论排防水技术在铁路隧道施工中的应用
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摘 要：作为铁路隧道工程的常见质量问题，渗漏水往往会给铁路的使用和维护造成严重影响，在缩短其使用寿命的同时，还可能导致严重的行车安全事故，必须引起设计、施工、管理等部门的重视。本文在分析了造成铁路隧道渗漏水问题原因的基础上，提出了防水型和排水型隧道在设计施工中应注意的一些具体问题，为有效解决渗漏水对铁路隧道造成的危害，提出了富有针对成的对策措施。
关键词：铁路隧道施工技术排防水系统
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1.1 铁路隧道渗漏水问题造成的危害
调查显示，在我国铁路隧道失格的案例中，造成病害的主要原因常是隧道的渗水、漏水问题。有渗漏水存在的隧道内，常因路面与道床的积水导致隧底翻浆，给铁路通车安全埋下风险隐患；渗漏水使隧道内空气湿度增加，在影响照明、通信系统工作的同时，也会造成钢轨设施的损坏；此外，有腐蚀性的渗漏水还会使衬砌混凝土的碳化加速，导致混凝土结构的破坏，严重缩短了隧道的使用寿命。为解决隧道建设和维护中的这一难题，很多单位都非常重视施工中排防水措施的运用，随着铁路施工技术的发展，很多排防水措施都也已经取得了不错的成果。然而，由于铁路隧道渗漏水问题的成因复杂，影响因素多，目前的施工技术还难以将其彻底解决，特别是一些工程在竣工时可以达到不渗、不漏的验收标准，但使用一段时间后，渗漏问题仍会逐渐暴露，给铁路维护工作带来困难。有鉴于此，研究人员应全面分析渗漏水的形成机理及其各影响因素，并进行有针对性的长效排防水措施设计与施工控制，确保铁路隧道工程施工质量的提高。
1.2 形成隧道渗漏水问题的原因
首先，结构防水的关键在于适度排出衬砌后的地下水以减少其对衬砌造成的压力。然而设计施工中个别环节的疏失常导致排防水系统的不健全，甚至使其整体功能失效。以注浆施工为例，若在注浆前未有效保护排水盲沟和盲管，则常有砂浆堵塞盲沟盲管的现象发生，而泄水孔设置的不合理也常使盲沟及盲管中的水无法顺利进入排水沟，衬砌背后的地下水越积越多，在压力的作用下，水就会从衬砌较薄弱的位置渗流而出。其次，由于以前的设计往往未对隧道底板进行排防水处理，导致底板成为了最易出现渗漏水的部位，加之施工时可能出现的地基处理不干净、浇筑时混凝土与地层结合不够紧密等问题，常使铁路在运行期间由于动载和冲击荷载而造成底板破裂和轨道变形，甚至可能引发严重的行车安全事故。此外，施工中混凝土和易性欠佳，防水材料不符合质量要求，防水外加剂对混凝土固化收缩性能存在不良影响等也是导致渗漏水发生的重要原因。
2 排防水设计中应注意的问题
2.1 做好设计前的准备工作
应通过合理、完善的排防水系统设计为施工控制提供技术支持。设计开始前，应详细研究工程所在地的地质、气候、水文等资料，并通过现场踏勘全面掌握地质构造、地下水类型、裂隙及节理等设计依据，以制定更加有效、可行的排防水措施。防水材料的选择应以长效、经济、环保为原则，并针对不同的水文地质条件，选用不同性质的材料，如在地下水存在腐蚀性的情况下应采用防腐水泥以延长衬砌的使用寿命。
2.2 不同条件下采用不同的设计形式
根据设计形式的不同，隧道可分为防水型和排水型两种，具体采取哪种形式，则应综合考虑当地的工程条件而决定，力求在有效解决隧道渗漏水的同时，尽可能减少施工对周边地区生态环境的影响。一般而言，当铁路隧道穿过地下水较大的岩溶或断裂破碎带时，考虑到可能对生态环境造成的影响，可采取限量排放、以堵为主的防水形式，使隧道防排水达到合理堵水的效果。而在岩溶地下水发育地段，为维持岩溶暗河的原有的形状，可采取以堵为辅、以排为主的排水形式。在同一座隧道的不同地段中，也可能同时存在排水型隧道和防水型隧道两种形式，此时要注意处理好这两种形式的过渡措施。
3 铁路隧道施工中排防水措施的应用
3.1 模筑混凝土主体自防水的施工要点
要提高混凝土主体的防水性能，首先应确保衬砌的厚度符合设计要求，开挖时，为防止发生欠挖问题，可利用一开挖轮廓检查架检查开挖轮廓、拱顶墙部、以及防水层的厚度。其次，在混凝土的机械拌合过程中，应设置旁站监督，确保搅拌时间不低于2min且严格符合设计配合比，提高混凝土的均匀性与和易性，为防止其在运输途中的离析问题，还应在泵送前进行二次拌和。若混凝土的坍落度有损失而不能满足施工要求，不得随意加水，而应加入原水灰比的水泥浆拌和。
3.2 喷射混凝土防渗技术的应用
隧道围岩面处理对于喷射混凝土时十分必要的，围岩漏渗水对喷射质量有直接的影响。当隧道处于软弱围岩段时，为保证支护抗渗能力，应对支护及其背后进行注浆，使喷射混凝土层内部密实。对于突出于围岩面的锚杆端部或钢筋头，可事先切割然后喷射，或者在喷射后在进行切割，然后对其再补喷或用砂浆覆盖。在喷射完后，还用对混凝土进行适当的养护工作，减少混凝土裂纹的发展。
3.3 防水层的选择与施工
防水层是山岭隧道复合式衬砌中防排水体系的重要组成部分，可以有效消除底层渗水对二次衬砌的影响，并对初期支护和二次衬砌起到隔离作用，减小喷射混凝土对二次衬砌模筑混凝土的约束应力，避免二次衬砌裂缝的产生。在选择防水层时，如果水压超过30m水头，该标准要求除了设置一道内部防水棍凝土层外，还需要安装一道柔性防水衬层，并采用环向止水带密封每一道施工缝。如果水压超过60m水头，则应安装双层防水板。目前国内多采用EVA、ECM、PVC等塑料防水板作为防水层，设计经验表明，铁路隧道防水层采用EVA或ECM防水板时，其厚度应大于1.5mm，幅宽则应在3m~4m之间。
3.4 洞内排水系统的设置
为确保地下水能从衬砌背后顺利排出，还应在其背后设置一洞内排水系统，该系统主要由中央排水管、侧沟、以及横向、纵向、环向等排水盲管盲管组成。初期支护喷射混凝土和岩面、防水层之间的水通过环向排水盲管下渗至纵向排水盲管；纵向排水盲管将水汇集流入位于衬砌基础的横向排水盲管，然后再排至中央排水管中。地下水主要通过隧道内侧沟，由侧沟汇集排至中央排水管。中央排水管的总体坡度、段落坡度和单管坡度要协调一致。洞内排水系统埋设完成后，还应以通水实验测试其是否能够有效发挥排水功能。
4 结语
综上所述，隧道排防水系统的设计和施工对提高隧道工程整体质量，提高铁路运输的安全性，降低维护成本等，都具有关键性的影响和作用，必须引起各部门的充分重视。技术人员应从深化排防水责任意识出发，在充分了解本地区工程条件的基础上，优选隧道形式，完善系统功能，加强对施工各个环节的质量控制，以优异的防水效果，确保隧道工程经济效益与社会效益的实现。
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