1、鐵路隧道防水技術(shù),2,主要內(nèi)容,1、我國隧道防排水技術(shù)的發(fā)展 2、地下水對隧道工程的影響 3、現(xiàn)行隧道防水設(shè)計與施工要求 4、山嶺隧道防排水 5、隧道結(jié)構(gòu)防排水 6、滲漏水治理,3,1.1 鐵路隧道防水技術(shù)發(fā)展 20世紀70年代之前的鐵路隧道采用礦山法修建，料石襯砌，沒有采取任何防水措施，隧道的滲漏水量完全取決于地下水本身的大小及其滲流方式。 70年代以后采用新奧法施工，隧道開始采用混凝土襯砌，但對于施工縫沒有任何防水處理措施，襯砌結(jié)構(gòu)裂縫也比較多，仍然未有解決滲漏問題。 80年代初期，主要采用剛性防水，即混凝土自身防水，施工縫開始鋪設(shè)止水帶。,1 我國隧道防排水技術(shù)的發(fā)展,4,80年代以后由

2、于電氣化鐵路建設(shè)的需要，鐵路隧道的滲漏得到了重視，我國開始研究隧道結(jié)構(gòu)滲漏水的處理措施。 1985年我國在大瑤山隧道開始研究防水混凝土，開始研究軟性防水層，鋪設(shè)聚氯乙烯塑料板防水板，采用焊接方式，使混凝土與初期支護分離施工進行防水，取得了明顯的效果。 1986年在北京地鐵復(fù)興門折返線開始研究高分子卷材，聚乙烯塑料板防水技術(shù)研究，采用射釘方式固定，但防水板破損較多。,5,1988年，我國在軍都山隧道、天馬山隧道開始研究塑料薄膜防水技術(shù)研究。 1990年，北京地鐵試驗寬幅防水板，研究自動焊接機，兩道焊縫，逐步改為無釘鋪設(shè)。 塑料防水層由原來的塑料板、發(fā)展到復(fù)合式防水層，背后鋪設(shè)無紡布墊層。 90年

3、代后期，開始使用掘進機施工，管片襯砌精度高，安裝誤差小接縫采用優(yōu)質(zhì)橡膠止水材料，防水效果較好。,6,1.3 隧道防水主要問題 （1）地質(zhì)勘查 隧道地質(zhì)勘查及選線，對隧道施工和結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)系重大。一條線路的確定，需要做很多前期地質(zhì)工作，做多次可行性研究，方案論證。然而，由于經(jīng)費及其他方面的原因，絕大部分隧道的水文地質(zhì)勘查工作，做得不是太細，獲取的資料不充分、準確，沒有避開復(fù)雜地質(zhì)或不良地質(zhì)，給隧道施工技防排水帶來困難，有些甚至產(chǎn)生嚴重水害或后期滲漏水病害。 （2）防水設(shè)計 設(shè)計的主體思路決定著防水方式，同時也決定著施工的成本。 鐵路隧道設(shè)計規(guī)范（TB10003-2005）中規(guī)定：隧道防排水應(yīng)采取“

4、防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理”，的原則，采取切實可靠的設(shè)計、施工措施，達到防水可靠、排水暢通、經(jīng)濟合理的目的。,7,鐵路隧道設(shè)計施工有關(guān)標準補充規(guī)定（鐵建設(shè)200788號）中規(guī)定：隧道防排水設(shè)計應(yīng)采取“防、堵、截、排，因地制宜，綜合治理”的原則，應(yīng)進行環(huán)境評價，重視環(huán)現(xiàn)保護。對下穿江、河、城市及對環(huán)境有特殊要求的隧道宜采取全封閉不排水的原則；對巖溶、高壓水和適當排水不會影響環(huán)境的隧道宜采取以堵為主，限量排放的原則；排水對環(huán)境確無影響時宜采取排水的原則，井考慮排水措施的可維護性。,8,防水設(shè)計應(yīng)當從三個方面考慮： 一是圍巖加固：在富水區(qū)段，采用帷幕注漿。 二是鋪設(shè)高分子防水層，采用無釘

5、鋪設(shè)。 三是耐久性防水混凝土，包括施工縫、沉降縫的處理。,9,（3）防水施工 精心施工是搞好隧道防水的關(guān)鍵，只有完全貫徹設(shè)計思想，隧道的防水排水體系才有可能完備而沒有缺陷。隧道防排水常見的問題： 一是排水系統(tǒng)銜接不暢：山嶺隧道的排水系統(tǒng)由環(huán)向排水管、縱向排水管、排水邊溝或中心排水管等組成，施工過程中若排水管上下沒有銜接好或中間斷開、三通管連接不暢、縱向排水管反坡設(shè)置和排水管中間淤塞等，使隧道在運營中不能將地層中的滲水暢通排出，造成襯砌壁后水壓增高而引起隧道滲漏。 二是鋪設(shè)基面粗糙損傷防水層：在巖石地層或噴射混凝土基面上，未按照規(guī)范對基面進行處理，二次襯砌混凝土澆筑時，塑料防水層受到擠壓力，以及

6、混凝土收縮時，防水板受到剪力，導(dǎo)致防水板損壞。,10,（4）材料使用 防水層是隧道防水技術(shù)的核心，只有用合格的材料，才能建成合格的工程，而防排水體系是靠各種材料構(gòu)建的。 目前我國防水材料生產(chǎn)廠家繁多，材料性能良莠不齊，要進行試驗選擇。 主要存在的問題： 一是設(shè)計中防水層的性能指標要求不明，施工時可供選擇的廠家很多，建立防水材料規(guī)范化及合格供應(yīng)方的名錄非常重要。 二是防水層的耐久性無配套實驗方法，工程試驗中對材料的拉伸、撕裂、刺破等性能有較多的試驗檢查，可避免在施工過程中不受損壞，但一些工程運營一定時間后開始滲漏水。,11,（5）施工管理 由于隧道工程中防排水施工多為隱蔽工程，施工期間沒有及時檢

7、查或糾正存在的問題，運營以后很難加以維修和治理。主要表現(xiàn)在： 一是施工單位重視程度不夠，往往認為按照設(shè)計施工不會存在問題，實際上，防水施工是一個系統(tǒng)工程，防排水體系是施工各個環(huán)節(jié)的配合，如果每道工序不能起到防水作用，往往造成層層設(shè)防，層層漏水，達不到防水目的。 二是在地下水豐富地段，往往也是防排水的重點地段，但在該地段施工時，由于作業(yè)環(huán)境條件差，工程本身難度大，施工技術(shù)和難度較高，在防止?jié)B漏水效果方面往往被放在第二，只是以工程施工安全和進度為主了。,12,2 地下水對隧道工程的影響,2.1 國內(nèi)外隧道滲漏水狀況調(diào)查 目前我國有鐵路、公路隧道8800 多座，總長度約4600多km，已成為世界上隧

8、道最多、最復(fù)雜、發(fā)展最快的國家。我國城市軌道交通的隧道建設(shè)也正在進入快速發(fā)展時期，目前已建成運營405.73km，在建255.79km。國內(nèi)43個百萬以上人口城市中已有近30個提出了建設(shè)城市軌道交通的要求。未來十年我國要建設(shè)12001500km的城市軌道交通，涉及大量隧道建設(shè)。,13,隧道產(chǎn)生滲漏水病害，既有地質(zhì)條件、氣候條件、材料老化、地震方面的原因，也有設(shè)計、施工方面的原因。隧道缺陷類型主要有滲漏水；結(jié)構(gòu)惡化產(chǎn)生缺陷，包括襯砌開裂、變形、片塊剝離以及大塊坍落；基底隆起、邊溝變形和塌陷；底板破裂、翻漿冒泥等幾種。國內(nèi)的有關(guān)資料統(tǒng)計如下：,14,1972年我國鐵道部工務(wù)局及基建總局對全國307

9、0年代在不同地質(zhì)（堅硬、軟巖、黃土）條件下修建不同類型（單心圓拱、三心圓拱、直邊墻和曲邊墻、單線和雙線斷面）的隧道混凝土襯砌裂縫產(chǎn)生的原因進行調(diào)查分析，共調(diào)查隧道94座，總長80.7km，約有93.2%的隧道襯砌開裂，裂縫長度占隧道總長19.2%。,15,1995年，我國鐵路共有運營隧道4855座，總長度2261.56km，存在的主要隧道缺陷類型有侵限、漏水和通風(fēng)照明不良。據(jù)工務(wù)部門1995年秋檢測，凈空不足侵入建筑限界的2546座，嚴重漏水1428座，襯砌嚴重腐蝕677座，仰拱變形212座，通風(fēng)不良112座，照明不良817座。 根據(jù)1997年，我國鐵路隧道技術(shù)狀態(tài)統(tǒng)計，全路有運營隧道5000

10、余座，共計2500km，其中嚴重漏水（包括拱部滴水、邊墻滲水、流水，隧道底部翻漿冒泥、嚴寒地區(qū)隧道結(jié)冰、凍脹），影響隧道運營的達1502座。占隧道總數(shù)的30%左右。,16,2.2 滲漏水缺陷對結(jié)構(gòu)的影響 目前，鐵路隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與方法主要有：荷載結(jié)構(gòu)模型、收斂約束模型、連續(xù)體模型及工程類比法等，其穩(wěn)定性判斷一般為強度準則或位移準則以及二者的結(jié)合。這些方法對正常使用狀態(tài)的隧道是適用的，但對于可能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)缺陷性隧道不太適應(yīng)。由于造成隧道結(jié)構(gòu)破壞的原因很多，其發(fā)生破壞的形式也多種多樣，有時由于裂紋尖端的應(yīng)力集中，結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)脆性斷裂，有時由于結(jié)構(gòu)內(nèi)部的損傷，出現(xiàn)損傷斷裂，因此，其力學(xué)機制比較復(fù)雜，如

11、果僅用強度或位移準則進行判斷是不合理的。,17,在我國鐵路隧道設(shè)計規(guī)范（TB100032001）中提出了利用位移來進行隧道穩(wěn)定性的判斷，對正在施工的隧道，尤其對隧道初期支護的穩(wěn)定性判斷比較適用，但對于運營隧道卻不適用，由于對于行車密集較大的隧道，要獲得不同時間，大量的二次襯砌的位移數(shù)據(jù)是困難的，同時，有的隧道雖變形很小，但由于裂縫影響，極易發(fā)生突然破壞。目前，一些專家學(xué)者用斷裂力學(xué)和損傷力學(xué)的有關(guān)理論，研究帶理解裂縫隧道的破壞機理是一種新的嘗試，有助于推動隧道與地下工程的進步和發(fā)展。,18,2.5隧道產(chǎn)生滲漏的原因分析 （1）隧道開挖對地下水的影響 根據(jù)水力學(xué)和水文地質(zhì)學(xué)原理，地下水的流動，有

12、其固定的流線，從高壓水位流向低壓水位，但由于隧道的開挖，將引起圍巖應(yīng)力釋放和重分布，從而改變圍巖的力學(xué)特性和涇流路線，使周圍水向隧道內(nèi)匯集和積聚，給襯砌及底部滲漏水留下隱患。隧道開挖影響范圍的大小與地層的滲漏系數(shù)、水位降深、過水斷面大小有關(guān)，此外還受隧道周圍溶洞、泉眼、水庫或湖泊、江河的影響。 （2）襯砌混凝土中的泌水管路 澆筑混凝土?xí)r由于水灰比過大，在混凝土硬化過程中，由于多余的水分（不參與水化作用的游離水分）的蒸發(fā)，在混凝土中形成透水的開放性毛細泌水管路。,19,（3）施工中的原因使混凝土中存在空隙 在混凝土拌合時，因拌合物和易性不佳，或因施工作業(yè)草率，以致混凝土質(zhì)地不夠均勻；或水泥漿未能

13、與骨料表面很好粘結(jié)，如骨料表面被污染，水泥本身的內(nèi)聚力超過了與集料的附著力，形成透水縫隙；或混凝土拌合物未能很好灌滿搗實，從而產(chǎn)生疏松層或留下各種形狀的縫隙與孔洞。 襯砌混凝土材料中有雜物，腐爛后形成縫隙或孔洞。特別是在兩環(huán)混凝土接縫部位，由于擋頭板未拆除干凈，腐爛后形成縫隙而漏水。 灌筑襯砌混凝土的工作縫未加處理或處理不當，產(chǎn)生接合不嚴的漏水縫隙。 先拱后墻法施工的拱墻連接部位處理不當而產(chǎn)生漏水。 變形縫止水帶安設(shè)不規(guī)范或未安設(shè)止水帶而漏水。 襯砌或混凝土砌塊襯砌的灰縫不密實而漏水。,20,（4）襯砌混凝土的化學(xué)腐蝕 襯砌周圍的天然水對襯砌混凝土有腐蝕性。常見有溶出性、碳酸性、一般酸性、硫酸

14、鹽性和鎂鹽性的腐蝕等。這些腐蝕可能造成漏水孔隙，嚴重時將造成混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。 （5）內(nèi)應(yīng)力作用使襯砌產(chǎn)生裂隙 如施工方法不當，或拆模過早，或圍巖壓力過大超過設(shè)計荷載等，都能使襯砌內(nèi)應(yīng)力超過破壞強度而導(dǎo)致裂縫。如果隧道不設(shè)變形縫，當溫差超過710時，混凝土可能因不能承受溫度應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。,21,（6）防水板安裝不規(guī)范，未處理好防水板的接縫和破損部，導(dǎo)致滲水，排水管路堵塞。 按施工規(guī)范，防水板不能有孔洞，如因銳器戳破，則要修補完好。上下搭接采用上壓下，并且上下連接部位要粘好，而在施工中操作上的不規(guī)范，往往導(dǎo)致以上環(huán)節(jié)不能保證，使防水板不能很好地達到預(yù)期效果。 在半封閉結(jié)構(gòu)中，往往設(shè)計有盲管等排

15、水設(shè)施，但是，地下水中所含礦物質(zhì)較多，隨時間推移，水中離析出來的礦物質(zhì)會附著在管壁上，逐漸堵塞管路，造成排水不暢，結(jié)構(gòu)背后水位升高，壓力增大，最后從結(jié)構(gòu)薄弱部位漏水。,22,3 現(xiàn)行隧道防水設(shè)計與施工要求3.1 地下工程防水技術(shù)規(guī)范（GB50108-2001）（1）地下工程的防水等級分為四級。,23,不同防水等級的適用范圍,24,3.2 鐵路隧道防排水技術(shù)規(guī)范（TB10119-2000） （1）基本要求 新建和改建的鐵路隧道洞內(nèi)外應(yīng)有完善的防排水設(shè)施，以保證結(jié)構(gòu)和設(shè)備的正常使用和行車安全，并做到襯砌不滴水、安裝設(shè)備孔眼不滲水，隧道防排水應(yīng)采用“防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理的原則”。

16、（2）防水混凝土要求 防水混凝土的抗?jié)B等級不得小于P8，襯砌厚度不小于30cm，迎水面的主筋保護層不應(yīng)小于5cm，表面裂縫寬度不得大于0.2mm。并對混凝土的水泥用量作了規(guī)定，現(xiàn)在鐵路隧道一般采用耐久性混凝土，施工要求可按照鐵路隧道混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計暫行規(guī)定（鐵建設(shè)2005157號）的相關(guān)要求。,25,（3）注漿防水的要求 在預(yù)計涌水量大的軟弱地層地段宜采用超前預(yù)注漿，襯砌、支護后滲漏水嚴重的地段宜采用襯砌內(nèi)注漿或襯砌后圍巖注漿。 超前注漿漿液固結(jié)體達到設(shè)計強度后，方可開挖，回填注漿應(yīng)在混凝土達到設(shè)計強度的70%后進行。 （4）防水層和防水板的要求 防水層應(yīng)在基層驗收合格后方可施工，在施工過

17、程中，應(yīng)對每一個工序進行檢查，合格后方可進行下一道工序。鋪設(shè)基面要求平整、無尖銳物，采用暗釘鋪設(shè)，熱鍥法雙縫焊接，焊縫強度不小于防水板本身強度的70%，二次襯砌時要對防水板采取保護措施。,26,（5）施工縫、變形縫的要求 混凝土和防水混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑，宜少留施工縫。在先澆筑的混凝土終凝后，應(yīng)立即用鋼絲刷將其表面浮漿清除，用水沖洗，保持濕潤，繼續(xù)澆筑時鋪設(shè)一層砂漿。設(shè)置遇水膨脹止水條7d的膨脹率不應(yīng)大于最終膨脹率的50%，采用塑料、橡膠、金屬止水帶時，應(yīng)采用有效措施確保位置準確、固定牢靠。 （6）隧道排水要求 隧道、明洞、輔助坑道宜采用自流排水，縱向設(shè)排水溝，橫向設(shè)排水坡，襯砌背后設(shè)環(huán)向盲管（溝

18、）、縱向盲管（溝）和隧底盲管（溝），組成完整的排水系統(tǒng)。洞內(nèi)排水溝坡度與線路一致。鋪底面或仰拱上混凝土填充面緊靠水溝側(cè)，水溝邊墻上預(yù)留泄水孔。,27,4 山嶺隧道防排水,一般山嶺隧道的防水體系,完善的隧道防排水設(shè)計是搞好隧道防排水工程的前提。一般山嶺隧道的防排水體系具有圈層構(gòu)造，可用“一堵兩排兩防”來概括：即一圈圍巖注漿堵水，噴射混凝土與防水層間、防水層與襯砌間兩圈排水，專用防水層和襯砌混凝土兩層防水。,28,4.1 圍巖注漿堵水 注漿是將注漿材料按一定的配比制成的漿液，通過一定的方式壓入隧道圍巖或襯砌壁后的空隙中，經(jīng)凝結(jié)、硬化后起到堵水和加固圍巖作用的一種施工方法。 圍巖注漿堵水可封堵地層中

19、的滲水裂隙，減少圍巖流向隧道的滲水?？杀３肿鳂I(yè)面“干施工”，利于隧道運營。 它既可在隧道開挖前從地表鉆孔實施，也可在隧道開挖后通過徑向或超前向圍巖鉆孔注漿完成。,29,4.1.1 圍巖注漿的作用 （1）充填圍巖裂隙，封堵滲水通道，在隧道周圍形成隔水保護圈，防止地下水外泄，減輕隧道結(jié)構(gòu)直接承受的水壓力。 （2）經(jīng)過圍巖注漿，巖層中的裂隙被漿液充填，固化后的漿液形成巖塊之間的膠結(jié)材料，使圍巖的力學(xué)性能達到改善，減小了作用在襯砌結(jié)構(gòu)上的永久荷載。 （3）具有充分靈活的方式，比噴錨支護優(yōu)越，是對圍巖深層次的加固。,30,隧道出現(xiàn)涌水,31,掌子面涌水引排管,32,4.2 噴射混凝土防水 目前山嶺隧道基

20、本上采用新奧法設(shè)計與施工，噴射混凝土是新奧法施工最常用的初期支護方式。噴射混凝土的基本作用是加固、支護圍巖，起防水作用往往得不到重視。事實上，噴射混凝土與隧道的防排水有著密切的關(guān)系。 一般的噴射混凝土密實度較差，強度低，在圍巖的變形過程中容易產(chǎn)生大量裂縫，因而其抗?jié)B型也較差，所以普通工程難以考慮噴射混凝土的抗?jié)B性。,33,常用的抗?jié)B噴射混凝土是在噴射混凝土中摻加BR-2型防水劑，摻量為水泥質(zhì)量的34%。在滲水較大的部位，先找準出水點，鉆1020 cm深集水孔，孔內(nèi)插導(dǎo)水管排水，然后在該滲水區(qū)域，圍繞導(dǎo)水管，由遠到近噴射混凝土，最終將水集中于導(dǎo)水管。待噴射混凝土達到其強度的70%左右時，用BR-

21、1型防水劑堵漏。,34,4.3 隧道排水管 隧道防排水系統(tǒng)的排水管主要包括：環(huán)向排水管，縱向排水管和橫向排水管。 4.3.1 環(huán)向排水盲管 環(huán)向排水盲管的作用是在巖面與初期支護噴射混凝土之間、初期支護噴射混凝土與防水板之間提供過水通道，并使之下滲匯集到縱向排水管。環(huán)向排水管的設(shè)置使地下水施工滲漏情況具有較大的靈活性，表現(xiàn)為：,35,隧道排水盲管,36,37,38,39,（1）當圍巖滲水嚴重時，巖面與初期支護噴射混凝土之間、初期支護噴射混凝土與防水板之間都應(yīng)當設(shè)置環(huán)向排水盲管，滲水較少時，只在初期支護噴射混凝土與防水板間設(shè)置，如果沒有滲水或滲水極少，則可以不設(shè)。 （2）當圍巖滲水嚴重時，環(huán)向排水

22、盲管的縱向間距小，滲水量少時，縱向加大。 目前，工程上使用的環(huán)向排水盲管通常為涂塑彈簧外裹玻璃纖維布或塑料布構(gòu)成，稱為彈簧排水管，直徑58mm。檢查彈簧管質(zhì)量時，首先檢查玻璃纖維布或塑料布是否套緊；其次檢查彈簧涂塑層是否均勻，涂層有無老化；然后用直尺量測彈簧管的直徑，檢查是否與設(shè)計尺寸一致；最后從軸向和橫向用力壓彈簧管，觀察其是否有較大的塑性變形，孔徑是否有異常變化。,40,隧道圍巖中的地下水是隨季節(jié)與年份的變化而變化的，施工中經(jīng)常因隧道滲水量少或無滲水而擴大彈簧排水管的間距。因此，施工檢查中 首先，要按要求布設(shè)環(huán)向彈簧排水管，要保證基本間距，局部涌水量大時還應(yīng)適當加大密度。 其次，安裝時彈簧

23、排水管應(yīng)盡量緊貼滲水巖壁，盡量減小地下水由圍巖到彈簧排水管的阻力。 第三，彈簧排水管布置時沿環(huán)向應(yīng)盡量圓順，尤其在拱頂部位不得起伏不平。 第四，彈簧排水管安裝時應(yīng)先用鋼卡等固定，再用噴射混凝土固定。最后應(yīng)檢查彈簧排水管與下部縱向排水盲管的連接，確保彈簧排水管下部排水暢通。,41,4.3.2 縱向排水管 縱向排水管是沿隧道縱向設(shè)置在襯砌底部外側(cè)的透水盲管。常用直徑10cm的彈簧排水盲管或帶孔軟式透水管。它將環(huán)向排水管和防水板墊層排下的水匯集并通過橫向排水管排除?？v向排水管應(yīng)按一定的坡度安裝，中間不得有凹陷、扭曲等，以防泥沙在這些位置淤積、堵塞排水管。施工時應(yīng)進行以下檢查： （1）排水管材質(zhì)及規(guī)格

24、檢查：塑料制品若保存不當極易發(fā)生老化，可目測管材的色澤和管身的變形；輕輕敲擊觀察管體是否變脆；用卡尺或鋼尺量管徑與管壁，檢查其是否與設(shè)計要求相符。,42,（2）管身透水孔檢查：縱向排水盲管主要有兩個作用，一是將環(huán)向排水管下流之水經(jīng)其排至橫向排水管，二是將防水卷材阻擋之水經(jīng)縱向盲管上部透水孔向管內(nèi)滲流。為了實現(xiàn)這兩種功能，盲管上的透水孔必須有一定的規(guī)格并保證有一定的間距，必須進行檢查。 （3）定位安裝檢查：滿足設(shè)計坡度要求，要用土工布包裹，防止泥沙進入，其與上下排水管應(yīng)用三通連接，接頭要聯(lián)結(jié)牢靠，防止脫落，保證流水順暢。,43,4.3.3 橫向排水管 橫向排水盲管位于襯砌基礎(chǔ)和路面的下部，布設(shè)方

25、向與隧道軸線方向垂直，是連接縱向排水盲管與中央排水管的水力通道。橫向排水管通常為硬質(zhì)塑料管，施工中先在縱向盲管上預(yù)留接頭，然后在路面施工前接長至中央排水管。 橫向盲管的檢查主要是街頭應(yīng)牢靠、密實，保證縱向盲管與中央排水管間水路暢通，嚴防接頭處斷裂，致使縱向盲管排出之水在路面下漫流，造成路面翻漿冒泥，嚴重影響行車安全，其次是在橫向盲管上部應(yīng)有一定的緩沖層，以免路面荷載直接對橫向盲管施壓，造成橫向盲管破裂或變形，影響其正常的排水能力。,44,4.3.4 中央排水管 中央排水管是隧道最后的排水設(shè)施，它將襯砌背后的滲水匯集排出隧道，進入路基排水邊溝。中央排水管采用帶孔預(yù)制混凝土管段拼接而成，縱向間隔一

26、定距離設(shè)置沉砂井和檢查孔。其作用一是集中排放由上游管路流來的地下水，二是通過其上部的眾多小孔（12mm）疏排路基中的各種積水。施工檢查方式： （1）基礎(chǔ)檢查：中央排水管埋置深度0.52.0m，施工時先挖基槽，整平基礎(chǔ)，然后再鋪設(shè)管段，最后回填壓實。在軟巖或斷層破碎帶區(qū)域施工中，應(yīng)將不良巖（土）體用強度較高的碎石替換，并用素混凝土找平基面，并滿足坡度要求。 （2）鋪設(shè)管段檢查：首先要保證將具有透水孔的一面朝上，逐節(jié)放穩(wěn)后，再用水泥砂漿將段間接縫密封填實，砂漿凝固后進行通水試驗，漏水時及時處理，最后用土工布覆蓋管段并回填上部。,45,4.4 防水層 隧道防水層是由防水板及其墊層組成，它能將地層中的

27、滲水阻隔于二次襯砌之外，避免水與二次襯砌混凝土接觸，防止地下水通過二次襯砌的薄弱環(huán)節(jié)滲入隧道。墊層的作用是保護防水板，使防水板免遭尖銳物的刺傷，同時充當滲水通道。 防水板多為合成高分子卷材，種類繁多，隧道工程上常用的防水板有PVC、EVA、HDPE、LDPE等，一般采用雙焊縫，無釘鋪設(shè)的方式。 從圍巖中滲流的水，在受到防水層阻隔后，不再沿徑向滲向隧道，而只能在重力的作用下沿著噴射混凝土與防水層的間隙下滲。 當滲水量較小時，很容易下排；當滲水量較大時，則通過鋪設(shè)的排水盲管排出。,46,4.5 襯砌混凝土防水 混凝土襯砌是隧道防水的最后一道防線，根據(jù)結(jié)構(gòu)受力的不同，混凝土襯砌的厚度一般在3060c

28、m之間。鐵路隧道混凝土抗?jié)B等級要求P8，現(xiàn)在要求采用耐久性混凝土，若配合比得當，澆筑工藝合理，一般能起到防水混凝土的作用。 4.5.1 普通防水混凝土 普通防水混凝土是指以控制水灰比，適當調(diào)整含砂率和水泥用量的方法來提高其密實性及抗?jié)B性的一種混凝土。其配合比需經(jīng)過抗壓強度及抗?jié)B性能試驗后確定。在有凍害地區(qū)或受侵蝕介質(zhì)作用的地區(qū)應(yīng)選擇適宜品種的水泥，并按有關(guān)要求嚴格施工。,47,4.5.2 外加劑防水混凝土 在混凝土中摻入適量的外加劑，如引氣劑、減水劑或密實劑等，使其達到防水的要求。這種防水混凝土施工較為方便，若使用得當，一般能滿足隧道襯砌的防水要求。 （1）引氣劑防水混凝土 常用的引氣劑有松香

29、酸鈉、松香熱聚物等。松香酸鈉引氣劑在混凝土中產(chǎn)生的氣泡數(shù)量多、均勻而細小、間距小、質(zhì)量好，其抗?jié)B等級可達1.2MPa，抗凍性比普通混凝土提高3倍，抗侵蝕性和抗碳化能力亦有提高。但是，摻有引氣劑的防水混凝土強度及彈性模量均有所下降，因此，使用時應(yīng)先做實驗。,48,（2）減水劑防水混凝土 減水劑防水混凝土在工程中應(yīng)用廣泛，可增加密實性、提高混凝土的抗?jié)B能力和抗壓強度。引氣型減水劑混凝土的抗?jié)B性能較好，非引氣型減水劑混凝土強度較高。緩凝型減水劑可使混凝土緩凝36小時，促凝型緩凝型可使混凝土早凝12小時，能較好的滿足各種施工需要。 （3）密實劑防水混凝土 氯化鐵防水混凝土可具有高密度、高抗?jié)B性（1.2

30、MPa以上），抗壓強度可比普通混凝土增加1340%，并有早強作用。 三乙醇胺防水混凝土具有抗?jié)B和早強作用，其強度在前兩天提高60%，28d提高10%。 （4）膨脹水泥防水混凝土 用膨脹水泥配制的混凝土，其空隙率減小，毛細孔徑縮小，可提高抗?jié)B性，用于隧道的拱墻接縫處效果明顯。,49,4.6 隧道排水系統(tǒng) 隧道的排水與防水具有同樣的重要地位。對于已從圍巖滲出的地下水，如果只堵不排，造成水壓升高，滲水會以兩層防水構(gòu)造的細微缺陷為通道滲至襯砌表面。隧道排水系統(tǒng)分為內(nèi)排水系統(tǒng)和外排水系統(tǒng)兩大部分組成： 4.6.1 外排水系統(tǒng) 將圍巖滲水、穿過初期支護被二次襯砌阻擋的滲水疏導(dǎo)、匯集并引排到排水溝管。主要要

31、求： 在襯砌兩側(cè)邊墻背后底部應(yīng)設(shè)沿隧道的縱向排水盲管（溝），孔徑不小于80mm。 沿隧道襯砌背后環(huán)向應(yīng)設(shè)置導(dǎo)水盲管，其縱向間距不應(yīng)大于20m，遇水量較大時，環(huán)向盲管應(yīng)加密，環(huán)向盲管直徑不應(yīng)小于50mm。 環(huán)向盲管、豎向盲管應(yīng)與邊墻底部的縱向排水盲管（溝）連通，縱向排水盲管（溝）應(yīng)與橫向?qū)苓B通。,50,4.6.2 內(nèi)排水系統(tǒng) 將襯砌外排水系統(tǒng)匯集的地下滲水、路面運營清洗水、消防污水和其它廢水引排到隧道外。主要要求： 隧道應(yīng)設(shè)置雙側(cè)水溝，雙線隧道不得單獨采用中心水溝，雙線特長、長隧道在地下水發(fā)育時宜增設(shè)中心水溝。 水溝的坡度應(yīng)與線路坡度一致，在平坡地段排水溝底部應(yīng)有不小于1的坡度。 水溝靠道床

32、側(cè)墻體應(yīng)留泄水孔，泄水孔直徑410cm，間距100300cm。,51,5.1 基面檢查處理施工 基面處理主要對初期支護表面的滲漏水，外露的突出物及表面凸凹不平處進行處理。 （1）處理基面滲漏水，采用回填注漿進行堵水，以保持基面無明顯漏水。 （2）對初期支護混凝土表面外露的錨桿頭，鋼筋尖頭等硬物割除，按下圖處理。,52,對鋼筋網(wǎng)等凸出部分，先切斷后用錘鉚平抹砂漿素灰,對有凸出的管道時，先切斷，再用砂漿抹平,53,對錨桿有凸出部位時，螺頭頂預(yù)留5mm切斷后，用塑料帽處理,對初期支護表面凸凹不平處進行處理，使混凝土表面平順，凸凹面滿足D/L=1/61/10（D為兩凸面間凹進深度，L為兩凸面間距離,5

33、4,（3）基面處理質(zhì)量檢查要求： 初期支護表面無明顯滲漏水，且無空鼓、裂縫、松酥等現(xiàn)象。 初期支護表面平整，用2m尺進行檢查，其平整度5cm。 初期支護表面無鋼筋及凸出的管件等尖銳突出物。,55,5.2 排水盲管施工 排水盲管一般包括環(huán)向排水盲管、縱向集水盲管、橫向排水管，三者采用變徑三通連為一體，形成完整的排水系統(tǒng)。其中縱向排水盲管在整個隧道排水系統(tǒng)中是一個中間環(huán)節(jié)，起著承上啟下的作用，是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。,56,5.3 防水板施工作業(yè)在基面處理、排水盲管設(shè)置、水平施工縫止水條安裝完成后，進行防水板施工作業(yè)，一般包括鋪設(shè)準備、緩沖層鋪設(shè)、防水板固定、防水板焊接、質(zhì)量檢查等環(huán)節(jié)。,防水板鋪設(shè)專用臺車示

34、意圖 （1襯砌內(nèi)輪廓檢測剛架；2人梯；3作業(yè)平臺；4防水板扇形支撐；5門架）,57,5.3.1 鋪設(shè)準備 洞外檢查、檢驗緩沖層材料及防水板質(zhì)量，防水板宜選用高分子材料，幅寬一般為24m，其中客貨共線隧道防水板厚度不得小于1.2mm，客運專線防水板厚度不得小于1.5mm，耐刺穿性、柔性、耐久性好且應(yīng)符合設(shè)計要求。 對檢查合格的防水板，用特種鉛筆劃焊接線及拱頂分中線，并按每循環(huán)設(shè)計長度截取，對稱卷起備用；洞內(nèi)在鋪設(shè)基面標出拱頂中線，畫出隧道中線第一環(huán)及垂直隧道中線的橫斷面線。,58,隧道防水板墊層布設(shè),59,5.3.3防水板鋪設(shè) （1）技術(shù)要求 防水板鋪設(shè)應(yīng)超前二次襯砌施工12襯砌施工段長度，并設(shè)

35、臨時擋板防止機械損傷和電火花灼傷防水板，同時與開挖掌子面應(yīng)保持一定的安全距離。 對于初期支護為鋼纖維混凝土的，防水板鋪設(shè)前應(yīng)補噴一層水泥沙漿保護層，以保護防水板。 鋪設(shè)前進行精確放樣，彈出標準線進行試鋪后確定防水板一環(huán)的尺寸，盡量減少接頭。 防水板采用環(huán)向鋪設(shè)，從拱部向兩側(cè)邊墻展鋪，下部防水板應(yīng)壓住上部防水板，松緊應(yīng)適度并留有余量（一般實鋪長度與弧長的比值為10：8），保證防水板全部面積均能抵到圍巖。,60,防水層搭接焊示意圖,分段鋪設(shè)的卷材的邊緣部位預(yù)留至少60cm的搭接余量并且對預(yù)留部分邊緣部位進行有效的保護。 附屬洞室處鋪設(shè)防水板時，先按照附屬洞室的大小和形狀加工防水板，并與邊墻防水板焊

36、接成一個整體。 三層以上的塑料防水板的搭接形式必須是T形接頭。 兩幅防水板的搭接寬度不應(yīng)小于150mm。,61,（2）防水板固定 對于設(shè)計為分離式的防水板，可用熱風(fēng)焊槍或熱合器，使其防水板融化與塑料墊圈粘結(jié)牢固。 對于設(shè)計為復(fù)合式的防水板，則按設(shè)計要求（一般拱部0.50.8m，邊墻0.81.0m，底部11.5 m）在鋪設(shè)基面打設(shè)膨脹錨栓，采用懸吊法牢固固定，膨脹錨栓帽宜采用圓弧形，錨栓頂面離噴射混凝土面距離不大于3mm。 在凸凹較大的基面上，在斷面變化處增加固定點，保證其與混凝土表面密貼。,62,63,（3）防水板鋪設(shè)、固定質(zhì)量檢查 鋪設(shè)范圍及鋪掛方式應(yīng)符合設(shè)計要求； 搭接形式和寬度滿足規(guī)定要

37、求； 懸吊固定點設(shè)置的數(shù)量合理，間距滿足規(guī)定； 分段鋪設(shè)的預(yù)留接頭長度滿足規(guī)定要求； 防水板的與基層固定牢固，用手將已固定好的塑料板上托或擠壓，檢查其與噴射砼面的密貼程度及預(yù)留量，防水板沒有有繃緊和破損現(xiàn)象。,64,（4）防水板焊接 焊接時，接縫處必須擦洗干凈，且焊縫接頭應(yīng)平整，不得有氣泡折皺及空隙。 防水板之間的搭接縫應(yīng)采用雙焊縫、調(diào)溫、調(diào)速熱楔式功能的自動爬行式熱合機熱熔焊接，細部處理或修補采用手持焊槍。 開始焊接前，應(yīng)用小塊塑料片上試焊，以掌握焊接溫度和焊接速度。 單條焊縫的有效焊接寬度不應(yīng)小于15mm。,防水板搭接焊縫示意圖,65,國內(nèi)常用焊接機,66,防水板焊接試驗,67,在焊縫搭接

38、的部位焊縫必須錯開，不允許有三層以上的接縫重疊。焊縫搭接處必須用刀刮成緩角后拼接，使其不出現(xiàn)錯臺。 防水板縱向搭接與環(huán)向搭接處，除按正常施工外，應(yīng)再覆蓋一層同類材料的防水板材，用熱焊焊接。 焊縫應(yīng)無漏焊、假焊烤焦、焊穿、外露的固定點等現(xiàn)象，若有應(yīng)予補焊，且用塑料片覆蓋焊接。,68,（5）防水板焊縫施工質(zhì)量檢查 目測及尺量檢查：檢查防水板有無烤焦、焊穿、假焊和漏焊，焊縫寬度是否符合設(shè)計，焊縫是否均勻連續(xù)，表面平整光滑，有無波形斷面。 充氣檢查：檢查采取隨機抽樣的原則，環(huán)向焊縫每襯砌循環(huán)抽試1條，縱向焊縫每襯砌循環(huán)抽試2條。具體檢查要求為：將5號注射針與壓力表相接，用打氣筒進行充氣，當壓力表達到0

39、.25MPa時停止充氣，保持15min，壓力下降在10%以內(nèi)，說明焊縫合格；如壓力下降過快，說明焊縫不嚴。用肥皂水涂在焊縫上，有氣泡的地方重新補焊，直到不漏氣為止。,69,（6）防水板施工作業(yè)控制要點 防水板應(yīng)存放在室內(nèi)，庫房應(yīng)整潔、干燥、無火源、自然通風(fēng)要好，并應(yīng)遠離高溫?zé)嵩醇坝椭任畚?，防水板搬運時嚴禁在地面拖拉。 防水板鋪設(shè)前，應(yīng)全部檢查防水板是否有變色、波紋(厚薄不均)、斑點、刀痕、撕裂、小孔等缺陷，如果存在質(zhì)量疑慮，要進行張拉試驗、防水試驗和焊縫抗拉強度試驗，如發(fā)現(xiàn)防水板有裂紋、針孔等應(yīng)立即修補好。 膨脹螺栓安裝孔位要嚴格控制方向和排列距離，避免安裝時搭接困難，并且要盡量垂直巖壁。

40、防水板接縫應(yīng)與襯砌施工縫錯開0.51m。 對于避車洞處防水板的鋪設(shè)，如成形不好，須用漿砌片石或模筑混凝土使其外觀平順后，方可鋪設(shè)防水板，對于熱合器不易焊接的部位用熱風(fēng)槍手工焊接。 工作臺面板及人員上下的梯子要穩(wěn)固可靠，不得有裸露的尖釘及鋒利器角物。,70,操作時工作人員嚴禁吸煙，熱焊機操作手必須經(jīng)過培訓(xùn)，并且人員相對固定。 （7）防水層的保護 防水層施工完成后，必須嚴加保護，否則極易損壞，導(dǎo)致防水質(zhì)量下降乃至完全失效，故必須予以重視。 任何材料、工具、在鋪設(shè)時應(yīng)盡量遠離已鋪好的地段堆放，不得穿帶釘子的鞋在防水層上走動，對現(xiàn)場施工人員加強防水層保護意識教育，嚴禁損壞。 在沒設(shè)保護層處（如拱頂、側(cè)

41、墻）進行其他作業(yè)時不得破壞防水層，鋼筋焊接作業(yè)時，防水板要用阻燃材料進行覆蓋，避免焊火花損傷防水板。 擋頭板的支撐物在接觸到塑料防水板處必須加設(shè)橡皮墊層。 采用鋼筋混凝土襯砌時，要對鋼筋頭部進行防護，避免損傷防水板。,71,綁扎鋼筋和安裝模板及襯砌臺車就位時，在鋼筋保護層墊塊外包土工布防止碰撞和刮破塑料板。 在灌注二次襯砌混凝土?xí)r，振搗棒引起的對防水層的破壞不易發(fā)現(xiàn)，故二次襯砌模注混凝土施工時應(yīng)特別注意，不得破壞防水層，澆筑時應(yīng)有專人觀察，發(fā)現(xiàn)損傷應(yīng)立即修補。 在灌注二次襯砌混凝土?xí)r，應(yīng)在混凝土輸送泵出口處設(shè)置防護板，防止混凝土直接沖擊防水板。 二次襯砌模注混凝土搗固時，避免讓搗固器與防水板接

42、觸；插入式振動棒需變換其在混凝土中的位置時，應(yīng)豎向緩慢拔出，不得在混凝土澆筑倉內(nèi)平拖。 二次襯砌中埋設(shè)的管料與防水板間距不小于5cm ，以防止破損塑料防水板。,72,5.4 止水條施工 止水條施工作業(yè)包括制作安裝專用端頭模板、混凝土澆筑、預(yù)留槽清理、固定止水條等環(huán)節(jié)。,止水條構(gòu)造位置圖,73,（1） 水平施工縫 水平施工縫施工在先澆筑砼初凝后、終凝前根據(jù)止水條的規(guī)格在砼基面中間壓磨出一條平直、光滑槽。拆除混凝土模板后，鑿毛施工縫，用鋼絲刷清除界面上的浮碴，并涂25mm厚的水泥漿，待其表面干燥后，用配套的膠粘劑或水泥釘固定止水條，再澆注下一環(huán)混凝土。 （2）環(huán)向或豎向施工縫 環(huán)向或豎向施工縫采用

43、在端頭模板中間固定木條或金屬構(gòu)件等，砼澆筑后形成凹槽。槽的深度為止水條厚度的一半，寬度為止水條寬度。然后進行清洗，在灌筑下循環(huán)混凝土之前，對預(yù)留槽進行清理，清除殘渣，磨光槽壁，然后將止水條粘貼在槽中，然后模板臺車定位，灌筑下一循環(huán)的混凝土。,止水條安裝示意圖,74,（3）施工控制要點 施工前，必須對止水條的寬度、厚度（直徑）進行檢查，確保其符合設(shè)計及標準要求。 止水條安放前，必須對預(yù)留槽進行清理，清洗干凈、排除雜物。 止水條必須安裝在預(yù)留槽內(nèi)，安裝時先在槽內(nèi)涂抹一層氯丁膠粘劑，使其粘結(jié)牢固，并用水泥釘固定，水泥釘?shù)拈g距不宜大于60cm。 止水條安裝應(yīng)盡量安排在砼澆筑前35小時，如有困難提前安裝

44、應(yīng)采取緩膨措施，但最長時間不得超過24小時。 止水條安裝時應(yīng)順槽拉緊嵌入，確保止水條與槽底密貼，不得有空隙。 止水條接頭處應(yīng)重疊搭接后再粘接固定，沿施工縫形成閉合環(huán)路，其間不得留斷點。 振搗混凝土?xí)r，振搗棒不得接觸止水條。,75,5.5 止水帶施工作業(yè) 二次襯砌的變形縫、施工縫處是隧道防水的薄弱環(huán)節(jié)，一般采用兩種以上防水措施，在施工中應(yīng)按照設(shè)計要求認真施做。 常見設(shè)計有止水帶的施工縫防水構(gòu)造形式,圖b施工縫外貼式和中埋式止水帶防水復(fù)合構(gòu)造形式示意圖,圖a施工縫外貼式止水帶和止水條防水復(fù)合構(gòu)造形式示意圖,76,變形縫常用的構(gòu)造形式,a變形縫中埋式止水帶與外貼式止水帶復(fù)合使用,b中埋式止水帶、遇水膨脹止水條與嵌縫材料復(fù)合使用,77,（1） 外貼式止水帶施工 位置確定 外貼式止水帶設(shè)置在襯砌結(jié)構(gòu)施工縫、變形縫的外側(cè)，施工時按設(shè)計要求先在需要安裝止水帶的位置放出安裝線。 基面處理 對于直接設(shè)置在巖壁或初期支護找平層的外貼式止水帶，設(shè)置的部位須預(yù)先用氯丁膠乳砂漿進行抹平處理，防水砂漿抹面的寬度應(yīng)大于外止水帶寬度20cm以上。對于設(shè)計有防水板的，則須對接縫處檫洗干凈。 止水帶固定 施工縫處設(shè)計有防水板的，如止水帶材質(zhì)與防水板相同，則采用雙焊縫熱焊機將止水帶固定在防水板上，對于設(shè)計為橡膠止水帶時，則采用粘接法將其