客运专线隧道防排水施工技术.pdf

第l 2 期 2 0 0 8 年1 2 月 广东 土木与 建筑 GUANGD 0NG ARC HI T E C T URE C I VI L E NGI NE ERI NG N o ． 1 2 D E C 2 0 0 8 客运专线隧道防排水施工技术 朱海斌 1 任彩 霞 2 ( 中铁十二局集团第四工程有限公司 陕西西安 7 1 0 0 2 1 ) 摘要 ： 结合客运专线隧道防、 排 水施 工实例 ． 对隧道 防排 水各施工 工序控制进行进一步改进加 强， 使隧道防 、 排 水施工控 制取得 良好效果 。 关键 词 ： 客运专线 ；双线铁路 隧道 ；防排水 ；施 工工 艺 1工程概 况 新建武汉至广州铁路客运专线是我国第一条设 计时速达到 3 5 0 k m ／ h的高速铁路． 山天尾隧道f 长 3 8 5 1 m) 是其中的重点隧道之一 ． 位于广东省清远市 英德境 内 该隧道为双线电气化铁路隧道 ． 线间距 5 m． 采用 无碴轨道设计 ． 结构耐久性设计为 1 0 0年 隧道结构 防水等级为一级 ， 不允许渗水 ． 结构表面无湿渍。 2 设计 原则 隧道 防排水设计遵循“ 防排截堵结合 ． 因地制 宜 ， 综合治理” 的原则， 采取切实可靠的措施 ． 重视初 期支护防水 ， 以衬砌结构的防水为主体 ， 以施工缝 、 变形缝防水为重点 ， 辅 以注浆 防水和防水层加强 防 水， 使洞内外形成一个完整的防排水系统 ． 达到防水 可靠、 排水畅通、 经济合理 、 不留后患的 目的， 保证隧 道结构和设备的正常使用和行车安全 3隧道 防排 水结 构形 式 隧道 防排水以衬砌结构 的防水为主体 ． 因此隧 道二次衬砌采用 C 3 5防水混凝土 ， 其抗渗等级不低 于 P 8 。 隧道初期支护与二衬之间拱部及边墙部位铺 设 防水板加土工布防水 ， 隧道纵 、 环向施工缝 ( 含仰 拱 ) 均涂抹混凝土界面剂 ， 并加设 中埋式橡胶止水 带 。 环向施工缝内缘采用嵌缝材料嵌缝 二次衬砌拱部预留充填注浆孔 ． 待混凝 土达到 设计强度后进行充填注浆 洞 内设置双侧排水沟加中心排水明沟 ． 根据隧 道的具体情况 ， 设置环 向、 纵 向盲管 ， 将渗漏水引人 洞内侧沟．经过侧沟的汇集和沉淀后由侧沟和中心 水沟排出洞外 。 4隧道 防排水 施 工工 艺 4 ． 1 裂隙的引排水处理 在隧道开挖后 ．遇到局部股水或在初期支护表 面 出现的局部渗水及小股滴水 ． 首先在渗水周围注浆 将水流汇聚至一处集 中排水点 ．再通过树枝状 ~ 3 0 P V C导水管将水流引排到隧道侧沟 ． 导水管顺初支 基面每隔 1 ． 5 m通过射钉 固定 ． 形成一个紧贴初期支 护的通道 ． 从而起到排水 的功用。 当岩体缝隙( 裂隙) 涌水量较大时 。 则采取先钻 引水孔泄压 ， 再对裂 隙注浆 ， 最后用膨胀快硬水泥对 引水孔进行封堵处理 4 ． 2基 面处 理 在二衬前对初支基面进行全面检查 ． 对喷射混凝 土表面有较大的尖锐物等硬物凿除干净 ，对于锚杆 头 、 钢管头 、 铁丝等突出物从根部割除， 同时用 l ： 1 ． 2 5 的水泥砂浆覆盖抹平处理 ，避免浇筑混凝土时刺破 防水板。 清扫基层上的所有杂物 ． 表面做到平整、 无空鼓 、 裂缝 、 无疏松、 无渗漏水 ， 用 2 m靠尺配合塞尺进行量 测 ． 初支基面相邻凸面间凹进去的深度与其距离的比 值不小于 1 ／ ／ 6 。 否则补喷混凝土使其表面平整圆顺。 4 ． 3 环 向盲管的设置 在每一板衬砌 中间设置 1 道环向盲管 ( 山天尾 隧道采用 9 m长台车， 则每 9 m设 1道) ， 两纵 向盲管 引出口中间间隔 2 6 c m．在其 间会形成排水盲区， 为 改善其排水环境。 增设 1 道环向排水盲管 ， 在局部有 渗水或在初支表面有湿渍 的地方加设环 向盲管 ， 盲 5 3 2 0 0 8 年1 2 月 第1 2 期 朱海 斌等： 客运 专线隧 道防 排水 施工技 术 D E C 2 O o 8 N o ． 1 2 管采用 5 0双壁打孑 L 波纹管( H P D E) 外裹无 纺布 ， 透水率达 4 0 5 0 c m 2／ m 具体设置方法是 在沿初支基 面环向 1 ． 5 m间距 用钢卡 固定 紧贴于初支基 面上 ． 并最终将环 向盲管 引入 到洞 内侧 沟里 4 ． 4 矮 边墙 施工 为了更好地控制纵向排水盲管 的纵坡 ． 采用外 方总监建议 ． 在安装纵向双壁打孔波纹管 的下面施 做混凝土矮边墙来架设纵向盲管 ． 墙顶纵 向坡度与 隧道纵坡保持一致 这样在隧道边墙脚初支基底与 仰 拱之 间 的空 隙设 置 矮边 墙 架 设纵 向盲管 ． 既填 充 了初支与仰拱之间的空隙 ． 又起 到控制架设纵向盲 管的作用 ． 配合无砂混凝土防水效果 明显 矮边墙采 用 C 2 5的混凝土模筑施工 ， 顶面平整 ， 线形顺直 4 ． 5纵向盲管的设置 施工完矮边墙后在其顶面放置纵 向盲管 ． 用细 铁丝缠绕 ． 间隔 l m紧固在其底部矮边墙 的铆钉上 纵向盲管采用 1 5 0双壁打孔波管 ．外裹无纺 布 ． 透水率达 8 0 1 0 0 c m2 ／ ／ m。 打孑 L 的一侧置于上方 ． 与渗水体相邻 ．不打孔的一侧 向下置于矮边墙上 纵 向盲管全洞通长双侧布置 ． 1 5 m设置一段 ． 端头设 置 1 3 5 。 的弯头将 出水 15引至侧沟 ． 引水管采用不打 孔不外裹无纺布的 H P D E管 。 用钢筋支架固定 ． 控制 其 2 ％的横坡排水到侧沟． 浇筑混凝土时将端头密封 为了确保二次衬砌防水板的密闭性 ． 放置纵向盲管前 将 1 m宽的防水板用铆钉钉于矮边墙上 ．与拱墙二 衬防水板热熔焊接连成一体 4 ． 6无砂 混凝 土施 工 在纵向排水管上方施作无砂混凝土作为渗水体 反滤层 ． 使顺防水板 的渗漏水经渗水反滤层进入纵 向盲管 ． 无砂混凝土采用粒径 3 5 c m的河卵石与水 泥配 制而 成 ． 按 l ： 0 ． 5的坡度 设置 施工 无砂 混 凝土 如 图 l 所 示 图 1纵向盲管及 无砂混凝土施工示意图 4 ． 7 防水 板 的铺 设 防水板采用无钉铺设工艺 ． 使用分离式防水板 ． 土工布、 防水板分开施作 ， 土工布钉设 ， 防水板通过 热熔焊接挂设 防水板为无色透明的 E V A制成 ． 厚 度大于 1 ． 5 m m。 宽 2 ．5 m： 土工布为4 0 0 g ／ m z 无纺布。 在处理好的基面上铺设土工布．用射钉在热塑 性暗钉圈上钉设 固定 ． 侧壁 2 ～ 3个／ m 2 ． 拱顶部位 3 4个／ ／ m z ， 呈梅花型布置 ， 垫圈必须牢靠 、 稳定。暗钉 圈固定在初期支护喷射混凝土层上最深处 ． 应在该处 加密塑性圆垫圈， 保证土工布与初期支护面密贴。 防水板铺设采用热熔法手工焊接 ．在塑料圆垫 片上与土工布粘结 ． 环向铺设 ． 避免防水板焊接时产 生扭结 、 褶皱 。 下部防水板要压住上部防水板。铺设 时应注意松紧适度且必须预留一定的余量 ．保证防 水板全部面积均能抵到初支面．与基面凹凸起伏一 致． 保持 自然． 平整服贴 接缝采用双缝焊机( T H - 5 1 5型爬焊机， 0 ℃ 5 0 ℃) 热风双向焊接技术 ． 焊缝搭接宽度不小于 1 5 c m， 每道 焊缝宽 1 ．5 c m． 经试验． 焊接时以 1 ．2 m ／ m速度行进， 温度控制在 2 5 0 ~ ( 2 左右最佳 ， 焊接前应清除两防水板 的灰尘 ， 焊缝要透明、 无杂质 、 无气泡 ， 保证焊接质量 达到防水要求 4 ． 8 施工缝、 变形缝防水施工 隧道衬砌纵环向施工缝 ( 含仰拱) 均涂抹混凝土 界面剂并加设中埋式橡胶止水带 ．拱墙环向施工缝 内缘采用双组聚硫密封膏( 胶 ) 嵌缝 ． 变形缝填充聚 苯板并加设 中埋式钢边止水带 ．外缘采用外贴式橡 胶止水带 ． 内缘采用双组聚硫密封膏( 胶) 嵌缝。 近控 制施工缝中埋式止水带埋设位置准确 ，其中间空心 圆环与缝的中线重合 ．固定通过堵头钢模板和木模 板夹住 ． 通 过角 钢 固定 木板 支挡 。 仰拱施工时通过全站仪测量隧道的施工缝位置， 保证拱墙二衬和仰拱施工缝在 同一位置，以保证止 水带闭合成环 ， 起到整体防水的效果 。 仰拱止水带采 用中埋式橡胶止水带 ． 仰拱堵头模板分上下两层 ， 将 止水带夹在上下挡头板上后 ， 通过特制的钢筋与横、 纵向钢管 固定牢 固 止水带定位时必须在界面部位 保持平展 ． 不得使橡胶止水带 翻滚 、 扭结 ， 当发现有 扭结不平展现象时应及时调整 。 仰拱与仰拱填充采取 台阶状施工 ．可更好地防 止毛细渗水现象发生． 发挥良好 的防水效果 。 拱墙止水带整环设置．其接头可采用热接焊接 或冷接f 止水带厂家配备有粘接胶 ) 方法施工 。施工 2 0 0 8 年1 2 月 第】 2 期 广东土 木与建筑 D E C 2 0 o 8 N o ． 1 2 缝严格凿毛和清理 ． 清洗仰拱 、 拱墙混凝土接茬面 ， 并涂抹混凝土界面剂 ． 调整和修整 已成拱墙接头止 水带 ． 严格处于规定位置 ． 以保证混凝土浇注时端头 止水带的位置固定 ． 确保止水带发挥真正的作用 ， 保 证防水效果 4 ． 9 二衬 施 工 做好拱墙二衬施工是隧道防排水整体质量 的关 键环节 ． 因山天尾隧道地下水对混凝土具有 中等溶 出型侵蚀及中等硫酸性侵蚀 。 故拱墙采用 C 3 5抗 渗 防腐混凝土 ． 施工拱墙混凝土灌注时 ． 两侧分层对称 浇筑． 控制相邻高差 捣固利用模板台车预留窗口， 采用插入式振动器和模板台车上固定的附着式振动 器结合进行 ． 必须保证振 固密实 ， 绝不能出现因漏振 出现的混凝土质量通病 必须注意插入式振捣器 的 方 向和角度 ． 避免 出现混凝土浇筑过程中对防水板 的损伤。 拱顶封 口必须紧凑 ． 及时从 已灌注成型二衬端 倒退进行 ． 争取拱顶混凝土一次从一端全拱顶摊铺 ． 防止封顶的隐性接茬而影响外观 ． 保证混凝土密实 度是隧道防排水质量控制的最后一道重要工序 4 ． 1 0 充填 压浆 隧道拱顶背后进行充填压浆 ． 不仅可充填 由于 混凝土浇筑不饱满形成 的剩余空间 。 使初支 与二衬 密贴而共同受力 ． 而且可以填塞由于混凝土不 密实 或开裂形成的缝隙． 封堵地下水的来源 ． 起到防水作 用 预埋注浆采用 ~ 5 o的 P V C管沿拱顶轴线布设 ． 间距 3 ． 5 m． 在混凝土达到强度后施工 注浆材料采 用水泥砂浆 ． 注浆压力 0 ． 3 0 ． 5 MP a ． 注浆达到终压力 后即可终止注浆 ． 然后将外露的 P V C管割除 ． 并将注 浆孔封填密实 4 ． 1 1 侧沟、 中心水沟施工 隧道在施工侧沟前清理各引 出到侧沟 的纵 、 环 向盲管及裂隙水引水孔 ． 确保使其排水顺畅与位置 正确 按设计图纸要求每 3 0 m设置 1道横向排水管 到中心水沟 ． 形成一个完整的排水系统 ． 中心水沟每 3 0 m设置 1个检查井 ． 便于水沟工后 的清理与维护 ． 施工时严格控制其沟底标高与横、 纵向坡度 ， 保证排 水顺畅 5施工中的注意事项 5 ． 1 环 向盲管伸 出至侧沟时， 从纵 向盲管下部通过 矮边墙伸人到侧沟 ， 矮边墙施工时要预埋环向盲管。 5 ． 2 固定在矮边墙上的防水板 紧贴于排水体和纵 向盲管 ． 且与拱墙防水板搭接时置于其下部焊接 ． 防 止浇筑混凝土时造成防水板脱落或破坏 ． 防水板焊接 时最大搭接层数为 3层 5 ． 3 防水板破损处加设补丁进行补焊 ． 采用 圆角补 丁． 其边缘距破损边缘距离大于 7 c m． 补 丁应满焊 ． 不出现空鼓 ． 同时要进行漏气检测 。 为确保防水板的 密闭性 ． 在小补丁上加设大补丁后热熔焊接密封 5 ． 4防水板用热熔焊机在与热塑性垫 圈焊接时要 用隔热垫片 ． 加热温度控制在 2 0 0 ～ 3 0 0 ~ C 之间， 防止 烧伤防水板 5 ． 5 防水板双焊缝要采用充气法进行检测 ． 充气压 力为 0 ． 5 MP a ． 保持该压力 2 mi n以上 ． 允许压力下降 不超过 2 0 ％时合格 ， 如压力下降 ， 则查 出漏气部位 并对其进行全面手工补焊 。 直至不漏气为止。 5 ． 6 为 留出施工缝处聚硫密封膏嵌缝空间 ． 在施作 第 1 节衬砌 的挡头模板靠近台车一侧 固定一截面为 1 0 x 1 5的塑料条 ． 在灌注第 2节衬砌前 ． 于施工缝 内 缘处设一截面为 2 0 ~ 1 5的硬塑料泡沫条 ． 待衬砌脱 模后取出硬塑料泡沫条 ． 随后进行嵌缝处理。 5 ． 7拱顶充填注浆预埋 P VC管时应小 心施 作 ． 以 免衬砌背后防水板捅破而影响隧道的防水能力 6结语 做好隧道的防、排水是保证高速铁路在电气化 运营下安全与质量的基本条件 ．也是高速铁路进一 步发展的需要 ． 同样隧道防、 排水施工质量也是客运 专线与普通铁路隧道施工的重要区别之一。 通过加强隧道防、 排水各施工关键工序控制 ． 使 隧道防、 排水达到客运专线不渗不漏的要求 ， 防、 排 水系统得到进一步的完善 ． 为高速铁路的运营奠定 了 基础 5 5