铁路隧道工程结构防排水设计理念及施工措施的探讨

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  【摘 要】 隧道的建设过程中,渗漏问题一直是至关重要,尤其是施工的缝隙、易于变形的焊缝连接处及管节之间的连接处等薄弱环节的渗、漏水问题,可以说是隧道建设过程中最常出现也是最难处理的问题。做好隧道的防排水工作,高质量高技术地完成隧道防排水设计尤其是裂缝的防排水设计,是保证隧道使用安全和使用寿命的前提条件。
  【关键词】 铁路隧道;防排水;施工
  引言:
  随着我国科技的进步和经济的发展,铁路隧道工程已成为道路交通的重要的组成部分,长隧,深隧,高海拔隧道普遍出现,所穿越的地质情况也更加复杂,施工难度随之增加,其中对防排水施工技术也提出了更高的要求,然而就目前而言,我国的铁路隧道的建设仍然存在着很多问题,本文主要对铁路隧道中防排水施工技术进行了的探讨。
  一、我国铁路隧道防排水的现状
  我国的铁路隧道建设可以追朔到20世纪70年代,当时的铁路隧道主要通过传统的矿山法进行施工,使用整体式的衬砌,由于当时技术条件有限,缺少完善的防水措施,以致隧道建成后大多数隧道都出现了严重的渗水、漏水现象(图1)。在20世纪末,我国引进了新奥法对隧道进行施工,在很大程度上改善了过去隧道渗漏的问题。随着时代的发展我国建设了更多的大型隧道,也对隧道整体的防排水提出了更高的要求。目前防排水施工通常采取中标承包商内部组织施工的形式,采取简易铺挂台架及机具手等进行作业,机械化程度较低,防排水作业的施工质量与施工人员的综合素质有着直接联系,在进行质检时,往往凭借经验及肉眼观察的形式对防排水设施进行检验,可靠性较低。
  二、防排水施工分析
  1、排水工艺分析
  防排水施工主要包括防水板堵水、透水盲管引流、排水沟排水等部分,并结合超前预注浆堵水、混凝土锚喷及衬砌混凝土致密等为辅。在进行铁路隧道防排水的设计时,应使用防、排、堵、截相结合,因地制宜等原则;若隧道需穿过岩溶及断裂破碎带等,则地下水含量较大,主要采取排的形式进行防水;若防排水施工可能影响周边生态环境时,应结合实际情况采取以堵为主,控制排放的原则。施工单位在对某一地段的隧道进行防水施工时,也应适当的加入排水的方法,综合进行施工。当前,主要的方法是在混凝土浇筑时在施工缝紧靠隧道内侧预留一条凹槽,进而形成一个排水通道,在靠近隧道内侧制定半圆形的排水管道,之后使用嵌缝膏或者快凝水泥进行封堵,以防水进入隧道内,有效的将施工缝渗漏水引至水沟内,结合排水的实际情况对封堵材料进行合理的更换,进而使排水通道具有良好的可维持性。
  2、防水层的施工工艺
  (1)在防水層的铺设之前,先进行基面准备
  应先对隧道初期支护喷射混凝土表面进行处理,并检查防水板的质量是否符合国家相关规定,质量上是否达标,是否符合设计的要求,同时要将锚杆头和露出头的钢筋切掉,然后用细石混凝土将其抹平覆盖。为了确保喷射混凝土无尖锐的棱角,表面平整,应该将凹坑的深宽度控制在一定范围之内,深与宽一般是一比六的比例.如果凹坑的深宽比太大,则可以选择用细石混凝土填平。此外,还要对防水板的质量进行检查,检查是否存在断裂的现象,是否出现了变形,是否有孔洞等。要对操作人员进行上岗前的培训,在地面施工时要对防水板进行各种测试,这就需要具有专业知识的人员进行试验。
  (2)铺设土工布
  在铺设土工布的过程中,第一项就是要用简易的作业台车将单幅无纺布固定在事先设好的位置,然后再将无纺布固定在喷射混凝土上。无纺布铺设时要松紧适度,要使无纺布紧贴在喷射混凝土表面为宜,既不会因为过紧被撕碎,也不会因为太松而出现褶皱的现象。一般按梅花形布置专用的热熔和射钉,一般搭接部间距要保持在0.5米到0.7米之间,边墙在1米到1.2米之间(图2)。这样做的目的是为了防止形成人工蓄水点,会对隧道的防水以及排水造成不良的影响。
  (3)防水层的调制以及涂刷的施工
  在将防水材料和水进行调和时,要注意水必须是干净的水,而且还要根据三比一体积的比例进行调。混合时要搅拌均匀,直到搅拌成水泥浆粘稠状。如果在施工的过程中,出现了凝固的现在,可以选择连续搅拌的方法提高操作性能。调料完成以后,尽量在20分钟之内用完,以防止其凝固。在防水层的涂料配比完成以后,就可以选择用毛刷进行涂抹了。要分两遍进行涂刷。在第一次涂刷之前,要将混凝土表面进行预湿。在第二次防水层涂刷时可以不必等第一层防水层干掉以后再涂。
  (4)对防水层进行养护
  在防水层涂刷完毕以后,待其凝固后,可采用喷雾养护呈是用净水养护的方法防止防水层遭到破坏。为了避免涂层受到阳光的暴晒和风霜的侵蚀,往往要将涂层连续喷水3天。
  3、防水层铺设后的检查工作
  (1)防水层的检查要多重且及时,要采取样本检查和质量检查相结合,要防水层进场时检查。要检查防水层的颜色、薄厚、表面、完好度、刀痕等,如果有质量问题要及时解决。
  (2)铺设防水层前要特别检查,特别是对支护进行量测,必要时喷射混凝土,保证挖凿足够深入,通过分层喷射混凝土使得防水层达到基本一致的平面。另外,要注意不要外露锚杆头,保证平顺。
  (3)铺设防水层后的检查。铺设工作结束后的检查更为重要,在防水层投入使用前,必须保证其质量足以完成排水工作。具体来讲,可以通过以下方法进行检查:一是检查防水板,保证防水板的铺设合理,且有应急的富余;二是检查防水板的完整性;三是检查焊接的宽度。焊接时,宽度一般为10厘米,两侧焊缝宽度应不小于2.5厘米,搭接宽度为10厘米,粘结宽度不小于5厘米。四是检查钉子、外拱墙壁等,使用塑料进行包覆;五是要定点剪开焊缝处,抽样检查焊缝处的焊接情况;六是检查是够有漏水,检查施工质量。上述问题的检查中,无论哪一项出现问题,都必需及时反馈和记录,并且和工程部门进行沟通,排除可能存在的问题,及时修补。   三、隧道工程防排水施工的质量控制
  进行混凝土的搅拌工作时,要依据配合比严格的进行计算;在进行混凝土的衬砌工作时,运用输送泵进行作业,所以粗骨料的料径不能超过30mm,水灰比例为0.51,坍落度控制在7-10cm;确保混凝土的施工一次浇筑完成;灌注混凝土的自落高度如果高于1.5m,那么通过设置串筒输入混凝土。另外,必须确保防水混凝土的振捣密实,运用插入式振捣器所插入的间距不能高于有效半径的15倍,以便防止出现欠振、过振或者漏振的情况。此外,确保施工缝与预埋部位要振捣密实,避免振捣器触及到模板、预埋件和止水带。
  在进行防排水工作时,要确保排水的通畅。因此,依据设计规定的横向排水管的埋设要求,将对中心保温沟和边沟进行安装,确保设计顺坡与接缝的密实度。进行中心保温沟与边沟预制件的安装过程中,预制件的接头通过使用沥青马絮进行填满密实,并在外面运用灌涂热沥青的油毛毡进行围裹,防止其漏水,还要保证设计坡度流水的畅通。另外,在对离心花管进行埋设时,由于其上半面设置的有梅花形孔眼,蓋上无纺布后运用炉渣进行填满压实工作。最后,依据设计的要求最好中心排水管出口的保暖工作。进行防水盲管的施工时,首先要设计好规定划线,确定盲管位置的准确性和合理性,划线时要注意将盲管设置在低凹处或者有出水点的位置;并且确保盲管和初期支护互相密贴,在盲管上运用无纺布进行包裹,以避免混凝土或者杂物进入到堵塞通道中。
  四、结束语
  铁路隧道防排水施工是一项较为复杂且系统的工作,由于影响施工质量的因素较多,从而使得经常会发生质量问题。为了有效地防止这一问题的发生,必须在铁路隧道防排水施工过程中严格控制施工质量,这就要求施工人员必须了解并掌握施工技术要点,只有这样才能确保防排水工程的整体质量。
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