濾層底部與邊墻拱腳背后設(shè)置縱向坡度不小于3‰的縱向Φ110/96mm雙壁打孔波紋管，每10m一段；隧道邊墻外設(shè)豎向Φ50mm單壁打孔波紋管，間距約4m，拱腳縱向盲管與豎向盲管采用三通連接，墻腳縱向盲管兩端及豎向盲管下端進(jìn)行圓彎接入隧道側(cè)溝，見(jiàn)圖2。

圖2 排水管設(shè)置示意圖

（2）防水型明洞。在襯砌拱墻外依次設(shè)置3cm厚M10水泥砂漿找平層、自粘防水板、土工無(wú)紡布及6cm厚磚砌保護(hù)層；仰拱從下至上依次設(shè)置10cm厚C20混凝土找平層、自粘防水板、5cm厚C30細(xì)石混凝土保護(hù)層，如圖3所示。

圖3 防水型明洞示意圖

2.4 防水層施工

（1）防水層施工要點(diǎn)。明洞采用全包型防水無(wú)紡?fù)凉げ?EVA防水板+磚砌保護(hù)層及砂漿找平層，無(wú)紡?fù)凉げ疾恍∮?50g/m2，EVA防水板厚度不小于1.5mm。防水層在明洞襯砌混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后開(kāi)始施工[7-8]。隧道防水板材料，要有一定的柔性及足夠的強(qiáng)度，鋪設(shè)施工前檢測(cè)其質(zhì)量，不能出現(xiàn)斷裂、變形等缺陷。防水板施工要點(diǎn)：一是安裝防水板前，對(duì)襯砌表面進(jìn)行找平，切除外露尖銳物體并用砂漿抹涂。二是防水板材出現(xiàn)破損時(shí)，必需及時(shí)修補(bǔ)，必須將破損部分剪切干凈，用大于破損部位邊緣10cm的防水板進(jìn)行修補(bǔ)封口；三是防水板搭接長(zhǎng)度要大于10cm；四是防水板搭接完成后一定要對(duì)焊縫進(jìn)行氣密性檢查。

（2）混凝土結(jié)構(gòu)自防水。一是在混凝土中添加二級(jí)粉煤灰，劑量控制在20%以內(nèi)，采用“雙摻技術(shù)”。防水混凝土選用低水化熱水泥，相關(guān)參數(shù)為：水泥量大于80kg/m3；使用強(qiáng)度大于32.5MPa；水膠比小于0.5。與此同時(shí)，該防水混凝土一定要保證吸水率較低，且空隙率控制在40%以內(nèi)。二是防水混凝土入泵坍落度控制在100～140mm?？v向的構(gòu)造配筋率大于0.2%能夠降低裂縫的收縮情況。澆筑混凝土?xí)r，要遵循“分層、水平、對(duì)稱”三原則，并按照從低到高順序來(lái)連續(xù)澆筑混凝土。如果澆筑工作需要間歇時(shí)間，則一定要在澆筑完成次層混凝土前確保前一層混凝土尚未處于凝結(jié)狀態(tài)，同時(shí)要控制間歇時(shí)間在45min以內(nèi)。

3 保證防排水施工質(zhì)量的措施

隧道明洞段防排水施工是保證隧道質(zhì)量的重點(diǎn)施工內(nèi)容，防排水施工采用“防、排、截、堵”相結(jié)合的方式，因地制宜、綜合治理的原則[9]。從襯砌結(jié)構(gòu)自防水質(zhì)量和防水層施工質(zhì)量?jī)煞矫鎭?lái)保障隧道明洞段襯砌防滲、防漏，隧道明洞段防排水施工有4項(xiàng)保證措施。

（1）要確保防水板材料的質(zhì)量，要采購(gòu)信譽(yù)較好的大型企業(yè)優(yōu)質(zhì)的防水材料，防水材料要有一定的柔性并且強(qiáng)度要符合設(shè)計(jì)與施工要求[10]。

（2）隧道混凝土施工縫安裝止水帶一定要專(zhuān)人負(fù)責(zé)，定崗定責(zé)，保證安裝質(zhì)量符合要求。

（3）隧道明洞段混凝土施工，按設(shè)計(jì)防水等級(jí)進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)，按規(guī)范選用混凝土材料。

（4）防水板鋪設(shè)一定要松緊適度，要與噴射混凝土表面緊貼，同時(shí)也要避免過(guò)緊被撕裂。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在鐵路隧道工程施工中，明洞段的防排水是非常重要的施工內(nèi)容。大多數(shù)隧道明洞段處為防水薄弱區(qū)域，對(duì)防排水施工質(zhì)量要求較高。排水施工過(guò)程中每一項(xiàng)工序的疏忽都有可能造成滲漏水隱患，必須嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行施工，并加強(qiáng)各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，隧道細(xì)部構(gòu)造防水更是重中之重，一定要嚴(yán)格把控，確保明洞段防排水施工效果滿足設(shè)計(jì)要求。