铁路隧道防排水施工技术探讨

张莹　仝校涛

摘要：随着我国铁路事业的快速发展，铁路线路不断延伸，在铁路规划的过程中，为了缩短距离以及适应地理环境的需求，往往需要建设隧道。在隧道施工的过程中，相对于地面施工而言，具有很高的难度，需要根据当地的地理环境、地质结构、水文条件等制定合理的施工方案。文章对铁路隧道防排水施工技术进行了探讨。

关键词：铁路隧道；防水施工；排水施工；铁路事业；隧道施工；铁路规划 文献标识码：A

中图分类号：U238 文章编号：1009-2374（2016）23-0104-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.23.050

为了促进我国经济建设的全面发展，铁路线路的覆盖面积逐渐增加，而在有些地形地势比较复杂的区域，需要合理规划铁路线路。比如在铁路线路中段出现大山，如果绕道而行不仅增加行驶里程，同时还会浪费大量的人力、物力和财力，所以需要进行山体隧道施工，缩短行驶距离。而对于线路中的河流、海峡或者大城市等，也需要进行地下隧道施工，以确保铁路线路的顺畅性。在隧道施工过程中，渗水、漏水是面临的重要问题，对隧道工程结构的稳定性会产生较大的影响，所以需要做好铁路隧道防排水施工，为隧道施工的安全稳定进行创造有利的条件。在防排水施工中，应该对隧道施工现场进行详细的勘察，对地质构造、水文状况、土壤性能等各方面进行综合分析，进而制定出合理的施工方案，最大限度地确保铁路隧道施工质量和安全。

1 地下水对铁路隧道的影响

在铁路隧道施工中，难免会遇到地下水的影响，由于大气降水是无法控制的，所以不在阐述内容中。而由于地下水的分布以及流动状况很难确切地掌握详细情况，所以为防排水工作带来较高的难度。地下水按照埋藏条件可分为岩石和土壤中的水、地面下具有自由水面的潜水以及处于两个隔水层之间的承压水，每种地下水对隧道施工所产生的影响都各不相同，主要有三个方面表现得比较明显。地下水会对隧道围岩产生侵蚀和软化，通过物理和化学反应，改变围岩的性质，进而对隧道的整体结构产生影响，威胁到隧道的安全性。衬砌结构是防止围岩变形或坍塌的重要结构，而地下水的流动会对衬砌结构产生一定的压力，当压力超过衬砌结构的承受极限时，就会导致围岩的变形以及坍塌，直接导致铁路隧道安全事故的发生。在铁路隧道投入运营的过程中，如果防排水工作不到位，隧道内部环境将会变得非常潮湿，不利于列车的安全稳定运行，并且长时间的渗漏会影响到隧道结构的安全性，所以应该做好铁路隧道的防排水施工，确保铁路隧道能够长期安全稳定的运营。

2 铁路隧道渗透水的原因

2.1 隧道防水层的失效

防水层是铁路隧道防水施工的主要形式，在渗透面形成隔水屏障，能够有效地防止地下水渗透到隧道工程结构中。但是在实际施工的过程中，由于施工方式不当，没有严格按照规范要求的程序操作，在防水层铺设施工中没有注意锚杆、钢管的影响，由此造成防水膜变形或者断裂，从而导致地下水渗透到隧道结构中。如果防水材料的质量等级不达标，也会影响到防水效果，从而导致防水层失效。

2.2 隧道接缝防水失效

在隧道支护工程施工中，一般都是先进行拱顶施工，然后再进行边墙施工，而为了便于施工，一般都会在拱顶与边墙交接位置设置施工缝，但是在变形缝施工中，由于施工质量达不到规定的防水等级，所以在变形缝过多的情况下，就会发生渗漏水现象，这种现象在我国多数隧道施工中都会出现。

2.3 衬砌混凝土自防水失效

钢筋混凝土是隧道防排水施工中的重要材料，其不仅能够承受一定的荷载，同时还具有较强的防水性能，可以通过添加外加剂来提高防水性，衬砌混凝土结构是隧道防水的最后一道屏障。衬砌混凝土结构自防水的性能主要是由施工工艺以及养护共同决定的，而在实际施工中，由于施工人员过于依赖防水性，不仅施工工艺不规范，并且缺乏日常的维修养护，导致隧道在运营的过程中，由于受到地下水的侵蚀或者压力作用，会破坏衬砌混凝土结构的完整性，进而造成大面积渗漏，最后一道防水屏障失效，直接影响到隧道的安全性。

3 铁路隧道施工防排水设计的标准

为了确保铁路隧道防排质量，设计是首要前提，是保证防排水施工质量的重要保障。铁路隧道的防排水设计主要采用防、排、截、堵相结合的原则，而要提高防排水设计水平，需要对隧道现场以及周围的地质结构、水文条件以及气候条件进行详细的勘察，从而为隧道开挖以及衬砌设计提供有利的参考依据，切实保证铁路隧道的防排水效果。隧道防排水主要包括排水型以及全周防水型，在部分隧道中也包含两种形式相结合的防排水设计，所以要对过渡段进行合理规划。在排水型隧道施工中，要注意周边是否具有排水条件。

4 隧道防水系统施工

第一，对初期支护表面的防水性进行检查，采用锤击声检查或者辅助其他物探法对渗漏水或者外露的突出物进行检查，如果发现渗漏水情况，要根据实际情况采取处理措施。如果初期支护基面有外露的尖锐突出物，应该及时将其切除，并且做好后续的处理工作，确保初期支护表面的平整性。

第二，为保证防水施工的顺利进行，应该做好充分的准备工作，检查各施工设备的运行参数是否正常，清理基面，然后进行缓冲层土工布垫层施工。掌握好土工布的基准线，以先拱顶后两侧的顺序施工。

第三，在防水板铺设环节中，要掌握好施工时段，并且做好安全防护工作。在防水板施工中需要用到作业台车，可以有效地提高防水板的铺设效率。在进行防水板铺设施工中，一定要掌握好基准点，施工顺序为先拱顶后两侧，严格按照规范要求执行，在防水板铺设的同时进行热融衬垫焊接，确保二者之间的协调运行。在防水板固定时，要掌握正确的操作要领，达到规范要求的剥离强度。对于防水板材的焊接，一般采用双缝热熔自动爬焊机焊接，其中要注意控制焊缝宽度以及搭接的长度，保证焊接质量。在焊接完成后，需要对焊接效果进行检查，使用注射针和压力表进行充气试验，确保焊接质量达标。

第四，施工缝处理。施工缝是铁路隧道渗漏水的主要部位，所以要加强对施工缝的施工处理。在进行施工缝施工时，严格按照规范要求的标准操作，注意混凝土振捣的均匀性，提高混凝土的密实性，在进行下道混凝土浇筑时，要将基面的碴石以及浮浆等清除干净，防止混凝土中存在气孔。为了提高新旧混凝土的黏结力，在清除表面后，可在表面铺刷一层水泥浆，对于矮边墙顶面可以进行人工凿毛，用水冲净后使用掺有界面剂的水泥素浆进行拉毛处理，并且在纵向缝中设置适宜的钢筋接茬。在节点处采用遇水膨胀橡胶或者止水带等进行防水处理，做好固定施工，提高施工缝的防水性。

第五，止水带安装。为了提高施工缝的防水性，一般会在施工缝处安装止水带，在止水带安装时应该选择适宜的埋设位置，能够起到最佳的防水效果。在固定止水带的过程中，一定要控制好施工技术，防止破坏止水带。应该采取相应的措施防止止水带发生偏移，并且保证止水带平展和牢固。如果止水带有翻折、扭曲不展或者松动的现象，一定要及时调整或者进行加固处理，以免影响到防水效果。对止水带的安装位置进行检查，尽量将误差控制在规范要求的范围内。

5 隧道排水系统施工

5.1 环向排水盲管安设

先在喷射砼面上定位划线，线位布设原则上按设计进行，但依据情况的不同可做必要的调整。沿线两侧钻定位孔，定位孔间距30～50cm，将膨胀螺栓打入定位孔，用铁丝将环向盲管定位于膨胀螺栓上。集中出水点处沿水源方向钻孔，然后将单根引水盲管插入其中，并用速凝砂浆将周围封堵，以便地下水从管中集中流出。

5.2 纵向排水盲管安设

5.2.1 纵向排水盲管布设于隧道两侧边墙脚侧沟底上方，位置在防水板外侧，设计为100mm的双壁打孔波纹管，并用土工布包裹。盲管安设的坡度同隧道纵坡或不小于3‰。纵向分段长度据衬砌台车长度确定，一般为8～12m，两端采用135°角弧形弯管连接至PVC排水管，圆顺过渡至衬砌表面，水沟电缆槽施工时接入侧沟。

5.2.2 纵向排水盲管的固定方法有钢筋卡固定法、铁丝悬吊固定法、砼托墙法等，从现场施作情况看，采用砼托墙法效果较好。具体做法是在纵向盲管下部施做宽10cm与二衬同标号的砼托墙。纵向盲管用土工布包裹一圈，先将防水板底边采用压条铆钉在初支喷射砼上，再安装纵向盲管，纵向盲管采用铁丝和膨胀螺栓或者采用钢筋卡固定在初支表面上，防止浇筑砼时左右摆动。浇筑C15无砂砼后，把防水板反卷上来后与上部的防水板搭接牢固（增加了一条水平搭接缝）。要求采用双焊缝搭接，搭接长度不小于15cm。

5.3 边墙泄水管安设

开始进行边墙泄水管安设前，应先确保模板台车就位，要求在模板台车上对应于泄水管的位置开有与泄水管直径相同的孔，泄水管一端连接在环向盲沟和纵向排水管上固定牢固，另一端安装在模板台车的预留孔上；当隧道内有单个漏水点埋设硬塑料管引排至边墙泄水孔处；若在开挖过程中发现底部有集中水，应埋设盲沟引排至隧道中心排水沟；在施工期间与运营期间，定期对洞内盲沟进行仔细的清洗，严格确保管道的畅通。

5.4 洞口排水

洞门顶部设截水天沟，以形成完善的防排水系统。天沟设于边、仰坡顶以外5～10m，其坡度的设置可依据实际情况具体分析，但最好不要<3‰，否则很容易形成淤积；对洞口盲沟系统应定期检查其通畅性，当有阻塞时应及时疏通。

6 结语

由于我国的地理环境比较复杂，所以在铁路沿线遇到大山、河流是比较常见的现象，为了缩短运行距离，提高运行效率，往往会采用隧道施工的方式。由于隧道是埋置于地层内的建筑物，所以在施工中会受到地下水的影响，为了确保隧道工程结构的稳定性和安全性，需要做好防排水施工。根据隧道工程的实际状况，详细了解地质结构、水文状况等综合信息，然后制定出适宜的防排水施工技术方案，加强对施工过程中的质量监督管理，切实保障防排水施工质量，为铁路隧道的安全稳定运营奠定坚实的基础。

参考文献

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[J].科技风，2014，（11）.

[3] 胡昌庆，廖凯.谈铁路隧道防排水施工措施和建议

[J].科技传播，2011，（8）.

（责任编辑：王 波）