高速铁路矿山法隧道防水施工现状分析及应对措施

高 祁

（中交四航局珠海工程有限公司， 广东 珠海 519080）

0 引言

目前我国已系统掌握各种复杂地质及气候条件下高铁建造成套技术，攻克铁路工程建造领域一系列世界性技术难题；1然而在高铁施工中矿山法仍以其低廉的成本和灵活的施工流程占据着绝对主流。目前各大铁路项目矿山法隧道均存在不同程度的渗漏水情况，甚至出现沪昆铁路运营期北盘江特大桥两侧隧道严重渗水事故。面对这些严峻的“水患”问题，作为一名高铁建设者深感痛心，深知要做好隧道防水绝不只是加强施工单位的质量管理，不解决设计与现场施工的脱节问题，渗漏水事故难以根除。

1 高铁隧道防水施工关键技术总结

1.1 施工缝防水

施工缝通常采用背贴式止水带、遇水膨胀止水条、中埋式止水带的单一或复合防水方式。现场施工主要控制要点为：①止水带应安装平顺稳固；②衬砌浇筑混凝土前，应将矮边墙彻底凿毛，冲洗干净，保持湿润, 槽内混凝土界面清理干净后沿预留浅槽嵌入止水条；③混凝浇筑时加强施工缝处混凝土振捣，同时注重止水带保护。

1.2 防排水系统施工

高铁隧道衬砌背后排水系统由排水盲管、排水板等根据需要组合形成。防排水施工关键控制要点为：①铺设排水管、防水板前应重点对初期支护的表面及渗漏水情况检查②初期支护表面应平整无空鼓, 切断锚杆头并打磨平顺，喷混凝土(或砂浆)对基面进行找平处理；③基面出现股状涌水时,宜采用局部注浆、围截注浆法进行封堵,封堵后的剩余水量可用排水盲管集中将水引人洞内排水侧沟排出。④衬砌背后设置的纵、 横、环向排水盲管应通向水沟的泄水管应有足够的排水坡度。⑤排水盲管应用管卡固定牢固,敷设顺直。⑥边墙泄水管施工时应采取措施防止异物堵塞孔口；⑦纵环向肓管 、泄水管、排水管应按设计连通,管体间应采用变径三通连接,组成完整有效的排水系统。2

1.3 防水板及缓冲层铺设施工

隧道防水板应采用分离式,先铺缓冲层,再铺防水板，防水板铺设应超前衬砌施工,并应与开挖工作面保持一定的安全距离。关键控制要点如下：①防水板铺设前应在洞外检查防水板及缓冲层材料有无破损。②缓冲层铺设前对初支面进行清理，割除系统锚杆头并将锚杆头打磨光滑，对初支不平整处进行修正或嵌补；③缓冲层铺设时，应用射钉或膨胀螺栓将热塑性垫圈和缓冲层固定在基面上,其固定点的间距可根据基面平整情况确定,拱部宜为0.5 m～0.8 m、边墙宜为0.8 m～1.0 m、隧底宜为1.0 m～1.5 m,呈梅花形布置。局部凹凸较大时,应在凹处加密固定点,使缓冲层与基面密贴。缓冲层接缝搭接宽度不应小于50 mm。④防水板采用超声波热熔焊，与热熔垫圈进行焊接。⑤防水板铺设完毕后，衬砌钢筋施工中加强对防水板的保护，避免出现刺破防水板或者电焊作业烧穿防水板。第五、隧道防水层铺设作业应配置专用作业台架。防水板焊接应配置可调温调速的自动爬行焊接机以及用于局部处理的热塑焊机。2

1.4 衬砌结构自防水

通常高铁隧道衬砌设计均使用抗渗混凝土，使隧道衬砌具有初步的防水性。

控制重点为：①严格按抗渗等级进行防水混凝土的施工配合比设计；②泵送混凝土在输送管远端由于压力损失，坡度等原因易造成拱顶空洞，浇筑完后应及时进行注浆处理。③加强拱顶及施工缝处混凝土的振捣质量，避免出现蜂窝麻面及混凝土裂缝。

2 高铁隧道防水施工现状分析及应对措施

2.1 设计与现场实际脱离

现在各大设计院在设计时均存在两大主要问题：①各专业沟通不足。设计单位土建专业部门与防排水专业人员沟通不足，施工中常遇到结构设计与防水设计相冲突，在洞室等位置互相影响等问题。②设计思路因循守旧。对比2016 年出版的《铁路隧道设计规范》（TB10003-2016）与2005 年出版的《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）虽然增加了部分防排水措施、隧底排水设置要求以及补充了无自流排水条件隧道设置机械排水的规定，但可以发现排水防水设计思路基本止步不前，没能对现场施工质量问题突出部位进行针对性优化设计，脱离现场施工实际情况，导致防水施工质量问题重复出现。若要从根本上提高防排水施工质量，必须从设计之初开始。加强各部门沟通，杜绝各部门设计内容冲突问题；从现场实际出发，补强施工薄弱点的防水设计。

2.2 系统锚杆设计有待优化

高铁隧道广泛采用系统锚杆设计，根据《高速铁路隧道工程施工技术规程》中工艺流程描述，初支复喷后方可安装系统锚杆垫板。由于系统锚杆头与垫板突出初支面严重影响了初支面的平整性，且锚杆头打磨作业量大，施工单位难以落实，容不可避免出现锚杆头刺穿防水板现象。

2.3 爆破作业对防水板的破坏

自从安全步距作为强制性条文写入规范之后，在保证安全步距的同时也产生了一些副作用，以IV 围岩为例，仰拱安全步距为35 米，衬砌安全步距为90 米，台阶法施工时下台阶距仰拱距离不足20 米，掌子面爆破作业时大量飞石冲击防水板预留接头。防水板预留接头通常采用覆盖保护，效果有限，导致很多防水板被爆破作业破坏，修补工作量大，即使修补也难以保证防水板的搭接长度。

2.4 工人素质不高，盲管堵塞

隧道防水施工工艺要求较高，尤其是施工缝防水及盲管施工受人为因素影响较大，实际施工中，专业防水工人素质参差不齐，许多工人难以接受技术交底中较复杂操作流程，且隧道为24 小时循环施工，夜间施工时工人往往对防水施工质量控制较差，导致初支面的平整度处理不到位、预留锚杆头打磨不到位、防水板预留搭接长度不足、止水带定位不居中等质量问题。现场质检员及监理工程师夜间验收流于形式，难以落到实处，导致很多问题被隐蔽，出现渗漏水隐患。

要解决现场施工质量问题，关键在于专业化队伍建设，国家应将防水施工纳入专业技术人员考核，要求防水作业工人持证上岗，各施工单位应对作业队伍实行审核准入制度，将防水作业委托给专业化防水施工队伍并签订长期合同，逐步淘汰临时工，形成行业良性发展。

2.5 缺陷整治对防水的破坏

随着我国高铁多次提速，隧道静态验收越来越精细化，针对隧道初支背后、衬砌与初支之间的空洞，进行了大量的衬砌开窗凿除处理。衬砌开窗又导致了大量的衬砌防水板被破坏，即使后期进行修补，也必然会出现搭接不足问题，产生防水缺陷。

若想减少隧道缺陷、提高隧道静态验收一次合格率，必须加强施工单位现场监督和质量控制，通过过程控制消除缺陷，防止出现因缺陷整治破坏防水板。

3 结语

综上所述，想要保证隧道防水质量，提高铁路隧道的安全性，必须从设计创新、专业化队伍建设、提高隧道施工质量管理等方面入手，结合不同地质情况，综合施策，加强防水薄弱环节施工管理。在进行铁路隧道设计时，必须要科学合理的进行规划，详实查明地质和地下水情况，确保防水施工的科学性和合理性，尽可能降低现场施工难度；创建专业化防水施工队伍，通过提高从业人员素质，让专业的人做专业的事，严格施工工艺和作业流程的现场监督和质量控制，提升整体的铁路隧道施工质量和防水性能；不断的探索和创新新的防水施工技术，改进现场不适用于现场实际施工的工艺方法；提高施工质量，避免出现大范围缺陷整治。以上个人施工经验能为高铁从业者提供一定的借鉴。