隧道防排水施工工艺探讨
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摘要：在公路隧道建设中,影响隧道建设质量好坏的诸多因素中,水是重要影响因素之一,因此做好隧道工程防排水是本文主要探讨的课题。
关键词：隧道，防排水，施工工艺
0.引言
隧道防水的概念有狭义和广义之分:狭义防水是指由衬砌混凝土、防水层和壁后压浆所构成的隧道防渗漏屏障;广义防水则泛指“防、排、截、堵”水四个方面。有时也将隧道防排水的概念与广义防水的概念等同起来,以强调排水与防水的同等重要性。从本质来看,洞内、洞外防排水系统是有机联系的,对隧道防排水的各项要求也是有联系、相互影响的,任何工序上的失误都将对隧道产生不良影响。尽管在近些年修建的隧道中都采用了新材料与新技术进行防水,但是仍有相当多的山岭隧道在建成后不久便出现严重渗漏,特别是在隧道预埋洞室、施工缝处、隧道的接口处及管节之间的连接处等薄弱环节的渗漏水更为严重,成为隧道工程一大病害。
1.结构防排水施工工艺
1.1喷混凝土阻水层及Ψ型弹簧排水管施工工艺
某隧道（下行线）喷射混凝土采用工艺，先将骨料预加少量水，使之呈潮湿状，再加水泥拌和，从而降低上料、拌和和喷射时的粉尘，回弹量减少。该隧喷混凝土为20号，配合比水:水泥:砂:碎石：速凝剂=0.45:1:1.88:1.74:0.04，32.5级普通硅酸盐水泥，Ⅱ区粗砂，粒径5～16mm碎石，MRT型粉状速凝剂，施工质量较理想。
为满足初期支护及阻水的双重作用，又利于Ψ型弹簧排水管施工，根据初期支护喷射混凝土的厚度及地下水的大小和围岩变形收敛情况，喷射混凝土分二至四层进行，每层厚度不小于5厘米。首先，当隧道开挖断面符合设计求后，由于围岩裂隙水的全面流出，立即喷射第一层混凝土（厚度5厘米）进行封闭，随着围岩的变形，第一层喷射混凝土表面产生裂缝漏水，凡漏水处均设排水半管。Ψ型弹簧排水管先用2厘米射订临时定位，再向其表面喷射2～3厘米速凝灰浆包裹固定，然后喷第二层混凝土进行封闭。继续观察喷层表面，若还有渗漏现象，在各渗漏水处钻眼引水，再加Ψ型弹簧排水管。在较长无渗漏水地段，可每间隔3～5米沿墙壁上下钻眼，按上述方法预埋暗埋式Ψ型弹簧排水管，以保证隧道在运营期间地下水变化时及时排出，减小水压。在初期支护趋于稳定的条件下，最终喷射三至四层混凝土至设计厚度。在大面积淋水或地下水流量大的地段，亦按上述方法设置多层暗埋式Ψ型弹簧排水管通过排水半管将水引入墙脚纵向排水管排出洞外，以达到“排水通畅，喷层表面干燥无水”的要求后，再铺设防水板。
经过此道施工工艺后，充分解决了隧道施工期间裂缝漏水、渗漏以及股状出水的堵漏以及排除，可确保施工期间喷射混凝土表面干燥。
该隧喷射速凝灰浆由下列成分组成：0.2～0.4mm质量良好的骨料，17％～20％的普通硅酸盐32.5级水泥，8％～10％速凝剂。试验表明，速凝灰浆初凝时间在8～10秒，完全满足施工需要。
1.2无钉铺设PVC复合土工布防水板工艺
经对进场防水板进行检查，其吊带位置并非统一值，因此现场施工时应先进行防水板的展铺，后根据吊带的具置确定固定钉的位置。固定钉采用设于基面上的膨胀螺栓。防水板的铺设应先自下向上进行，铺过拱顶中线时则改为自上而下，应随卷随下放随固定。相临两幅防水板固定后再焊接。防水板铺设时，纵横向都应留一定的松驰度，以保证防水板受混凝土挤压时能紧帖基面而不被挤破。
本隧道施工中，为确保防水板的施工质量和工作效率，采用热合机双焊缝焊接，但仍配置手工焊接工具，以便在开焊和结束时补焊或对破损点的修补焊接。
防水板的搭接宽度为10cm，两侧焊缝不小于2.5cm。
热合焊机的主要技术指标为：焊接温度20～300℃；焊接速度5～4m/min；可焊材料为热熔性塑料；可焊厚度0.2～2mm。
热合机焊接防水板，其焊接质量同工作速度、温度设定有直接关系，需专人操作。在焊接过程中如发现温度过高或偏低时应以调节速度来弥补温度的偏差。对于不透明的防水板主要靠观察有无明显的焊接线痕迹来判断温度高低。
拱墙部防水板与边墙基础防水板的搭接，应将拱墙部防水板伸入到边墙基础防水板靠围岩一侧；路面纵向标高较高一侧防水板应伸入到标高较低一侧防水板靠围岩一侧，以利防排水。
首幅防水板铺烫，测量人员要画出垂直隧道中线的横断面线。隧道纵向坡度较大时，画线要考虑坡度影响。
防水板施工质量检查可采用《公路隧道施工技术规范》中的“塑料板防水板质量检查方法”进行，简便有效。
由于天气条件等因素影响，施工运营期间地下水水量、水压会产生会产生很大变化，加之隧道围岩应力变化，隧道围岩渗水也会发生很大的变化，防水板的铺设主要解决由于后期围岩变化Ψ型弹簧排水管没有处理到的渗漏水，相当于弹簧排水管排水的第二到防线。
1.3施工缝防水施工工艺
隧道衬砌模板台车长12m，每一循环不可避免地产生一道环向施工缝。为保证施工缝不漏水、施工方便、施工质量可靠等需要，本隧采用预留凹槽嵌入普通橡胶型遇水膨胀止水条（20×30mm）来防水。
橡胶型遇水膨胀止水条（20×30mm）主要性能指标为：用手任意折不产生裂缝和断裂现象，耐久性符合有关要求，自由体积膨胀率（试件长度50mm）介于40%与75%之间。
该种方法将止水条卡入预留凹槽中，可有效的防止止水条在施工中脱落、跑位，并确保与先浇衬砌端面密贴。
其施工工序与细则如下：模板台车就位安装端头模板在端头模板内侧设置预制槽模浇先浇衬砌段、形成预留槽预留槽检查、整修后浇衬砌段台车就位前安装止水条。
1.3.1制作或订购槽模
止水条安装预制槽模采用长30cm，宽20mm，厚15mm的木条或订购橡胶条。
1.3.2安装预制槽木条或橡胶条
预制槽模安装应随端头模板一起安装，封口段预制槽模安装应现场确定长度和位置，并先钉设在端头模板上，再拼装和加固端头模板。
1.3.3预留槽检查、整修
在粘贴止水条前应对预留槽进行全面检查，不得有油污等物，槽体应平直圆顺，不得有突出混凝土凝块，不得有麻面露石。否则，应对预留槽进行清洗、凿除（直到凿除表面无缺陷为止），并用防水砂浆找平。清洗用高压水冲洗。
1.3.4止水条安装
在安装止水条前应检查预留槽是否有地下水渗入，若有应将地下水阻挡在端头以外或将地下水引开，保证止水条在安装时或浇混凝土前不被地下水淋湿。
待预留槽干燥时才能安装止水条，安装前最好先在槽内涂一层粘结剂。将止水条顺槽拉紧嵌入，确保止水条与槽底密贴，不得有空隙。若止水条明显比槽窄，可将止水条靠洞内侧贴紧槽壁嵌入，靠围岩一侧若有孔隙可用刀片切止水条成薄片嵌入挤满。止水条若有搭接，则将止水条切成对口三角形，用胶水粘接。切口处不得有缝隙。止水条用水泥钉（4cm长）或设钉枪固定。固定间距拱部20～30cm，边墙30～45cm。止水条安装后由技术人员检查合格后立即台车就位、浇混凝土，不得长时间等待。
止水条安装用于防治防水板焊接施工缺陷以及浇筑二衬混凝土时防水板有可能被破坏而产生的漏水，相当于第三道防线。
1.4墙脚排水系统的设置与施工
墙脚防排水系统是否畅通，是整个结构防水成败的关键。墙脚防排水主要将以上排水进行汇集然后通过排水沟排出洞外。
本隧采用拱墙防水结构，施工先浇边墙基础，预留边墙基础防水板与边墙防水板搭接长度50cm以上，铺设拱墙防水板时和基础防水板焊接，有效地把地下水隔离在防水板外侧，再通过墙脚的排水系统，将水排至中心水沟或洞外，成功的减轻了隧道的静水压力。
2.结语
按照上述方法进行施工有效的解决了隧道裂隙水、股状水以及各种状态的渗水，不论水量大小、水压大小都能进行有效的进行防排。此隧道施工完成2年后进行质量回访，未发现隧道有渗漏水现象，各排水管道排水正常，达到预期效果。此种设计以及施工方法防水效果较好，是一种行之有效的防排水工艺，值得推广。
参考文献：
[1]史炜.隧道施工排水技术经济分析.铁路工程造价管理,2007.
[2]杨军.黄秋山隧道防排水施工技术.科技创新导报,2009.