铁路山岭隧道施工中防排水技术探索
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【摘要】：尽管在近些年修建的铁路隧道中都采用了新材料与新技术进行综合治水，但是仍有相当多的铁路隧道在建成后不久出现严重渗漏，这表明目前工程上的流行防水技术措施还存在一定的问题。作为从业者我们一定要深入探索防排水技术，从而保证工程的质量。
中图分类号：[U25] 文献标识码：A
铁路隧道是修建在地下或水下供车辆通行的建筑物。根据其所在位置可分为三大类:为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道；为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道；为适应铁路通过城市内而在城市地下修建的称为城市隧道。
渗漏水是铁路隧道运营期间的常见病害。地下水的存在不仅可能造成施工困难，还会不同程度地降低围岩强度，留下安全隐患。而地下水的侵入和渗出造成的隧道渗漏，已经成为隧道运营期问的主要病害。下面主要针对山岭隧道进行讨论。
1隧道地下水危害
地下水广泛存在于地下岩土体中，与人类工程活动(尤其是隧道与地下工程)关系密切。地下水与岩土体的相互作用会使岩土体的强度和稳定性降低，产生各种不良自然地质现象和工程地质现象，如滑坡、涌水、突泥、侵蚀、地基沉陷、翻浆等，给隧道工程的建筑和正常使用造成严重的危害。
此外，在地下水的大量化学成分，侵蚀性的存在，可能对混凝土、钢筋产生不同程度的腐蚀作用。腐蚀性地下水在隧道内的渗出。不仅对隧道衬砌和路面造成影响，还将影响到隧道内机电设施的运营安全和运营效率。
2进洞前防排水处理
首先,在隧道进洞前应对隧道轴线范围内的地表水进行了解,分析地表水的补给方式、来源情况,做好地表防排水工作。如用分层夯实的土回填勘探用的坑洼、探坑；对通过隧道洞顶且底部岩层裂缝较多的沟谷,建议用浆砌片石铺砌沟底,用水泥砂浆抹面勾缝；开沟疏导隧道附近封闭的积水洼地；在地表有泉眼的地方,涌水处埋设导管进行泉水引排；在隧道洞口上方设置天沟,并用浆砌片石砌筑。将地表水排到隧道穿过的地表外侧,防止地表水的下渗和对洞口仰坡冲刷,并与路基边沟顺接成排水系统；洞顶开挖的仰坡、边坡坡面可用喷射混凝土将其封闭,并对洞口上方及两侧挂网喷浆；若在洞顶设置高压水池时,应做好防渗防溢设施,且水池宜设在远离隧道轴线处。
3铁路隧道防排水设计
随着经济建设的高速发展，和对科学技术的高度重视，我国隧道的防排水技术也有了长足的进步。一般铁路隧道的防排水体系具有圈层构造，可用“一堵两排两防”来概括:即一圈围岩注浆堵水，喷射混凝土与防水层间、防水层与衬砌间两圈排水，专用防水层和衬砌混凝土两层防水。
3.1围岩注浆堵水、
围岩注浆堵水即在隧道围岩的富水区段向地层灌注浆液，封堵地层中的渗水裂隙，减少围岩流向隧道的渗水。围岩注浆堵水既可在隧道开挖前从地表钻孔实施，也可在隧道开挖后通过径向注浆或超前预注浆来完成。一般开挖过程中采用超前小导管预注浆，即拱部和边墙在开挖完成后打设超前小导管并注浆至设计要求后，挂网喷混凝土后进行下一个循环的开挖；径向注浆一般应用在衬砌施工之前，垂直于隧道轮廓线打设一圈注浆锚杆并注浆至设计要求后进行二次衬砌的工作。
3.2喷射混凝土与防水层间的排水
从围岩中出来的渗水，受到防水层的阻挡，不能沿径向渗向隧道，而只能在重力的作用下沿着喷射混凝土与防水层间的间隙下渗。如果隧道围岩的渗水量不大，则此间隙足以将其下排。如果隧道围岩的渗水量较大，在喷射混凝土与防水层的间隙应每隔数米设置环向排水盲管，用以增加渗水的下排能力，水量较大的区域加密盲管，使水流可以沿着盲管渗漏下去，减小喷射混凝土与防水层间隙内的水压，进而减小渗水穿越防水层的可能。
3.3防水层
在铁路隧道建设中，隧道防水技术的核心是在复合式衬砌中设置防水层。防水层由防水板和无纺土工布组成。防水板的作用是将地层渗水拒于二次衬砌之外，以免水与二次衬砌接触并通过二次衬砌中的薄弱环节渗入隧道。土工布的主要作用是保护防水板，使防水板免遭尖锐物的刺伤而破损失去效用，同时充当喷射混凝土与二次衬砌间的渗水下排通道。近年来，我国的隧道防水材料发展很快，种类繁多，其中有聚氯乙烯（PVC）、乙烯/乙酸乙烯共聚物（EVA）和高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）等应用广泛，具有优良的柔韧性、防渗性、延伸性、耐磨性、耐老化、环保无污染等优点。防水层的铺设工艺也在不断改进，其中以双缝焊接和免钉穿防水板铺设工艺最具代表性。
3.4防水层与二次衬砌
由于防水层在隧道施工期间和运营期间均有可能受到损伤，一旦防水层出现缺陷，防水层外的有压水就会穿过防水层渗流到二次衬砌中。由于二次衬砌与防水层之间空隙极小，又缺乏土工织物充当排水通道，二次衬砌与防水层之间的渗水下排到纵向盲管的阻力很大。这种情况下，渗水就容易沿隧道纵向扩散，通过衬砌的缺陷部位，尤其是衬砌施工缝，向隧道内渗漏。因此，防水层与二次衬砌间的排水也很重要，而目前在隧道防排水体系设计中一般不考虑采取防水层与混凝土衬砌间的排水措施，这是一个普遍存在的问题。
3.5二次衬砌防水
二次衬砌是隧道防水的最后一道防线。目前在衬砌设计中一般均采用抗渗等级大于等于P6的混凝土。施工过程中混凝土配合比得当，浇筑时振捣充分，不出现漏浆和走模等意外情况，浇筑完后保养到位，在水压较小的情况下，地下水是不易渗透至隧道内的。然而，事实上目前的许多隧道在建成后，衬砌的一些部位仍出现了渗漏水现象，特别是在衬砌施工缝处更是容易发生渗漏。这表明目前二次衬砌在设计和施工方面仍有待改进的地方。应通过合理设计、精心施工，使混凝土密实不裂，施工缝的防排水构造合理，保证整个衬砌防水可靠。
4隧道注浆治水
隧道整治原则是“以排为主，排堵结合”。目前对于初支完成后治水采用比较广泛的是壁后径向注浆，针对隧道围岩淋水部位，利用风动凿岩机，地质钻钻孔。注浆材料主要采用超细水泥、普通水泥单液浆、超细水泥－水玻璃双液浆、普通水泥－水玻璃双液浆进行注浆堵水施工。采用径向布孔，将水挤排至水沟，使隧道淋水围岩形成一道隔水层，防止渗流水进入隧道内。
注浆孔口管一般采用Φ42普通钢管加工，前端加工封闭成锥形，从管前端在管壁每隔30cm梅花型布置Φ4～6毫米溢浆孔。垂直于隧道轮廓打设一圈，环向间距一般2.5米。注浆压力达到终压，并稳定15～20分钟，涌水量满足设计要求方可停止注浆。
对于初支背后空洞较大的地段一般采用回填压浆，对空隙较大的后背压入砂浆，初压完成后再重新打孔，压入水灰比0.6～0.7的水泥浆进行检查压浆。压浆后仍有渗水的地段采取高浓度的双液压浆。对衬砌后背填料较满的隧道直接压入0.6～0.7水泥浆，检查压浆时最好掺入5 %UEA膨胀剂等材料。
双液压浆:把水泥浆和水玻璃按比例混合后压浆。它的特点是速凝，对涌水量较大的地段堵水效果较好。
浆液浓度要因地制宜，对渗水量较大的地段加大浓度，保证3～5min初凝最好。施工前对各个材料的指标进行试验，采用最优方法。
【结束语】
隧道洞内、洞外防排水系统是有机联系的，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的安全质量产生不良影响。我们在实际施工中应该将这两者结合起来，因地制宜，对症下药，建设出令人满意的百年工程。
【参考文献】
【1】高广义, 陈立杰。象山隧道岩溶段注浆技术优化研究 2011年
【2】陈凤熔, 闫朝涛.南京玄武湖隧道防水体系论述 2005年
【3】吕康成.隧道防排水工程指南 .2005年