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摘要：随着我国现代化铁路和公路建设的进展，对隧道的防水要求越来越高。防排水系统施工质量的好坏，直接影响隧道工程整体质量和运营使用。本文结合铁路隧道施工实例，介绍了隧道防排水的设计及施工中的的施工措施，确保隧道的正常使用和质量，提高运输速度和能力，减少维修费用，有效的提高经济效益。
关键词:铁路隧道；防排水；设计；施工措施
随着科学技术的发展，在铁路隧道防排水措施研究已取得明显效果，隧道竣工验收时基本可以达到不漏、不渗的要求。但随着使用时间的延长，漏、渗水等隧道病害逐渐暴露。如何解决铁路隧道防排水问题，使漏渗水等隧道病害得以解决，是广大从事隧道研究人员急需解决的问题。
一、工程概况
某铁路隧道起汔里程为DKl81+373～DKl89+230，长78 570m，其中明洞40m，占全隧长的0．5％；Ⅱ级围岩6 380m，占全隧长的81．2％；Ⅲ级序围岩995 m，占全隧长的1 2．7％；IV级同岩l55m，占全隧长的2％；V级围岩287 m，占全隧长的3．6％。隧道设计为人字坡，DK181+373～DK188+000坡度为5．1‰，DK188+000～DK189+230坡度为-3‰。隧道进口82m位于半径8000m的曲线上。全隧道采用曲墙复合式衬砌。隧道穿过山间沟谷，地表水发育，谷地节理密集，局部地段岩体破碎，有一定的透水性，因此，必须做好隧道防排水工作，确保隧道的正常使用和质量。
二、防排水设计
①隧道初期支护与二次衬砌间拱墙铺设EVA复合防水卷材，防水卷材厚度≥1．2 mm，土工布密度为300g／m2。
②全隧环向设φ50塑料透水管盲沟，纵向间距8～10m，隧道纵向设φ80塑料透水管盲沟。
③全隧拱墙纵向施工缝采用涂混凝土界面剂防水，环向施工缝设置中埋式止水带防水和φ50波纹管外包土工布排水。
④隧道二次衬砌采用防水混凝土，抗渗等级不低于P8。
⑤隧道衬砌施工完成并达到一定强度后，在拱顶范围内进行补打背后回填注浆孔注浆。
⑥在开挖过程中，如发现底部有集中地下水出现，需埋设盲沟排水。
⑦隧道超前注浆采用水泥浆。
三、隧道防排水施工
1、隧道防排水施工
1.1初期支护防排水
根据洞内渗、漏水的实际情况，在初期支护(喷射混凝土层)施作之前视情况埋设排水半圆管，形成暗埋、永久式排水通道系统，将水引入隧道纵向排水管，并通过横向泄水管引入排水沟，在地下水较大的地段应加密设置排水盲管。
①对集中出水点，沿水源方向钻孔，然后将单根引水盲管插入其中，并用速凝砂浆将周围封堵，以使地下水从管中集中引出。
②当隧道开挖后在围岩表面有线流或股流时，均设排水半圆管，在排水管周围喷射厚度为1～2cm水泥砂浆后，再进行喷射混凝土作业。
1.2隧道结构防排水主要施工工序
铁路隧道结构防排水施工一般包含基面检查处理、排水盲管(沟)安装、防水板铺设、施工缝、变形缝处理等工序，施工过程分述如下。
1.3基面处理及质量检查
(1)基面处理
基面处理主要对初期支护表面的渗漏水、外露的突出物及表面凸凹不平处进行处理。对基面渗漏水严重地段采用注浆堵水，一般地段采用埋设排水管直接将渗漏水引到边沟。对初期支护混凝土表面外露的锚杆头、钢筋尖头等硬物割除。对钢筋网等凸出部分，先切断后用锤铆平，抹砂浆素灰；对有凸出的管道时，用砂浆抹平；对锚杆的凸出部位，螺头顶预留5mm切断后，用塑料帽处理。对初期支護表面凸凹不平处进行处理，确保初期支护表面平顺。
(2)基面处理质量检查
净空用全站仪、断面仪等仪器进行检查，检查支护断面是否满足设计尺寸及规范要求，一般每10m检测一个断面。初期支护表面应平整，无空鼓、裂缝、松酥。
1.4排水盲管施工
排水盲管一般包括环向排水盲管、纵向排水盲管、横向泄水管，三者采用变径三通、直通、四通连为一体，形成完整的排水系统。
环向、纵向排水盲管施工主要有钻定位孔、锚栓安装、盲管铺设、捆扎等环节，其施工流程为：钻定位孔→安装锚栓→铺设盲管→捆扎盲管→盲管纵向、环向连接。
(1)环向排水管施工
环向排水管应紧贴支护表面或渗水岩壁安设，环向排水管布置应圆顺，不得起伏不平。各固定点可采用防水板的边角料割成2cm宽的长条捆住盲管，之后将长条的两端用钢钉牢固地固定在岩面上，钢钉顶不得高于初期支护面，或用U型卡固定。固定点间距拱部50～80cm，边墙80～100cm。
(2)纵向排水管施工
纵向排水管埋设高度为内轨面下20 cm处，安装时与隧道纵坡度一致，确保排水系统畅通。纵向排水管固定点的施作方法与环向排水管固定方法相同，固定点间距l00cm。并用土工布将排水管包裹，以防止水泥浆窜人，堵塞排水盲管。
(3)边墙基础内引水管
在隧道浅埋地段、寓水地段、洞口地段和断层破碎地段边墙基础内引水管间距为每2m一环，其它普通地段每5m一环，根据隧道内渗漏水情况，在渗水较多处加密。边埔基础内引水管与纵向排水管连接处需通过防水板时，应进行特殊处理，将其和防水板焊接在一起，不得使混凝土在此处进入防水板背后。引水管出口在混凝土浇筑时必须用编织袋堵塞，管口用胶带封闭，以防止水泥浆窜入，脱模后及时将孔内的编织袋取出。
(4)各种管的连接
纵向排水管连接采用一字形管连接，纵向排水管、环向排水管与边墙基础内引水管采用异形三通管连接，三通与每个纵、环向盲管以及与泄水孔的连接处采用宽透明胶带缠绕四圈进行粘贴，必须粘贴紧密。
(5)施工控制要点
划线时注意盲管尽可能走基面的低凹处和有出水点的地方；盲管用无纺布等渗水材料包裹，防止泥砂、喷混凝土料或杂物进入管道；纵向盲管用防水卷材半裹，使从上部下流之水在纵向盲管位置尽量流入管内。
(6)排水盲管安装质量检查
肓管尽量与岩壁密贴，与支护的间距不得大于5cm、盲管与支护脱开的最大长度不得大于10 cm；施工中三通管留设位置准确，接头应牢固；盲管无泥砂、喷混凝土料或杂物堵塞，泄水孔通畅；矮边墙上预埋的排水盲管必须进行灌水透水试验，对于排水不畅通地段必须及时凿通。
1.5防水板铺设
在基面严格按照规定要求处理完成后，进行防水板铺设，其施工过程包括铺设准备、防水板铺挂、固定、焊接等环节。
(1)铺设准备
洞外检查、检验防水板质量：防水板为EVA复合式防水板，幅宽4m，厚度1．2 mm，且性能符合设计要求，耐刺穿性好、柔性好、耐久性好。对检查合格的防水板运输至洞内。防水板采用专用台架铺设。
(2)防水板铺挂
防水板铺设超前二次衬砌施工一组或二组，同时与开挖掌子面应保持一定的安全距离。
防水板采用悬挂铺设法，固定点间距≤lm。拱墙防水层搭接宽度≥l5cm，边基防水层和拱墙防水层的搭接宽度>120cm，采用从下向上的顺序铺设，下部防水板应压住上部防水板。铺设时，根据喷射混凝土平整度情况，保持一定的松弛度(铺设好后，用手推向初期支护面，无紧绷感觉)。
(3)防水板焊接
防水板之间的搭接缝应采用双焊缝、凋温、调速具有热楔式功能的自动爬行式热合机热熔焊接，细部处理或采用手持焊枪修补焊接；焊接时，接缝处必须擦洗干净，且焊缝接头应平整，不得有气泡、折皱及空隙。
(4)施工控制要点
贮存：防水板存放在室内，库房应整洁、干燥、无火源、自然通风要好，存放处远离高温热源及油脂等污物。
现场任何材料、工具，不能在已铺好防水板的地段堆放。
安装及衬砌中的保护：安装定位严格控制方向和排列距离，避免安装时搭接困难；挡头板的支撑物在接触到塑料防水板处加设垫层；防水层在绑扎钢筋和混凝土施工时应严加保护，在钢筋焊接时应在焊接处用三合板等物品对防水板进行防护，以免烧坏防水板。安装模板及衬砌台车就位时，防止碰撞和刮破防水板；浇筑混凝土时，应防止碰击防水板；二次衬砌中埋设的管料与防水板间距不小于5cm，以防止破损塑料防水板，并由专人观察，发现损伤应立即修补。
(5)防水板施工质量检查
目测检验：用手将已固定好的塑料防水板上托或挤压，检查其与喷射混凝土面的密贴程度及预留量，检查有无烤焦、焊穿、假焊和漏焊，焊缝宽度是否符合设计，焊缝表面是否平整光滑，有无波形断面。
充气检查：将5号注射针与压力表相接，注射针头插入防水板的两道焊缝之间，用打气筒进行充气，当压力表达到0.25 MPa时停止充气，保持l5min，压力下降在10％以内，说明焊缝合格；如压力下降过快，说明焊缝不严。用肥皂水涂在焊缝上，有气泡的地方重新补焊，直到不漏气为止。
1.6止水带施工
二次衬砌的施工缝处是隧道防水的薄弱环节，如处理不当，极易发生渗漏水。
(1)中埋式橡胶止水带施工
中埋式止水带施工包括钻钢筋孔、固定钢筋卡、固定止水带等环节。根据设计情况，中埋式橡胶止水带在红石岩隧道主要用于Ⅳ、V级围岩中。
沿衬砌轴线在档头板上每隔0.5～1.0m钻φ12的钢筋孔。将制成的钢筋卡穿过挡头模板，内侧卡紧止水带一半，另一半止水带平靠在挡头板上，待混凝土凝固后拆除挡头板，将止水带拉直，然后弯折钢筋卡緊止水带(其施作方法示意见图1)。
(2)中埋式钢板腻子止水带施工
根据设计情况，中埋式橡胶止水带在红石岩隧道主要用于Ⅱ、Ⅲ级围岩中。为有效固定钢板腻子止水带，将内侧堵头板做成定型钢板与模板台车固定于一起，以方便于施工(其施作方法示意见图2)。
(3)止水带施工控制要点
①中埋式止水带应固定在挡头模板上，先安装一端，浇筑混凝土时另一端应用箱型模板保护，固定时只能在止水带的允许部位上穿孔打洞，不得损坏止水带本体部分。
②固定止水带时，应防止止水带偏移，以免单侧缩短，影响止水效果。
③止水带定位时，应使其在界面部位保持平展，不得使橡胶止水带翻滚、扭结，如发现有扭结不展现象应及时进行调正。
④在浇捣靠近止水带附近的混凝土时，应严格控制浇捣的冲击力，避免力量过大而刺破橡胶止水带，同时还必须充分震捣，保证混凝土与橡胶止水带的紧密结合，施工中如发现有破裂现象应及时修补。
图l 中埋式橡胶止水带施工方法示意图
图2 中埋式钢板腻子止水带施工方法示意图
⑤衬砌脱模后，若检查发现施工中有走模现象发生，致使止水带过分偏离中心，则应适当凿除或填补部分混凝土，对止水带进行纠偏。
(4)止水带安装检查
①用钢卷尺测量内模到止水带的距离，与设汁位置相比，止水带安装的横向位置偏差不应超过5 cm。
②通常止水带以施工缝或伸缩缝为中心两边对称，用钢卷尺检查，要求止水带偏离中心位置不能超过3cm。
四、结束语
二次衬砌施工前的防水工程的施工质量及混凝土的浇筑质量控制，是做好衬砌防渗防漏控制的关键工序，因此应特别加以严格控制。该隧道防排水工作在多方的配合下，经过施工人员精细施工，取得了较好的防水效果。
作者身份证号码：452729198003210015
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词:铁路隧道；防排水；设计；施工措施
随着科学技术的发展，在铁路隧道防排水措施研究已取得明显效果，隧道竣工验收时基本可以达到不漏、不渗的要求。但随着使用时间的延长，漏、渗水等隧道病害逐渐暴露。如何解决铁路隧道防排水问题，使漏渗水等隧道病害得以解决，是广大从事隧道研究人员急需解决的问题。
一、工程概况
某铁路隧道起汔里程为DKl81+373～DKl89+230，长78 570m，其中明洞40m，占全隧长的0．5％；Ⅱ级围岩6 380m，占全隧长的81．2％；Ⅲ级序围岩995 m，占全隧长的1 2．7％；IV级同岩l55m，占全隧长的2％；V级围岩287 m，占全隧长的3．6％。隧道设计为人字坡，DK181+373～DK188+000坡度为5．1‰，DK188+000～DK189+230坡度为-3‰。隧道进口82m位于半径8000m的曲线上。全隧道采用曲墙复合式衬砌。隧道穿过山间沟谷，地表水发育，谷地节理密集，局部地段岩体破碎，有一定的透水性，因此，必须做好隧道防排水工作，确保隧道的正常使用和质量。
二、防排水设计
①隧道初期支护与二次衬砌间拱墙铺设EVA复合防水卷材，防水卷材厚度≥1．2 mm，土工布密度为300g／m2。
②全隧环向设φ50塑料透水管盲沟，纵向间距8～10m，隧道纵向设φ80塑料透水管盲沟。
③全隧拱墙纵向施工缝采用涂混凝土界面剂防水，环向施工缝设置中埋式止水带防水和φ50波纹管外包土工布排水。
④隧道二次衬砌采用防水混凝土，抗渗等级不低于P8。
⑤隧道衬砌施工完成并达到一定强度后，在拱顶范围内进行补打背后回填注浆孔注浆。
⑥在开挖过程中，如发现底部有集中地下水出现，需埋设盲沟排水。
⑦隧道超前注浆采用水泥浆。
三、隧道防排水施工
1、隧道防排水施工
1.1初期支护防排水
根据洞内渗、漏水的实际情况，在初期支护(喷射混凝土层)施作之前视情况埋设排水半圆管，形成暗埋、永久式排水通道系统，将水引入隧道纵向排水管，并通过横向泄水管引入排水沟，在地下水较大的地段应加密设置排水盲管。
①对集中出水点，沿水源方向钻孔，然后将单根引水盲管插入其中，并用速凝砂浆将周围封堵，以使地下水从管中集中引出。
②当隧道开挖后在围岩表面有线流或股流时，均设排水半圆管，在排水管周围喷射厚度为1～2cm水泥砂浆后，再进行喷射混凝土作业。
1.2隧道结构防排水主要施工工序
铁路隧道结构防排水施工一般包含基面检查处理、排水盲管(沟)安装、防水板铺设、施工缝、变形缝处理等工序，施工过程分述如下。
1.3基面处理及质量检查
(1)基面处理
基面处理主要对初期支护表面的渗漏水、外露的突出物及表面凸凹不平处进行处理。对基面渗漏水严重地段采用注浆堵水，一般地段采用埋设排水管直接将渗漏水引到边沟。对初期支护混凝土表面外露的锚杆头、钢筋尖头等硬物割除。对钢筋网等凸出部分，先切断后用锤铆平，抹砂浆素灰；对有凸出的管道时，用砂浆抹平；对锚杆的凸出部位，螺头顶预留5mm切断后，用塑料帽处理。对初期支護表面凸凹不平处进行处理，确保初期支护表面平顺。
(2)基面处理质量检查
净空用全站仪、断面仪等仪器进行检查，检查支护断面是否满足设计尺寸及规范要求，一般每10m检测一个断面。初期支护表面应平整，无空鼓、裂缝、松酥。
1.4排水盲管施工
排水盲管一般包括环向排水盲管、纵向排水盲管、横向泄水管，三者采用变径三通、直通、四通连为一体，形成完整的排水系统。
环向、纵向排水盲管施工主要有钻定位孔、锚栓安装、盲管铺设、捆扎等环节，其施工流程为：钻定位孔→安装锚栓→铺设盲管→捆扎盲管→盲管纵向、环向连接。
(1)环向排水管施工
环向排水管应紧贴支护表面或渗水岩壁安设，环向排水管布置应圆顺，不得起伏不平。各固定点可采用防水板的边角料割成2cm宽的长条捆住盲管，之后将长条的两端用钢钉牢固地固定在岩面上，钢钉顶不得高于初期支护面，或用U型卡固定。固定点间距拱部50～80cm，边墙80～100cm。
(2)纵向排水管施工
纵向排水管埋设高度为内轨面下20 cm处，安装时与隧道纵坡度一致，确保排水系统畅通。纵向排水管固定点的施作方法与环向排水管固定方法相同，固定点间距l00cm。并用土工布将排水管包裹，以防止水泥浆窜人，堵塞排水盲管。
(3)边墙基础内引水管
在隧道浅埋地段、寓水地段、洞口地段和断层破碎地段边墙基础内引水管间距为每2m一环，其它普通地段每5m一环，根据隧道内渗漏水情况，在渗水较多处加密。边埔基础内引水管与纵向排水管连接处需通过防水板时，应进行特殊处理，将其和防水板焊接在一起，不得使混凝土在此处进入防水板背后。引水管出口在混凝土浇筑时必须用编织袋堵塞，管口用胶带封闭，以防止水泥浆窜入，脱模后及时将孔内的编织袋取出。
(4)各种管的连接
纵向排水管连接采用一字形管连接，纵向排水管、环向排水管与边墙基础内引水管采用异形三通管连接，三通与每个纵、环向盲管以及与泄水孔的连接处采用宽透明胶带缠绕四圈进行粘贴，必须粘贴紧密。
(5)施工控制要点
划线时注意盲管尽可能走基面的低凹处和有出水点的地方；盲管用无纺布等渗水材料包裹，防止泥砂、喷混凝土料或杂物进入管道；纵向盲管用防水卷材半裹，使从上部下流之水在纵向盲管位置尽量流入管内。
(6)排水盲管安装质量检查
肓管尽量与岩壁密贴，与支护的间距不得大于5cm、盲管与支护脱开的最大长度不得大于10 cm；施工中三通管留设位置准确，接头应牢固；盲管无泥砂、喷混凝土料或杂物堵塞，泄水孔通畅；矮边墙上预埋的排水盲管必须进行灌水透水试验，对于排水不畅通地段必须及时凿通。
1.5防水板铺设
在基面严格按照规定要求处理完成后，进行防水板铺设，其施工过程包括铺设准备、防水板铺挂、固定、焊接等环节。
(1)铺设准备
洞外检查、检验防水板质量：防水板为EVA复合式防水板，幅宽4m，厚度1．2 mm，且性能符合设计要求，耐刺穿性好、柔性好、耐久性好。对检查合格的防水板运输至洞内。防水板采用专用台架铺设。
(2)防水板铺挂
防水板铺设超前二次衬砌施工一组或二组，同时与开挖掌子面应保持一定的安全距离。
防水板采用悬挂铺设法，固定点间距≤lm。拱墙防水层搭接宽度≥l5cm，边基防水层和拱墙防水层的搭接宽度>120cm，采用从下向上的顺序铺设，下部防水板应压住上部防水板。铺设时，根据喷射混凝土平整度情况，保持一定的松弛度(铺设好后，用手推向初期支护面，无紧绷感觉)。
(3)防水板焊接
防水板之间的搭接缝应采用双焊缝、凋温、调速具有热楔式功能的自动爬行式热合机热熔焊接，细部处理或采用手持焊枪修补焊接；焊接时，接缝处必须擦洗干净，且焊缝接头应平整，不得有气泡、折皱及空隙。
(4)施工控制要点
贮存：防水板存放在室内，库房应整洁、干燥、无火源、自然通风要好，存放处远离高温热源及油脂等污物。
现场任何材料、工具，不能在已铺好防水板的地段堆放。
安装及衬砌中的保护：安装定位严格控制方向和排列距离，避免安装时搭接困难；挡头板的支撑物在接触到塑料防水板处加设垫层；防水层在绑扎钢筋和混凝土施工时应严加保护，在钢筋焊接时应在焊接处用三合板等物品对防水板进行防护，以免烧坏防水板。安装模板及衬砌台车就位时，防止碰撞和刮破防水板；浇筑混凝土时，应防止碰击防水板；二次衬砌中埋设的管料与防水板间距不小于5cm，以防止破损塑料防水板，并由专人观察，发现损伤应立即修补。
(5)防水板施工质量检查
目测检验：用手将已固定好的塑料防水板上托或挤压，检查其与喷射混凝土面的密贴程度及预留量，检查有无烤焦、焊穿、假焊和漏焊，焊缝宽度是否符合设计，焊缝表面是否平整光滑，有无波形断面。
充气检查：将5号注射针与压力表相接，注射针头插入防水板的两道焊缝之间，用打气筒进行充气，当压力表达到0.25 MPa时停止充气，保持l5min，压力下降在10％以内，说明焊缝合格；如压力下降过快，说明焊缝不严。用肥皂水涂在焊缝上，有气泡的地方重新补焊，直到不漏气为止。
1.6止水带施工
二次衬砌的施工缝处是隧道防水的薄弱环节，如处理不当，极易发生渗漏水。
(1)中埋式橡胶止水带施工
中埋式止水带施工包括钻钢筋孔、固定钢筋卡、固定止水带等环节。根据设计情况，中埋式橡胶止水带在红石岩隧道主要用于Ⅳ、V级围岩中。
沿衬砌轴线在档头板上每隔0.5～1.0m钻φ12的钢筋孔。将制成的钢筋卡穿过挡头模板，内侧卡紧止水带一半，另一半止水带平靠在挡头板上，待混凝土凝固后拆除挡头板，将止水带拉直，然后弯折钢筋卡緊止水带(其施作方法示意见图1)。
(2)中埋式钢板腻子止水带施工
根据设计情况，中埋式橡胶止水带在红石岩隧道主要用于Ⅱ、Ⅲ级围岩中。为有效固定钢板腻子止水带，将内侧堵头板做成定型钢板与模板台车固定于一起，以方便于施工(其施作方法示意见图2)。
(3)止水带施工控制要点
①中埋式止水带应固定在挡头模板上，先安装一端，浇筑混凝土时另一端应用箱型模板保护，固定时只能在止水带的允许部位上穿孔打洞，不得损坏止水带本体部分。
②固定止水带时，应防止止水带偏移，以免单侧缩短，影响止水效果。
③止水带定位时，应使其在界面部位保持平展，不得使橡胶止水带翻滚、扭结，如发现有扭结不展现象应及时进行调正。
④在浇捣靠近止水带附近的混凝土时，应严格控制浇捣的冲击力，避免力量过大而刺破橡胶止水带，同时还必须充分震捣，保证混凝土与橡胶止水带的紧密结合，施工中如发现有破裂现象应及时修补。
图l 中埋式橡胶止水带施工方法示意图
图2 中埋式钢板腻子止水带施工方法示意图
⑤衬砌脱模后，若检查发现施工中有走模现象发生，致使止水带过分偏离中心，则应适当凿除或填补部分混凝土，对止水带进行纠偏。
(4)止水带安装检查
①用钢卷尺测量内模到止水带的距离，与设汁位置相比，止水带安装的横向位置偏差不应超过5 cm。
②通常止水带以施工缝或伸缩缝为中心两边对称，用钢卷尺检查，要求止水带偏离中心位置不能超过3cm。
四、结束语
二次衬砌施工前的防水工程的施工质量及混凝土的浇筑质量控制，是做好衬砌防渗防漏控制的关键工序，因此应特别加以严格控制。该隧道防排水工作在多方的配合下，经过施工人员精细施工，取得了较好的防水效果。
作者身份证号码：452729198003210015
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。