浅谈张呼铁路西营隧道防排水施工

姜宇

摘 要：本文结合张呼铁路西营隧道施工实践，就铁路隧道防排水施工的关键工序和技术控制进行了简要阐述。

关键词：铁路隧道 防排水施工 技术控制

中铁十九局集团六公司承建的张呼铁路西营隧道全长1252m。隧道位于地震动峰值加速度为0.1g地区。进出口采用等环宽斜切式洞门。全隧均采用曲墙（带仰拱）复合衬砌。进口端DK133+815～DK134+005段设下锚段衬砌。全隧道均按新奥法施工，采用光面爆破及湿喷技术，按照有关要求对结构支护体系的稳定性进行监测、分析，并按照仰拱超前的原则组织施工，拱墙衬砌采用一次灌筑。

根据设计图纸结合钻探资料及区域资料综合分析，勘察期间未见地表水，所布钻孔均未揭示地下水，预测隧道大部分地段在枯水季节处于水量较小状态；但在雨季、雪融时，地表水量较丰富，特别是隧道埋深浅且岩体破碎，隧道涌水量可能增加。隧址区属典型的大陆性中温带亚干旱气候区，四季明显，春季多风干旱，夏季昼热夜凉，冬季寒冷，降雨量多集中在七、八月份，蒸发量远大于降雨量，隧址属寒冷地区。现就该隧道防排水施工进行介绍。

1.系统排水盲管的布设、安装

隧道拱墙防水层与初期支护间环向设φ50mm环向盲管，结合施工缝设置，纵向间距一般为5～10m，并根据地下水情况调整，在地下水较大处增设1～2道；在隧道两侧边墙墙脚外层纵向设外包无纺布的φ80mm硬式盲管，纵向盲管与环向盲管的接头处均通过三通或四通连接。地下水发育地段环向盲沟适当加密。

工艺流程为：基础面检查处理（初期支护表面处理）→环纵向排水盲管安装→水平施工缝止水条、止水带安装→隐蔽检查→防水板铺设→隐蔽检查→衬砌台车定位→环向施工缝外贴式止水带+中埋式止水带安装→隐蔽检查→浇筑二次衬砌混凝土→拆模养生→结束。

环向盲管安装：先在喷射混凝土面上定位划线，线位布设原则上按设计进行，但根据洞壁实际渗水情况作适当调整，尽可能通过喷射层面的低凹处和有出水点的地方。沿线用PE板窄条（8×20cm）和水泥钢钉将环向盲管钉于初喷混凝土表面，钢钉间距30～50cm。集中出水点沿着水源方向钻孔，然后将单根引水盲管插入其中，并用速凝砂浆将周围封处沿堵，以便地下水从管中集中流出。

纵向盲管安装：按设计位置在边墙底部放线，沿线钻孔，打入膨胀螺栓，安设纵向盲管，用卡子卡住盲管，固定在膨胀螺栓上。环向与纵向、纵向与泄水管之间的三通连接必须紧密可靠，防止松脱，必要时用防水胶带进行固连。盲管与喷射混凝土层面的间距不得大于5cm，盲管与岩面脱开的最大长度不得大于10cm。

2.防水板的拼装与铺设

全隧拱墙初期支护与二次衬砌间铺设防水卷材加土工布。防水板厚度为1.5mm，幅宽2～4m，土工布密度为400g/m2。

防水板采用无钉铺设工艺，防水板铺设工艺流程： 铺设准备→铺设土工布→防水板铺设→防水板焊接→联接防水板搭接缝→质量检查→移走吊挂台车→结束.

2.1施工准备

在初期支护面上标出拱顶中线和垂直于隧道轴线的断面线。

检查防水板的质量，是否有变色、老化、波纹、刀痕、撕裂、孔洞等缺陷；在防水板边沿划出焊接线和拱顶中线；防水层按实际轮廓线长度截取，对称卷起备用。纵向铺设长度按二衬边拱混凝土长度外大于20cm安排。

2.2土工布铺设

土工布长边沿隧道纵向铺设，长度为混凝土循环灌筑长度外大于20cm安排。首先在喷射混凝土隧道拱顶标出隧道纵向中线，把土工布用射钉、塑料垫片固定在混凝土基面上，要求土工布的中心线与隧道中心线重合，土工布长边搭接宽度不小于150mm，短边搭接宽度不小于100mm，侧墙土工布的铺设位置在施工缝以下250mm，以便搭接，塑料垫片用射钉固定在无纺布上，一般拱部为0.5～0.8m，边墙为0.8～1.0m，底部为1～1.5m，呈梅花型排列，并左右、上下成行固定。

2.3防水板铺设

防水板长边沿隧道纵向铺设，铺设长度与土工布同，先在隧道拱顶部的土工布缓冲层上正确标出隧道纵向中心线，再使防水板的中心线与隧道中心线重合，与土工布一样从拱顶开始向两侧下垂铺设，边铺边与圆垫片热熔焊接，铺设时力求与土工布密贴，不必拉得太紧，防水板在与圆垫片进行热合，一般时间达5s即可，防水板长短边采用专用塑料热合机进行焊接，搭接长度不小于15cm，分段铺设的防水板边缘部位应预留至少60cm的搭接余量。防水板焊缝焊接时，热合机行走速度控制在16～112m/min，无条件用机焊的特殊部位可用人工焊接，但一定要认真检查焊接是否牢固。

附属洞室铺设防水板时，按照附属洞室的大小和形状加工防水板，将其焊在洞室内壁的喷锚支护上，并与边墙防水板焊接成一个整体。

防水板的铺设要松紧适度，使之能紧贴在喷射混凝土表面上，不致因过紧被撕裂；过松，无纺布防水板褶皱堆积形成人为蓄水点。为防止电热加焊器将防水板烧穿，可在其上衬上隔热纸。

防水板一次铺设长度根据混凝土循环灌筑长度确定，并领先衬砌施工2～3个循环。

2.4防水板接缝焊接

防水板接缝焊接采用爬行热合机双缝焊接，将两幅防水板的边缘搭接，通过热熔加压而有效粘结。防水板搭接宽度不小于150mm，单条焊缝宽度不小于15mm。热合器预热后，放在两幅防水板之间，边移动融化防水板边顶托加压，直至接缝粘接牢固。

竖向焊缝与横向焊缝成十字相交时（十字形焊缝），在焊接第二条缝前，先将第一条焊缝外的多余边削去，将台阶修理成斜面并熔平，修整长度>12mm，以确保焊接质量和焊机顺利通过。

焊缝质量与焊接温度、电压和焊接速度有密切关系，施焊前必须先试焊，确定焊接工艺参数。焊接时，不可高温快焊或低压慢焊，以免造成假焊或烧焦、烧穿防水板；加压均匀，不可忽轻忽重，使轻压处产生假焊现象；焊缝若有假焊、漏焊、烧焦、烧穿时进行补焊，防水板被损坏处，必须用小块防水板焊接覆盖。

2.5防水板质量检查

2.5.1外观检查

防水板铺设应均匀连续，焊缝宽度不小于15mm，搭接宽度不小于150mm，焊缝应平顺、无褶皱、均匀连续，无假焊、漏焊、焊过、焊穿或夹层等现象。

2.5.2焊缝质量检查

检查数量采取随机抽样的原则，环向焊缝每衬砌循环抽试1条，纵向焊缝每衬砌循环抽试2条。

防水板搭接部位焊缝为双焊缝，中间留出空隙以便充气检查。检查方法为：先堵住空气道的一端，然后用空气检测器从另一端打气加压。用5号注射针头与打气筒相连，针头处设压力表，打气筒进行充气，当压力达到0.25Mpa时，停止充气，保持该压力达15min，压力下降幅度在10%以内不漏气，否则说明有未焊好之处，用肥皂水涂在焊接缝上，产生气泡地方重新焊接，可用热风焊枪和电烙铁等补焊，直到不漏气为止。

对搭接焊接及吊挂点焊缝进行检查，如有不符合质量要求者，应及时进行补焊处理，以满足质量要求。绑扎钢筋时要对防水层进行防护，所有靠防水板一侧钢筋弯钩及绑扎丝头应设在背离防水板一侧。焊接钢筋时必须在此周围设防火板进行摭挡，以免电火花烧坏防水层。混凝土振捣时不能触碰到防水板。

3.结束语

通过对以上关键工序进行严格的技术控制，中铁十九局集团六公司张呼铁路西营隧道防排水施工合格率100%，完全满足了设计要求，并为今后施工积累了经验。