铁路工程大断面黄土隧道防排水施工技术

白银银

（中铁十二局集团第四工程有限公司，陕西 西安 710000）

1 工程概况

某铁路工程的3号隧道斜井是工程重点建设段，根据地质勘测结果显示：此隧道岩性为第四系中更新统富水黏质黄土夹圆砾土，属于老黄土，具有硬塑状特征。此隧道正洞的最大挖掘高度为12.57 m，其断面达到了162.66 m2，此隧道复杂程度较高，具有一定的施工难度。施工过程中，在完成挖掘作业之后，发现土体中存在大量水渗出，在对土体中的水分进行检测之后，发现土体中的水分含量达到了23%左右。除此之外，随着水不断地渗出，土体出现了一定程度的剥落、软化与掉块现象。同时，渗出的水逐渐流入到拱脚部位，导致拱脚部位的黄土也被软化。经过检查发现，支护结构在这一作用之下出现了不同程度的下沉，围岩的自稳性受到了一定程度的影响。这样一来，无疑增加了隧道工程施工的安全隐患，需要制定科学有效的防排水设计方案，并据此采取有效的措施做好防排水工作。

2 隧道防排水设计

为了有效解决隧道土体渗水问题，在结合隧道工程实际情况的基础之上，综合考虑各个方面的影响因素，制定了如下的隧道防排水设计方案：以防、排、截、堵相结合的方式开展防排水工作，充分结合隧道的实际情况，对相关防排水技术进行有效的使用，以此达到排水通畅、防水可靠的目的。同时在进行防排水设计时，还需要考虑经济效益、是否完全根除渗水问题等情况。在对隧道进行防排水处理时，要保证设备进入到隧道内的通畅性，不能受到阻碍。为保证整个工程施工安全，可通过加强二次衬砌结构自防水，加强处理施工缝的防水工作措施，并配合注浆方式来保证防水层的强化效果。同时可在隧道中设置三个排水沟，在防水层背面增加横向排水管，在边墙底部设置辅助性排水管。通过这种方式可以对积水流入到集水池中起到一定的促进作用，最后再对积水池中的水进行集中排放。

3 隧道防排水系统施工技术

3.1 复合式防水层

在支护初期阶段与二次模筑之间加设防水层，防水层采用防水板加无纺布的复合式结构。这种复合式的防水层表面光滑度较高，通过这一复合式防水层能够有效控制二次模筑混凝土和一次混凝土质量检查的约束应力，一方面可以对二次衬砌混凝土裂缝起到有效的预防作用，另一方面防水层还能够防止混凝土表面水分积聚过多，进而对衬砌混凝土造成不良影响。具体施工方式如下：混凝土初喷完成之后，对其表面进行有效观察，保证表面的平整性与稳固性，且无杂质与尖锐突出物，如发现尖锐突出物。可以采取割去其根部或者用水泥砂浆覆盖的方式的予以解决。将无纺布通过塑料圆垫片贴在上方，并用水泥钢钉固定，最后完成焊接作业，将防水板焊接在圆垫上来提高整体的稳定性。

3.2 初喷混凝土封闭开挖岩面

进行混凝土喷射的过程中，做好初期支护工作十分重要，同时需要注意对其厚度进行一定程度的控制，一般情况下控制在4 cm至6 cm的范围之内较为适宜。在将黄土挖掘之后，由于受到水压力的作用，使其最终演变成为通路，土体表面出现了不同程度的滴水、湿润以及掉块现象。这些现象和问题都会减弱围岩的强度，所以在具体施工时可采用快封闭短进尺的方式，控制好每一次开挖的深度，以多次循环开挖的形式保证最后的深度符合设计要求。此外，在完成混凝土初喷作业后要及时封闭开挖的岩面，这样一来就能够对其防水效果进行一定程度的保证。如果水量较大，还需要对整个作业面与掌子面进行有效的封闭处理。

3.3 隧道排水施工

（1） 排水要求：在隧道之中，设置三个排水沟，其中一条为中心排水沟，同时在防水层的背面对横向排水管进行增设，以及在边墙底部设置排水管进行辅助排水。在这其中，侧沟一方面发挥了沉淀作用，另一方面也可以完成一定的排水工作；中心沟以明沟方式进行处理，施工过程中利用渗水性材料进行回填，以此提升洞内排水效果。

（2） 仰拱开挖面冒水处理：开展仰拱开挖作业时，在掌子面设置积水池，积水池的设置能够在一定程度上提高仰拱抽水的效果，积水池的体积需要根据实际的仰拱开挖情况进行确定。本工程中积水池体积确定为1.6 m×1.2 m×50 cm。仰拱开挖完成之后，发现基底部分表面呈现出明显的泉水现象，同时基底存在着较大范围的浸水。针对这种情况，对仰拱进行了初喷处理，厚度控制在15～20 cm的范围之内。需要注意的是，初喷处理完成之后，应该立即对其进行封闭，否则水流会形成一定的通路，造成地基的软化。

（3） 施工缝渗水处理：在完成仰拱混凝土填充处理之后，发现施工缝仍然存在一定程度的渗水现象。虽然渗水量不大，但随着长时间的积聚，仍然会对路面造成一定程度的影响。基于这一情况，本工程中采用了打孔预埋处理，将这部分渗水通过导管导出，并使其进入到中心排水沟之中，进而起到了有效的施工缝渗水控制效果。

4 隧道防排水结构设计注意事项

在本工程之中，隋道防排水结构的设计需要注意对涌水类型与用水量两点因素激进行有效处理。从实际情况来看，斜井的渗水情况十分严重，除此之外，部分区域还存在有水流出。针对这一情况，需要对防排水设施进行一定程度的强化。从土层结构来看，次隧道工程属于夹少量姜结石和黏质黄土。这一类型的土质结构一旦遇水极易发生软化现象，进而产生相应的膨胀问题，需要采取有效的防排水技术进行处理。在对施工方法与衬砌结构进行确定时，需要充分结合围岩的类型。在设计过程中，一方面要对隧道结构的稳定性进行有效保证；另一方面还需要采取有效的防排水措施，设计施工难度较大。

5 结语

本文主要针对铁路工程大断面黄土隧道防排水施工技术。首先结合某一具体工程对隧道的防排水设计思路进行了一定程度的阐述，然后在此基础之上从复合式防水层、初喷混凝土封闭开挖岩面以及隧道施工排水三个方面分析了隧道防排水系统施工技术，最后说明了隧道防排水结构设计中的几点注意事项。总而言之，隧道防排水施工时铁路工程隧道施工的重点，是对隧道安全性的重要保证。在对隧道进行防排水设计时，需要充分结合工程的实际情况，综合考虑各个方面的影响因素，运用科学有效的防排水技术提升隧道的防排水效果。只有这样，才能保证隧道运行的安全性与稳定性，保证铁路工程的顺利进行。