隧道工程防排水设计及施工措施

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一、铁路隧道工程结构防排水的设计理念

铁路隧道工程结构防排水设计应当遵循等级确定合理、系统构成完善和结构耐久可靠的理念。这是在大量工程实践中总结出来的经验，并且符合国家和行业相关规范标准的要求。

1.1等级确定合理

因为铁路隧道工程在修建的过程中环境条件变化较大，加之隧道本身的使用要求和重要性也均不相同，有些工程对防排水要求较高（如车站隧道），而有些工程在少量渗漏水的前提下并不会对正常使用造成影响。同时，隧道修建与环境条件处于一种互相影响的关系，也直接关系到隧道的整体结构和防排水措施的选择。为了有效避免过分要求高指标或是降低防排水标准的情况发生，在对铁路隧道工程进行防排水设计时应当做到定级准确，这是非常重要的一点。准确合理的等级不但能够降低工程造价，而且还有助于隧道维修。

1.2系统构成完善

多年来大量的工程实践经验表明，铁路隧道防水效果的影响因素是多方面的，大致有外部环境因素、工程防排水条件和影响工程结构自身防水能力的因素等。以往铁路隧道在修建过程中重点强调的是排水设施的完善，并在这一基础上采取相应的防水措施。由于受技术条件的限制，防水措施都比较单一，同时对环境因素和结构设置的重视程度也略显不足，这就造成了隧道防排水措施单一、效果较差，致使运营维修工作量增大。现如今，随着大量工程实践经验的积累和对环境条件、运营条件的重视，仍旧采用单一的防排水措施已经无法满足国家和行业现行规范标准的要求。建立铁路隧道防排水系统是一个综合的决策过程，应当以系统工程对待，并从工程的环境条件、排水条件、结构自身的防水能力等方面进行综合考虑，构建起一个完善的隧道防排水结构体系。

1.3结构耐久可靠

铁路隧道工程的环境和地下水质都比较复杂，一旦排水系统淤积、堵塞极有可能引起隧道渗漏水。同时，由于衬砌的工作环境和设计预期相比发生改变，从而造成衬砌结构自身的病害，这也是防水失效的主要原因。因此，为了满足防水要求，防排水系统必须耐久可靠。此外，据有关调查结果显示，引起铁路隧道衬砌渗漏水情况的原因主要有：①衬砌本身的缺陷，如混凝土级配过低、水灰比选择不当、外加剂掺入量过多或过少等，这样一来便会使衬砌产生出泌水通路。②渗漏水常出现在衬砌结构构造、施工缝、变形缝等薄弱部位。所以在隧道工程设计时，必须对衬砌的结构和混凝土的质量予以重视，这样才能确保防排水系统耐久可靠。

二、铁路隧道工程结构防排水的有效施工措施

2.1初期支护防排水施工措施

可以按照隧道渗漏水的具体情况，在初期支护作业开始前预先埋设排水半圆管，使之形成暗埋永久式排水通道系统，并将水引入隧道纵向排水管，同时再借助横向泄水管将水引入排水沟。如果是地下水较大的区段，可采取加密排水盲管的措施。①对于较为集中的出水点可以沿着水源方向进行钻孔，随后将单根引水盲管插入到孔内，再以速凝砂浆进行封堵处理，这样一来便可以使地下水从管中集中引出。②如果隧道开挖之后，在围岩表面出现股流或是线流时，应当均匀设置排水半圆管，并在排水管的周围喷射水泥砂浆，厚度控制在1～2cm左右，然后再进行混凝土喷射作业。

2.2基面处理

该工序主要是对初期支护表面的渗漏水及凹凸位置进行处理。如果是渗漏水情况比较严重的区段，可以采用注浆堵水的方法；普通区段则可以采取埋设排水管，将渗漏水引入边沟的方法。具体做法如下：割除初期支护混凝土表面外露的钢筋头和锚杆头，并切断钢筋网的凸出部分，随后用铁锤铆平，再用砂浆素灰进行抹面。当基面处理完毕后，应对其进行质量检查。可采用全站仪、断面仪等设备对支护断面进行检查，看其是否满足设计尺寸和规范标准的要求。通常情况下，应每隔10m左右检测一个断面。

2.3排水盲管施工

在铁路隧道防排水施工过程中，排水盲管的施工是较为重要的环节之一，必须予以足够的重视。排水盲管主要包括环向和纵向排水盲管以及横向泄水管，通过变径三通、四通和直通将这三者有机连为一体，使其形成一个完整的隧道排水系统。第一，环向排水管施工要点。①施工环向排水管时，应使其与支护表面紧贴或是安设在渗水岩壁上，管子的布置应当尽可能圆顺，不得存在起伏不平的现象。②可将防水板的边角料裁成宽度为2cm左右的长条来捆住盲管，再用钢钉对长条两端进行固定，也可以采用U型卡进行固定，固定点与拱部的间距应当控制在50～80cm，与边墙的间距应控制在80～100cm。第二，纵向排水管施工要点。可将纵向排水管埋设在内轨面下20cm的位置处，进行安装时应确保排水管与隧道的纵坡度相一致，这有利于排水系统畅通。其固定的施工方法基本与环向排水管相同。在固定完毕后，应当采用土工布对排水管进行包裹处理，以免水泥浆液窜入，使排水管堵塞。第三，边墙内引水管施工要点。①可在隧道的浅埋、洞口和断层破碎等地段的边墙基础内引水管，间距控制在2m左右，渗漏水情况较为严重的区段可适当加密。②当边墙基础内的引水管与纵向排水管连接位置处需要通过防水板时，必须进行特殊处理，具体做法是将排水管与防水板用焊接的方式连接在一起，不可采用混凝土在该位置处进入防水板背后。③进行混凝土浇筑时，应使用编织袋将引水管口堵上，再用胶带进行密封，避免水泥浆液窜入，拆模后应及时将编织袋取出。第四，管子连接施工要点。可采用一字形对纵向排水管进行连接，纵向、横向与边墙内的引水管应采用异型三通进行连接，连接完毕后应使用透明胶带进行缠绕，并紧密粘贴。第五，质量检查。当所有排水管全部安装完毕后，应进行安装质量检查，具体内容如下：①排水盲管与支护的间距应≤5cm，且与支护脱开的最大程度应≤10cm。②盲管的泄水孔应当通畅。

2.4防水板铺设

防水板可以采用悬挂法进行铺设。①固定点间距应控制在1m以内，拱墙防水层的搭接宽度应当≥15cm，边坡基础防水层与拱墙防水层的搭接宽度应当＞120cm。②防水板应从上向下进行铺设，铺设过程中应当按照喷射混凝土的平整度情况保持一定的松弛度。③各防水板间的搭接缝应当进行焊接处理。在具体焊接时，应将接缝处清理干净，并确保焊缝接头平整，不得存在折皱、空隙等质量缺陷。④防水板安装完毕后，应当进行质量检查，可以采用目测的方法观察焊缝表面质量。

作者：项杨 单位：中铁三局集团广东分公司