高速铁路隧道防排水施工关键技术研究

发表时间:2021/5/10   来源:《建筑科技》2021年2月下   作者:陈有栋
[导读] 高速铁路隧道防排水是一项系统工程,其施工质量好坏直接影响到隧道实体质量、施工安全和施工进度。本文针对铁路隧道中存在的渗漏水等问题,强化隧道施工过程控制,提出地下水的控制和排除原则,设计出施工排水总体方案,并对危险突水区段进行风险评估,提出土水处理措施,保证了隧道防排水施工质量,达到设计预期防排水效果。

北京铁城建设监理有限责任公司  陈有栋     100089

摘要:高速铁路隧道防排水是一项系统工程,其施工质量好坏直接影响到隧道实体质量、施工安全和施工进度。本文针对铁路隧道中存在的渗漏水等问题,强化隧道施工过程控制,提出地下水的控制和排除原则,设计出施工排水总体方案,并对危险突水区段进行风险评估,提出土水处理措施,保证了隧道防排水施工质量,达到设计预期防排水效果。我们应当加强对铁路隧道排水施工技术的研究,以此确保隧道质量提升,使列车得以顺畅通行,进一步促进我国经济发展、提高人民生活水平。
关键词:高速铁路;隧道;防排;施工
中图分类号: 文献标识码:A1
        1我国高速铁路隧道防排水的施工现状
        随着高速铁路建设步伐的加快,速度的提升,对铁路建设工程的各个方面都提出了新的要求,一些传统施工工艺已逐渐不能满足现有铁路状况,需要在传统施工的基础上进一步发展。由于技术水平的限制,使得这一时期修建的铁路隧道或多或少存在一些质量问题。我国铁路隧道的防排水工程整体质量不容乐观,为此,提高铁路隧道防排水施工质量显得尤为重要。在不断汲取前人经验教训的基础之上,现如今我国铁路隧道防排水设计原则发生了很大改变,已从以往传统的以排为主逐步转变为防排堵相结合的方式,人们也逐渐认识到水患对铁路隧道工程的危害。
        2高速铁路隧道防排水施工的总体思路
        2.1截
        截,就是在隧道以外对地表水和地下水进行疏导,使其不能进入隧道影响施工。“截” 的方式只在通过山谷时或其他有条件的地方采用。
        2.2 堵
        堵,就是利用初衬喷射混凝土、 二次衬砌防水混凝土的防水作用以及防水材料,包括防水板、 止水带等,阻隔隧道周围的水,使水不能进入隧道内。堵水可以较好地保护地下水的水环境。
        2.3排
        排,即人为设置排水系统,将地下水排出隧道。狮子凹山隧道主要的排水设置是环向排水半圆管、 纵向排水管、 横向导水管和中心排水管。
        3高速铁路隧道防排水的施工技术要点
        3.1洞外防排水措施
        首先,在隧道进洞前对隧道影响范围内的地表水进行了解,分析补给方式、 来源情况,做好地表防排水工作;对通过隧道洞顶且底部岩层裂缝较多的沟谷,用浆砌片石铺砌沟底,同时用水泥砂浆抹面;开沟疏导隧道附近封闭的积水洼地,达到无积水的要求;在隧道洞口上方按设计要求做好天沟,并用浆砌片石砌筑,将地表水排到隧道穿过的地表外侧,防止地表水的下渗和对洞口仰坡冲刷,并与路基边沟顺接成排水系统;洞顶开挖的仰坡、 边坡坡面用喷射混凝土将其封闭,并对洞口上方及两侧挂网喷浆;在洞顶设置高压水池时,施做了防渗防溢设施,且水池设在远离隧道轴线处。
        3.2洞内防排水措施
        3.2.1初期支护防排水措施
        根据开挖时围岩的实际情况,详细作好记录,并作相应的引、 排措施。当渗漏水较集中时,喷锚前先用开缝磨擦锚杆进行导水,当渗水面积较大时,喷锚前设置树枝状软式透水管排水,当渗水严重时设置汇水孔,边排水边喷射。喷锚完成后,使开挖岩石面与喷射混凝土之间形成排水用的汇水孔,使围岩渗漏水通过设置的汇水孔等排水装置流向墙脚纵向软式透水管,再由引水管排到隧道中心排水沟内。初期支护通过引水导管的引导及喷射混凝土的堵截作用形成永久性地下水排水设施。经过这样的处理,使围岩的大部分地下水通过排水设施排出洞外,喷混凝土后混凝土表面渗水现象很少,真正起到了防水作用。



        3.2.2防水卷材防排水措施
        二次衬砌施做前,先对初期支护喷锚混凝土表面的锚杆头和钢筋网断头及凹凸不平的部位进行修凿、喷补,使混凝土表面平顺,符合铺挂柔性防水材料的要求。然后按设计要求在拱部和边墙环向及纵向挂设软式透水管。喷混凝土表面有渗漏水时,根据渗漏水的多少采用透水管引导,或再增加环向软式排水管,并用塑料锚固螺栓绑牢。土工布、防水板铺设前,应先检查其质量,检查背面排水管安装是否符合设计要求。安装防水板时,应先根据防水板的尺寸,布置好塑料锚固螺栓的位置,用电钻钻孔安装塑料锚固螺栓,用螺钉和垫圈环向整体铺挂防水板,用专用塑料焊接机及时焊接,保证焊接宽度和焊缝宽度,根据喷射混凝土面的平顺程度在每两个加固点都留有一定的富余量,衬砌时才能使防水板与喷射混凝土面密贴。
        3.2.3施工缝防排水措施
        混凝土施工缝是衬砌防水混凝土间隙灌注施工造成的,对于施工缝的防排水处理,在复合式衬砌中,采用中埋式橡胶止水带及外贴式橡胶止水带,纵向施工缝采用中埋式橡胶止水带及混凝土界面剂进行防水处理。(1) 在浇筑二次衬砌混凝土前,将上层混凝土刷毛,或在衬砌混凝土浇筑完后4h-12h 内,用高压水将混凝土表面冲洗干净,并检查止水带接头是否完好,止水带在混凝土浇筑过程中是否刺破,止水带是否发生偏移,如发现有割伤、 破裂、接头松动及偏移现象,应及时修补和处理,以保证止水带防水功能。(2)检查有止水带是否发生偏移,止水带接头宽度是否符合要求,止水带是否割伤破裂,止水带是否有卡环固定并伸入两端混凝土内等项目,做好详细检查记录,如存在问题时,应立即进行修补。
        3.2.4沉降缝防排水措施 
        隧道沉降缝设置中埋式钢边橡胶止水带、 外贴式橡胶止水带及嵌缝材料进行防水。止水带的长度应根据施工需要事先向生产厂家定制,尽量避免接头。如确需接头,应采取搭接、 复合连接、 对接形式。沿衬砌轴线每隔 0。 5-1。 0m 钻一 φ 12 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,然后弯钢筋卡紧止水带。
        3.2.5二衬防水混凝土施工要求
        隧道防水结构中,衬砌混凝土自身的防水能力是决定结构防水的基础,施工中必须选择最优的防水混凝土配合比,把好混凝土原材料和外加剂进场关,加强混凝土拌和现场的管理,严格按配合比上料拌和,混凝土振捣采用高频插入式振捣器,不能过振也不能漏振,振捣时间宜为 10s~30s。泵送混凝土的入泵坍落度宜为 120mm~160mm。(1) 原材料要求 水泥为普通硅酸盐 P.042。
        3.2.6水泥;粗集料为 4.75mm~31. 5mm
        碎石,含泥量小于1%;细集料为中砂,含泥量小于 3%;砂和碎石不得含有易风化的矿物质,砂石料的技术指标应满足规范标准。施工用水不得含有对钢筋和混凝土产生腐蚀的离子。防水剂为粉剂,其技术指标应满足规范要求。(2)施工技术要点 ①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。②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 2 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。③二次衬砌脱模后,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。
        结语
        综上所述,随着我国经济社会的快速发展,铁路隧道越来越多。在隧道建设过程中,其工程地质和水文情况对隧道的施工安全、施工进度、工程质量以及运营安全起着重要的影响。据统计,铁路隧道渗漏水是影响隧道安全的重要因素之一,对隧道危害极大。
参考文献:
[1]徐宇杰.严寒地区高速铁路隧道防排水施工关键技术研究[J].中国设备工程,2020(11):242-243。
[2]杨磊.浅谈高速铁路隧道防排水施工技术[J].中国标准化,2017(02):158+160。

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