摘要:本文通过分析铁路隧道工程防排水的设计要求,在充分理解其设计理念的基础上,指出隧道防排水工程施工中的薄弱环节和控制难点,通过难点控制提高隧道防排水工程的整体质量,提高隧道整体施工优良率,并为相关施工人员提供一定的借鉴和参考。
关键词:铁路隧道工程;结构防排水;设计理念;措施
在铁路隧道工程建设中,隧道结构防排水设计和施工质量十分重要,也是隧道施工的重点和难点,其设计合理性和施工质量会对铁路隧道工程整体质量产生较大的影响。现实中许多铁路隧道施工完成后,防排水方面均存在不同程度的缺陷,如施工缝渗漏水,底板涌水等,严重影响铁路后期安全运行。而隧道防排水措施属于隐蔽工程,施工完成后出现问题,处理起来非常麻烦,且普遍处理效果不佳。对此,在铁路隧道工程建设中,要重视隧道结构防排水项目,充分理解隧道结构防排水设计理念,优化施工工艺和施工技术,制定完善的施工措施,保证施工质量,进而提高铁路隧道结构防排水工程的综合质量水平。在这样的环境背景下,探究铁路隧道工程结构防排水设计理念及施工措施的思考具有非常重要的现实意义。
一、铁路隧道工程结构防排水设计理念
“大禹治水”的故事大家都耳熟能详,几千年前人们就知道治水堵不如疏,而铁路隧道工程“治水”也是如此。无数的经验告诉我们,一味的采取“堵”的方法,最终只能是按下葫芦浮起瓢,此堵彼漏,只有堵梳结合,给事实存在的地下水找到一条通畅的排出路径,才能很好的解决问题。铁路隧道工程防排水设计的理念主要是堵、截、防、排相结合,通过合理的措施引导地下水从排水系统顺利的排出隧道外。
堵是指在开挖过程中,遇到围岩破碎带、断层、含水层出水量大的情况时,通过超前小导管或中空锚杆预注浆、径向小导管注浆、局部注浆等措施,将水堵在围岩岩层内,给开挖、初期支护喷混凝土创造有利条件。
截主要是针对向隧道内部倒灌的洞顶地表水、地表径流、雨水等,通过设置洞顶截水沟、排水沟,将地表水向洞外引流。
防是指利用初支混凝土、柔性防水材料以及二次衬砌混凝土的自防水性能,阻断地下水向隧道内渗漏通道。
排是通过设置合理畅通的排水管路、排水沟渠,将衬砌背面集聚的地下水排出隧道外,释放衬砌背面的地下水压力,否则地下水在强大的水压作用下将沿着防水措施薄弱面侵入到隧道内。
除此之外,在铁路隧道工程结构防排水设计中,还要遵循合理性、适用性、高效性设计理念,以合理适用为设计目标,以高效为设计标准。搜集施工区域的地质情况、结合山体结构、外界环境等自然环境因素,通过实地考察分析地质环境,对隧道结构防排水措施进行相应的调整。合理布设排水管道,协调避运营路线与排水管道路线,避免出现管线冲突的情况。根据施工现场反馈的数据信息进行不断的改进,以提高防排水设计的综合水平。
三、铁路隧道工程结构防排水施工措施及应注意的施工要点
(一)实施注浆堵水策略
在铁路隧道工程中,注浆堵水可以为隧道开挖、初期支护提供有利条件,此项工作要在开挖前或开挖后防水板施工前完成。具体措施包括超前小导管或中空锚杆预注浆、径向注浆、局部注浆等,施工中要根据不同的围岩地质条件选择合理措施:(1)遇围岩破碎,出水量大,一般超过40立方/小时,掌子面见大股明显涌水时,开挖前要采用全断面小导管或中空锚杆超前帷幕注浆的方法。(2)区域岩体较完整,开挖安性较高,掌子面可见明显渗水但无大股涌水时,可在开挖完成后采用径向注浆方法。(3)区域岩体完整,掌子面只存在局部渗水或湿润情况,可在初支完成后对局部渗水区域打孔注浆。
(二)半包式防水板
半包式防水,即从拱脚以上全断面敷设柔性防水板,提高隧道拱墙防水性能。施工中要通过严格的质量控制措施保证防水板的施做质量。(1)挂设前先对基面即初喷面进行整平处理,确保无突出部刺穿防水板;(2)挂设时不允许出现焊穿现象,焊接时严格保证焊缝连续,防止漏焊,采用自动爬焊机双缝焊接,边角处可用热风枪做局部处理;(3)保证搭接宽度,一般情况下搭接宽度不能低于15厘米,以30厘米为宜;(4)每循环防水板铺设要超前衬砌混凝土一定余量,有利于后续防水板的焊接和对已铺设防水板端头的保护;(5)布设防水板要留有一定的余量,不能紧绷铺设,否则二衬混凝土浇筑时会压裂防水板,使防水措施失效;(6)防水板焊接完成后要及时做气密性试验,检验焊接质量,确保焊接气密性合格。
(三)止水条、止水带布设
铁路隧道衬砌截面为蛋型结构,实际施工中无法一次浇筑成型,不可避免会产生施工缝,主要有仰拱与边墙之间、边墙与拱墙之间的纵向施工缝,仰拱、边墙、拱墙分段浇筑的环向施工缝。这些施工缝即为隧道防水工程的薄弱环节,根据以往的经验,隧道整体建设完成后产生渗漏水现象即主要出现在以上这些施工缝处,所以在这些施工缝处要布设止水带、止水条以加强薄弱环节。止水带安设主要控制位置准确,施工中纵向止水带安设较为容易,但环向止水带由于位置较高,安设困难,需要采取一定的措施,一般使用特殊设计的钢筋卡配合堵头设计,将止水带约束在正确的位置。止水带安设还需尽量减少接头,一般应整条安设,确需搭接的,要确保搭接长度,并使用橡胶粘合剂等进行粘接,粘接前要先对粘合面进行铲平处理,磨光并清理干净,以保证粘接质量。除此之外,在混凝土浇筑过程中还应注意防止扰动已安设好的止水带,并在浇筑完成后及时清理止水带外露部分。
(四)透水盲管布设
在衬砌迎水面、防水板背面布设透水盲管管路,引导集聚在衬砌背面的地下水排至水沟中是隧道排水措施的重要一环。透水盲管分为环向盲管和纵向盲管,环向盲管铺设间距施工图有明确要求,施工中根据涌水量不同可对位置适当进行调整,但要保证总安设环数。纵向盲管每隔10米左右通过同直径PVC排水管接入隧道两侧排水沟中,形成完整的排水渠道。排水管接入排水沟处可用堵头盖堵塞端头,用卡箍或螺栓将排水管固定在边墙模板上,待浇筑完成拆模后再取出堵头盖并及时做通水试验。
(五)制定可维护性排水措施
施工缝防水是隧道结构防排水设计施工中的难点,为方便隧道整体施做完成后由于水压增大出现施工缝渗漏时补救措施的施做,在施工缝施工中可引入“可维护防水系统”,即在施工缝区域预埋注浆管,一旦后期施工缝发生渗漏水问题,可以实行注浆封堵,保证施工缝的防水效果,实现防排水措施的可维护性。
除此之外,施工中要加强衬砌混凝土自防水性,铁路隧道防水主要依靠的是衬砌混凝土的自防水能力,施工中可采用抗渗混凝土,并通过控制水灰比、加强振捣等方法提高混凝土的密实性,减少蜂窝麻面,提高混凝土的自防水性能。
结束语:
综上所述,在铁路隧道工程建设全过程中,要高度重视防排水工程的设计和施做质量,优化隧道结构防排水设计,遵循合理性、适用性、高效性防排水设计理念,完善防排水设计方案;施工中要在充分理解隧道防排水设计理念的基础上,重点关注和控制薄弱环节,采取切实可行的措施保证施工质量,以提高铁路隧道工程结构防排水设计及施工的综合质量水平。
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