铁路隧道复合式衬砌防排水施工工艺.doc

铁路隧道复合式衬砌防排水施工工艺摘要目前铁路隧道设计采取防排截堵相结合因地制宜综合治理的原则以达到隧道防水质量可靠的目的隧道结构防排水设施措施由环向排水管纵向排水管在复合式衬砌之间设置土工布加防水板和隧道两侧的排水沟组成完善的排水系统本文结合山西中南部铁路通道工程实例浅析了隧道复合式衬砌防排水机理并就隧道防排水材料特别是防水板和施工缝与变形缝施工工艺重点进行了概述以供读者参考关键词铁路隧道防排水施工工艺衬砌背后排水系统盲管及泄水管的设置和材料要求拱墙初期支护与二衬之间环向设透水软管间距宜为当水量较大时可在水量较大处增设道集中出水部位应设独立盲管引排其管径应根据围岩渗水量的大小确定边墙墙角处纵向设透水软管纵向附膜盲沟纵向盲管应设在衬砌边墙脚处防水层外纵向坡度不得小于一般与线路纵向设计坡度一致环向盲管在边墙底部通过纵向软管式盲沟与隧道洞内侧沟相连盲管应具有一定的弹性透水性好能承受的压力并不易锈蚀在边墙底部纵向盲沟处设横向泄水管泄水管的管径为沿线路纵向间距为电力电缆槽及通信信号电缆槽底部设置的泄水管间距为横向泄水管采用管盲管的安装基面处理对于洞内涌水或地下水位较高的地段可采用超前钻孔排水辅助坑道排水超前小导管预注浆堵水超前围岩预注浆堵水井点降水及深井降水等辅助施工方法当涌水较集中时喷锚前可用打孔或开缝的摩擦锚杆进行排水当涌水面积较大时喷锚前可在围堰表面设置树枝状软式透水管对涌水进行引排然后再喷射混凝土当涌水严重时可在围岩表面设置汇水孔边排水边喷射在喷射混凝土完成后用引水管连接汇水孔等排水装置将涌水引入排水沟内在隧道施工过程中存在隧道涌水情况导致隧道轴线范围内的地下水位下降情况严重时可能影响附近居民的生活用水对于此种情况处理涌水就不能一味地通过引排水来解决隧道渗漏水问题一般可采用超前小导管预注浆堵水超前围岩预注浆堵水等辅助施工方法注浆前进行反复注浆试验根据注浆效果确定注浆能力及工作参数等减少工作的盲目性排水盲管施工工艺环向纵向排水盲管施工工艺主要为钻孔定位安装锚栓铺设盲管捆绑盲管盲管纵向环向连接施工步骤与方法施作按规定画线画线时注意盲管尽可能走基面的低凹处和有出水点的地方以使盲管位置准确合理钻定位孔定位孔间距宜为在凹凸不平处应适当增加固定点将膨胀螺栓打入定位孔把用土工布包裹好的排水盲管顺直布置并与初期支护表面密贴空隙不得大于盲管与喷射混凝土基面脱开的长度不得大于不得有起伏不平扭曲现象尽量减少地下水深入排水盲管的阻力排水盲管用铁丝捆好并用钢筋卡固定在膨胀螺栓上环纵向排水盲管采用三通相连三通管位置要准确且接头要牢固对集中出水点铺设单根排水盲管并用速凝砂浆将周围封堵使地下水从盲管中集中引出防水层防水一般规定及材料要求采用复合式衬砌的隧道在初期支护与二次衬砌之间采用分离式防水层分离式防水层由防水板和土工布缓冲层组成防水板采用防水板厚度不得小于土工布单位面积重量不小于防水板和土工布的各项物理性能应符合设计及相关规范要求基面处理铺设防水层的初期支护表面如有明显漏水要对喷射砼背后进行注浆处理或凿槽埋管引排特别是对集中的出水部位必须凿槽埋管引排保持基面无明显渗漏水铺设防水层的基面应平整无空鼓裂缝松酥对不平处采取喷射砼或沙浆抹面方法找平处理后的基面满足如下条件初期支护基层相邻两凸面凹进去的深度初期支护基层相邻两凸面间的距离基面上不得有尖锐的毛刺部位特别是喷射砼表面经常出现较大的尖锐的石子等硬物应对其进行凿除干净或用的水泥砂浆覆盖处理避免浇筑砼时刺破防水板基面上的钢管钢筋锚杆头铁丝等凸出物用氧焊把凸出物从根部割除凹凸不平处采取补喷或用水泥砂浆抹平处理铺设工艺铺设缓冲层土工布铺设土工布前先检查布设的排水盲管是否符合设计和相关规范要求对不符合要求的进行返工处理铺设土工布时先在隧道拱顶部位标出纵向中线并根据基面凹凸情况留足富余量由拱顶向两侧边墙铺设用水泥钉将与防水板相配套的圆垫片将无纺布固定在基面上按梅花形布设固定间距拱部为边墙为底部为高低不平处应增加固定点无纺布之间采用搭接法进行连接搭接宽度不小于搭接缝部位采用点粘法无纺布铺设时应尽量与基面密贴不得拉得过紧或起大包以免影响防水板的铺设图热塑性垫圈示意图铺设防水板防水板铺设包括铺设准备缓冲层铺设防水板铺设防水板焊接等环节施工工艺流程见图图防水板施工工艺流程图防水板铺设施工要点铺设前进行精确放样进行试铺后确定放水板一环的尺寸尽量减少接头专用台车就位专用台车的行走轨道为同一轨道轨道的中线和轨面高程允许误差为防水板铺设超前个衬砌长度铺设采用从拱部向边墙环状铺设松紧应适度并留有余量一般实铺长度与弧长的比值为两幅防水板的搭接宽度不小于防水板的边缘要预留不小于的搭接宽度防水板的接头距施工缝或变形缝不得小于阴角防水板施作时防水板弯折前的搭接边大于弯折后的焊贴边为使弯折后搭接平展可在弯折前分成段并于分段处剪成口宽为的三角形缺口则弯折后缺口能平展闭合达到平顺焊接防水板的目的图和图图阴阳角处防水板施作示意图图阴角处防水板搭接平面展示图阳角防水板施作时防水板弯折前的搭接边小于弯折后的焊贴边为使弯折后搭接平展可在弯折前分成段并于分段处剪成一条缝弯折后缝边张开口宽为的三角缺口则防水板才得以平顺焊接图图阳角处防水板搭接平面展示图为防止浇筑二次衬砌时浆液破坏纵向盲管的过滤功能防水板至少铺设至边墙纵向盲管或进水孔标高墙角以下位置防水板固定时松紧适宜不得拉得过紧或出现大的鼓包铺设好的防水板应与基面凹凸起伏一致保持自然平整伏帖以免影响二次衬砌灌筑砼的尺寸或使防水板脱离圆垫片图防水板设置图防水板焊接施工要点焊接时接缝处必须擦洗干净且焊缝接头平直避免有气泡褶皱及空隙开始焊接前在小块塑料片上试焊以掌握焊接温度和焊接速速温度过高过慢会烧伤防水板削弱该处防水板焊接强度温度过低速度过快则受焊面未充分熔融而影响粘合强度从而影响焊缝质量一般焊接温度为焊接速度为对热合机不易焊接的热塑性垫圈点采取手持焊枪焊接并确保其质量接缝焊接时先将两幅防水板铺挂定位端头各预留由一人在焊接前方约处将两段防水板护正另一人手持焊机以恒定速度向前行走中途不得停顿防水板纵向搭接与横向搭接处除按正常施工外再覆盖一层同类材料的防水板用热熔焊接法焊接环向搭接时下层防水板压住上层防水板防水板之间采用双焊缝进行热熔焊接焊缝宽度不得小于单条焊缝的有效焊接宽度不小于焊缝强度不得小于防水板本身强度的焊缝应严密焊接完后采用充气法检测充气压力为并保持该压力不少于分钟允许压力下降如果压力继续下降应查出漏气部位并对漏气部位重新补焊直到不漏气为止施工缝变形缝防水施工缝变形缝的留置及材料要求施工缝二次衬砌的施工缝每一道或与衬砌模板台车衬砌长度一致环向施工缝防水采用中埋式橡胶止水带遇水膨胀橡胶止水条在地下水发育地段采用可维护橡胶止水带纵向施工缝防水措施为中埋式橡胶止水带混凝土界面剂边墙纵向施工缝不应留置在剪力与弯矩最大处或底板与边墙的交接处而应留置在高出底板顶面不小于且宜在水沟盖板底面以下的墙体上当墙体有预留孔洞时施工缝距孔洞边缘不应小于变相逢变形缝在地层承载力显著变化隧道衬砌明暗分界处断面明显变化处设置变形缝的宽度为采用中埋式止水带遇水膨胀止水条聚硫橡胶填缝两道防水措施变形缝防水选用的嵌缝材料要求最大拉伸强度不小于最大拉伸率应大于且拉压循环性能为时拉伸压缩率不小于与混凝土具有良好粘结的柔性材料并具有在环境介质中不老化不变质的性能当有卫生要求时还要满足无毒性能施工缝中埋式橡胶止水带采用型橡胶止水带宽度为厚度为变形缝中埋式橡胶止水带采用型橡胶止水带宽度为厚度为半径为施工缝变形缝施工中埋式止水带的施工施工方法中埋式止水带利用附加钢筋卡子铁丝模板等将止水带固定并距离从而起到作用施工要点止水带安装前或变形缝初期支护是否或变形缝如因需要搭接时环向止水带当止水带不能避免有接头时一般采取的形式有搭接符合连接对接等见图图橡胶止水带常用接头形式止水带的搭接一般在洞外连接好再移至洞内安装止水带的接头必须搭接良好外观平整光洁止水带连接前要做好接头表面的清刷与打毛采用热熔搭接时橡胶止水带搭接长度不小于焊缝宽度不得小于接头强度不得低于母材的采用冷接法时橡胶止水带搭接长度不得小于粘结剂涂刷均匀并压实中埋止水带安装时位置要准确固定牢靠止水带定位与衬砌端头模板正交其中心线要与施工缝或变形缝中心线重合或中心线不重合中埋式止水带在转弯处应做成圆弧形橡胶止水带的转角半径不得小于且转角的半径应随止水带的宽度增大而增大中埋式止水带要固定在挡头模板上中埋式止水带先施工一侧混凝土时其端头模支撑要牢固严防漏浆固定止水带时不能在止水带上穿孔打洞不得损坏止水带本体部分应防止止水带偏移以免单侧缩短影响止水效果安装止水带时沿衬砌环线每隔在端头模板上钻一个的钢筋孔将预制的钢筋卡穿过挡头模板内测卡紧止水带的一半另一半止水带平靠在挡头模板上待混凝土凝固后拆除挡头板将止水带拉直然后弯钢筋卡紧止水带固定中埋式止水带方法见图图固定中埋式止水带方法止水条的施工施工方法在变形缝槽比用水泥钉固定和环向施工缝或变形缝将施工缝处对接也可采取止水条搭接搭接长度不得小于搭接要粘结牢固纵向厚水胶比为的水泥砂浆确保二次衬砌混凝土施工混凝土要求隧道二次衬砌采用防水混凝土其抗渗等级不得小于断层破碎带及影响带等富水地段其抗渗等级不得小于当地下水对混凝土有侵蚀性时应采取有效措施其抗侵蚀性系数不得小于裂缝控制宽度迎水面不大于背水面不大于并不得贯通施工要点将先浇混凝土表面凿毛并凿除先浇混凝土表面的水泥砂浆和松软层用水冲洗干净凿毛时混凝土必须达到强度水冲洗凿毛时人工凿毛时风动机凿毛时每组混凝土要连续浇筑纵向施工缝后浇混凝土前在凿毛后的先浇浇混凝土面上铺一层厚水胶比较混凝土略小的水泥砂浆或铺的混凝土其粗骨料宜比后浇混凝土减少灌注时左右侧应分层平衡施工每灌一层应用振捣器捣固密实施工缝和变形缝部位注意振捣密实要防止振捣器触及模板止水带及止水条为了便于拱圈封顶密实在台车顶部预留若干个作业窗口在每个作业窗口上焊有封顶时压实混凝土的管道封顶时把作业窗上压时混凝土管口与混凝土输送管连接用输送泵直接给压把混凝土压入拱圈顶当输送泵的工作压升到正常工作压倍甚至更高时停止加压并把作业窗口混凝土管封闭然后再把混凝土输送管接到下一个窗口直到全部作业窗口都压混凝土完毕二次衬砌脱模后若发现施工中有走模现象致使止水带过分偏离中心应适当凿除或填补部分混凝土对止水带进行纠偏保证止水效果结束语铁路隧道防排水系统是一项施工繁琐要求严格隐蔽性强的工程它施工质量的好坏直接影响着整个隧道的施工质量和施工进度特别是今后的正常运营因此应加强对每道工序的施工质量控制严格按规范施工确保施工达到设计效果使隧道防排水工程质量得到保证参考文献中国铁道部出版社最新铁路工程施工组织设计与施工技术指南及质量通病防治使用手册中国铁道部出版社铁路工程建设标准汇编铁路隧道设计规范铁路隧道工程施工技术指南铁路隧道工程施工质量验收标准铁道第三勘察设计院双线隧道防排水参考图