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摘要： 隧道的防排水方案及措施是根据隧道施工部位水质条件和渗漏情况决定的，在渗水量较大处适当的增加安装环向及纵向盲管，特别严重的部位可使用钻孔排水，将水集中汇入排水沟。隧道防水施工的实践表明,隧道的防排水是一项综合性工程，是以排水为主、防排结合、综合治理，采用防、堵、截、排相结合，以形成完整的防排水体系。本文对铁路隧道工程结构防排水设计理念及施工措施进行了探讨。
关键词： 铁路隧道工程结构 防排水设计理念 施工措施
中图分类号：U45文献标识码： A
一、关于铁路隧道防排水设计理念
1.铁路隧道防排水设计应遵循“防、堵、截、排，因地制宜，综合治理”的原则，在设计时主要考虑的因素有以下几点：第一，地下水肆意排放对周边生态环境的影响；第二，隧道区的工程地质，水文地质条件和气候及水文条件；第三，隧道开挖途径及隧道衬砌设计等。
2.根据防排水的形式，隧道防排水的设计可以分为：排水型隧道及防水型隧道。
排水型隧道以排为主或以堵为辅，坚持限量排放的原则，通常在山岭隧道中有所应用。我国很多铁路隧道位于山区，通常情况下隧道排水对周边的环境影响不是很大，因此绝大多数使用的是排水型隧道，所允许的地下水排放量需依据具体的隧道环境来决定。若排水对周边的生态环境影响不是很大，就可以不控制排水。另在确保初期支护及二次衬砌的排水系统顺畅的前提下，则利用衬砌后面的盲沟使水排进隧道的侧沟及中心水沟排出洞外。然而，一旦排水系统发生比较严重堵塞，就可能会引起隧道结构承受超出设计允许水压，导致隧道失格。
防水型隧道是利用止水带或防水层等各种方法把水控制在衬砌以外。此类型的隧道广泛应用在静水头压力限于30m的隧道区中。经研究发现，防水型隧道的静水头压力的上限是60m，但这对隧道防水及结构的标准要求较高而且不符合经济性的原则。然而，如果在下列的条件下是要首选防水型隧道的：1）当地表下沉对周围的环境及结构正常使用影响比较大并可能对其造成一定危害时；2）当地下水排放对周围环境影响比较大时，尤其是城市条件下或大量排水对生态环境及地表植被等造成较大影响的地区；3）当地下水有腐蚀性时，则需要将地下水和混凝土进行隔离处理，避免地下水对混凝土的侵蚀，减缓混凝土退化等情况的发生。
3.当铁路隧道经过地下水相对较大的岩溶或者断裂破碎带时，如果采用排水为主就会对生态环境造成很大的影响，因此需以堵为主、并依据当地的实际情况采取限量排放，使得隧道的防排水效果达到防水有效、合理排水、经济合理的要求。但在岩溶地下水发育的地段，为维持岩溶暗河原有的形状，可以采取以排为主、以堵为辅的设计。另外在同一座隧道里的不同地段中，可能会在不同地段存在防水形隧道或者排水型隧道这两种形式，在这类的隧道防排水设计中，需充分思考这两种防排水策略的过渡方案。
二、隧道防排水施工措施
1.喷射混凝土
喷射混凝土的主要功能是快速封闭岩层，约束围岩变形，并与围岩共同作用，防止围岩失稳，同时也具有一定的防水功能和抗渗能力，使其在内水压力作用下不致产生危及围岩稳定的大量渗水。在高水流、水压情况下，喷射混凝土封闭水是无效的，应事先对围岩排水或注浆，以降低水流和水压。
2.塑料防水层
塑料防水板是隧道防水的核心，是隧道防水的重要措施。防水层不仅起到防水作用，而且还对初期支护和二次衬砌起到隔离作用。因此防水层的施作，应在初期支护变形基本稳定后进行。
防水層通常是由缓冲垫层与防水板两部分组成。塑料防水板宜选用高分子材料，在规范规定的长度内不允许有接头。防水板厚度应不小于1.5mm，选择耐刺穿性好、柔性好、耐久性好的材料；缓冲垫层材料通常采用无纺土工布，其搭接宽度不应小于5cm，材料应按设计要求选用，其单位面积质量不宜小于300g/m2，具有良好的导水性，一般采用带热塑性圆垫圈的射钉将缓冲层平整顺直地固定在基层上，热塑性垫圈应采用与防水板相熔的材质。固定点间距：一般拱部0.5～0.8m，边墙0.8～1.0m，底部1～1.5m，呈梅花形排列，并左右上下成行固定。在凸凹较大的基面上，在断面变化处增加固定点，保证其与混凝土表面密贴。
防水板铺设宜采用从拱部向边墙环状铺设，松紧应适度并留有余量，检查时要保证防水板全部面积均能抵到围岩。
防水板之间的搭接缝应采用双焊缝，以调温、调速热楔式自动爬行式热合机热熔焊接，细部处理或修补采用手持焊枪焊接。对铺设好的防水板需进行充气检查，方法是在焊缝中央加气至0.25Mpa 时，停止充气，若在10min 内气压降在10%以内，则说明焊缝合格，否则说明有焊缝不严，需进行补焊。
3.施工缝、变形缝的防水
沉降缝是由于衬砌受力不均地段设置以及地质条件显著变化，为了达到防止温度的变化或者混凝土收缩影响导致衬砌开裂的目的，所设置的伸缩缝，称作变形缝。其防水施工策略为二次衬砌结构的混凝土施工应该连续一次浇筑完成，最好少留施工缝。仰拱、拱圈、底板不可以留纵向施工缝。客运专线的环向施工缝拱以及墙部位设置排水管以及中埋式止水带，仰拱位置设置中埋式止水带；在纵向施工缝中刷涂混凝土界面剂。止水带应当采用橡胶止水带，针对变形大、压力大的施工缝要择用钢边止水带，如果地下水有腐蚀性介质的则要择用三元乙丙胶、氯丁橡胶材质的止水带。变形缝拱墙的部位防水应当选用沥青木丝板塞缝、中埋橡胶止水带、双组分聚硫密封膏嵌缝。沉降缝的仰拱部位则采用沥青木丝板塞缝、中埋橡胶止水带且环向设置双层抗剪的方法，从而降低沉降缝两边不均匀的沉降。
4.排水盲管
环向排水盲管的作用为在初期支护喷射混泥土和岩面之间、初期支护喷射混凝土和防水板之间提供一个过水的通道，并使其向下渗到纵向排水管，环向盲管通常选用直径54mm的软式透水管。环向排水盲管视施工阶段地下水的渗漏情况进行设置，可以有非常大的灵活性，间距通常不应大于10m的距离。纵向排水盲管是沿着隧道纵向设置在衬砌底部防水板和初期支护间的透水盲管，当前经常使用的纵向排水管是直径54～84mm的弹簧排水盲管或者带孔的透水管。纵向排水管的主要作用是把环向排水管等排出来的水经过汇总然后通过横向排水管从而排到中心排水管（沟）。横向排水盲管的位置处于衬砌基础的下方，布设方向和隧道轴线垂直，是连接纵向排水管和中心排水管的主要的水流通道。横向排水管一般为高强度硬质的塑料管，在施工的过程中应先在纵向盲管上预留好接头。且接头需牢靠，确保纵向盲管和中心排水管(沟)之间的水路畅通。
5.侧沟
隧道内的侧沟主要应用于汇集地下水，且将地下水引入到中心排水管（沟）中，与此同时起到兼顾部分排水及沉淀的作用。
6.中心排水管（沟）
中心排水管（沟）是洞内排水系统的主管道，管（沟）径必须符合设计要求，中心排水管（沟）基础的总体坡度、段落坡度等应协调一致，并符合设计要求，不得高低起伏。
7.隧道工程防排水施工的质量控制
进行混凝土的拌制工作时，要严格依据配合比进行生产；在进行混凝土衬砌浇筑施工时，采用混凝土输送泵进行入模作业，混凝土坍落度控制在15～18cm；混凝土应一次浇筑完成，间歇时间超过规范要求时，按施工缝处理；混凝土的自落高度大于1.5m时，设置串筒输入混凝土。必须确保混凝土振捣密实，插入式振捣器振捣间距不得超过振捣器有效作业半径的1.5倍，防止出现欠振、过振或者漏振的情况。混凝土振捣时，避免振捣器接触到防水板、预埋件和止水带。
在进行防排水施工时，要确保排水的通畅。环向排水盲管沿纵向设置的间距应满足设计要求，并应根据洞内渗、漏水情况调整。进行排水盲管的施工时，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；排水盲管应紧贴初支混凝土面安设，并固定牢固，在盲管上运用无纺布进行包裹，以避免水泥浆或者杂物进入堵塞盲管。
土工布、止水带与止水条在施工过程中前应对材料规格尺寸、常温下的拉伸度、扯断伸长率、外观质量、低温弯折、撕裂强度以及不透水性能等方面进行检测，以保证施工质量。严格按照设计图纸要求进行施工。
隧道软性防水板安装时，首先对防水板质量进行检查，检查其是否达到标准；其次确定防水板的尺寸，使用专用的热合焊接机进行焊接工作，确保焊接的宽度与焊缝的宽度，依据混凝土喷射面的光滑程度，调整加密加固点，并确保加固点见的富余量，确保防水层与喷射混凝土表面紧密贴合。
结束语：加强铁路隧道施工中的每个环节的质量控制，对于防排水具有非常重要的作用。只有做到每个环节的精细施工，才能有效保证铁路隧道防排水的整体质量。
参考文献 ：
[1]铁路隧道工程施工技术指南。TZ204-2008
[2]薛炎龙.隧道防排水施工技术要点分析[J].电力系统通信，2009，1（11）：96-97.
[3]段丽丹.隧道防排水施工质量控制要点的思考[J].建筑与工程，2010，10（31）：13-14.
关键词： 铁路隧道工程结构 防排水设计理念 施工措施
中图分类号：U45文献标识码： A
一、关于铁路隧道防排水设计理念
1.铁路隧道防排水设计应遵循“防、堵、截、排，因地制宜，综合治理”的原则，在设计时主要考虑的因素有以下几点：第一，地下水肆意排放对周边生态环境的影响；第二，隧道区的工程地质，水文地质条件和气候及水文条件；第三，隧道开挖途径及隧道衬砌设计等。
2.根据防排水的形式，隧道防排水的设计可以分为：排水型隧道及防水型隧道。
排水型隧道以排为主或以堵为辅，坚持限量排放的原则，通常在山岭隧道中有所应用。我国很多铁路隧道位于山区，通常情况下隧道排水对周边的环境影响不是很大，因此绝大多数使用的是排水型隧道，所允许的地下水排放量需依据具体的隧道环境来决定。若排水对周边的生态环境影响不是很大，就可以不控制排水。另在确保初期支护及二次衬砌的排水系统顺畅的前提下，则利用衬砌后面的盲沟使水排进隧道的侧沟及中心水沟排出洞外。然而，一旦排水系统发生比较严重堵塞，就可能会引起隧道结构承受超出设计允许水压，导致隧道失格。
防水型隧道是利用止水带或防水层等各种方法把水控制在衬砌以外。此类型的隧道广泛应用在静水头压力限于30m的隧道区中。经研究发现，防水型隧道的静水头压力的上限是60m，但这对隧道防水及结构的标准要求较高而且不符合经济性的原则。然而，如果在下列的条件下是要首选防水型隧道的：1）当地表下沉对周围的环境及结构正常使用影响比较大并可能对其造成一定危害时；2）当地下水排放对周围环境影响比较大时，尤其是城市条件下或大量排水对生态环境及地表植被等造成较大影响的地区；3）当地下水有腐蚀性时，则需要将地下水和混凝土进行隔离处理，避免地下水对混凝土的侵蚀，减缓混凝土退化等情况的发生。
3.当铁路隧道经过地下水相对较大的岩溶或者断裂破碎带时，如果采用排水为主就会对生态环境造成很大的影响，因此需以堵为主、并依据当地的实际情况采取限量排放，使得隧道的防排水效果达到防水有效、合理排水、经济合理的要求。但在岩溶地下水发育的地段，为维持岩溶暗河原有的形状，可以采取以排为主、以堵为辅的设计。另外在同一座隧道里的不同地段中，可能会在不同地段存在防水形隧道或者排水型隧道这两种形式，在这类的隧道防排水设计中，需充分思考这两种防排水策略的过渡方案。
二、隧道防排水施工措施
1.喷射混凝土
喷射混凝土的主要功能是快速封闭岩层，约束围岩变形，并与围岩共同作用，防止围岩失稳，同时也具有一定的防水功能和抗渗能力，使其在内水压力作用下不致产生危及围岩稳定的大量渗水。在高水流、水压情况下，喷射混凝土封闭水是无效的，应事先对围岩排水或注浆，以降低水流和水压。
2.塑料防水层
塑料防水板是隧道防水的核心，是隧道防水的重要措施。防水层不仅起到防水作用，而且还对初期支护和二次衬砌起到隔离作用。因此防水层的施作，应在初期支护变形基本稳定后进行。
防水層通常是由缓冲垫层与防水板两部分组成。塑料防水板宜选用高分子材料，在规范规定的长度内不允许有接头。防水板厚度应不小于1.5mm，选择耐刺穿性好、柔性好、耐久性好的材料；缓冲垫层材料通常采用无纺土工布，其搭接宽度不应小于5cm，材料应按设计要求选用，其单位面积质量不宜小于300g/m2，具有良好的导水性，一般采用带热塑性圆垫圈的射钉将缓冲层平整顺直地固定在基层上，热塑性垫圈应采用与防水板相熔的材质。固定点间距：一般拱部0.5～0.8m，边墙0.8～1.0m，底部1～1.5m，呈梅花形排列，并左右上下成行固定。在凸凹较大的基面上，在断面变化处增加固定点，保证其与混凝土表面密贴。
防水板铺设宜采用从拱部向边墙环状铺设，松紧应适度并留有余量，检查时要保证防水板全部面积均能抵到围岩。
防水板之间的搭接缝应采用双焊缝，以调温、调速热楔式自动爬行式热合机热熔焊接，细部处理或修补采用手持焊枪焊接。对铺设好的防水板需进行充气检查，方法是在焊缝中央加气至0.25Mpa 时，停止充气，若在10min 内气压降在10%以内，则说明焊缝合格，否则说明有焊缝不严，需进行补焊。
3.施工缝、变形缝的防水
沉降缝是由于衬砌受力不均地段设置以及地质条件显著变化，为了达到防止温度的变化或者混凝土收缩影响导致衬砌开裂的目的，所设置的伸缩缝，称作变形缝。其防水施工策略为二次衬砌结构的混凝土施工应该连续一次浇筑完成，最好少留施工缝。仰拱、拱圈、底板不可以留纵向施工缝。客运专线的环向施工缝拱以及墙部位设置排水管以及中埋式止水带，仰拱位置设置中埋式止水带；在纵向施工缝中刷涂混凝土界面剂。止水带应当采用橡胶止水带，针对变形大、压力大的施工缝要择用钢边止水带，如果地下水有腐蚀性介质的则要择用三元乙丙胶、氯丁橡胶材质的止水带。变形缝拱墙的部位防水应当选用沥青木丝板塞缝、中埋橡胶止水带、双组分聚硫密封膏嵌缝。沉降缝的仰拱部位则采用沥青木丝板塞缝、中埋橡胶止水带且环向设置双层抗剪的方法，从而降低沉降缝两边不均匀的沉降。
4.排水盲管
环向排水盲管的作用为在初期支护喷射混泥土和岩面之间、初期支护喷射混凝土和防水板之间提供一个过水的通道，并使其向下渗到纵向排水管，环向盲管通常选用直径54mm的软式透水管。环向排水盲管视施工阶段地下水的渗漏情况进行设置，可以有非常大的灵活性，间距通常不应大于10m的距离。纵向排水盲管是沿着隧道纵向设置在衬砌底部防水板和初期支护间的透水盲管，当前经常使用的纵向排水管是直径54～84mm的弹簧排水盲管或者带孔的透水管。纵向排水管的主要作用是把环向排水管等排出来的水经过汇总然后通过横向排水管从而排到中心排水管（沟）。横向排水盲管的位置处于衬砌基础的下方，布设方向和隧道轴线垂直，是连接纵向排水管和中心排水管的主要的水流通道。横向排水管一般为高强度硬质的塑料管，在施工的过程中应先在纵向盲管上预留好接头。且接头需牢靠，确保纵向盲管和中心排水管(沟)之间的水路畅通。
5.侧沟
隧道内的侧沟主要应用于汇集地下水，且将地下水引入到中心排水管（沟）中，与此同时起到兼顾部分排水及沉淀的作用。
6.中心排水管（沟）
中心排水管（沟）是洞内排水系统的主管道，管（沟）径必须符合设计要求，中心排水管（沟）基础的总体坡度、段落坡度等应协调一致，并符合设计要求，不得高低起伏。
7.隧道工程防排水施工的质量控制
进行混凝土的拌制工作时，要严格依据配合比进行生产；在进行混凝土衬砌浇筑施工时，采用混凝土输送泵进行入模作业，混凝土坍落度控制在15～18cm；混凝土应一次浇筑完成，间歇时间超过规范要求时，按施工缝处理；混凝土的自落高度大于1.5m时，设置串筒输入混凝土。必须确保混凝土振捣密实，插入式振捣器振捣间距不得超过振捣器有效作业半径的1.5倍，防止出现欠振、过振或者漏振的情况。混凝土振捣时，避免振捣器接触到防水板、预埋件和止水带。
在进行防排水施工时，要确保排水的通畅。环向排水盲管沿纵向设置的间距应满足设计要求，并应根据洞内渗、漏水情况调整。进行排水盲管的施工时，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；排水盲管应紧贴初支混凝土面安设，并固定牢固，在盲管上运用无纺布进行包裹，以避免水泥浆或者杂物进入堵塞盲管。
土工布、止水带与止水条在施工过程中前应对材料规格尺寸、常温下的拉伸度、扯断伸长率、外观质量、低温弯折、撕裂强度以及不透水性能等方面进行检测，以保证施工质量。严格按照设计图纸要求进行施工。
隧道软性防水板安装时，首先对防水板质量进行检查，检查其是否达到标准；其次确定防水板的尺寸，使用专用的热合焊接机进行焊接工作，确保焊接的宽度与焊缝的宽度，依据混凝土喷射面的光滑程度，调整加密加固点，并确保加固点见的富余量，确保防水层与喷射混凝土表面紧密贴合。
结束语：加强铁路隧道施工中的每个环节的质量控制，对于防排水具有非常重要的作用。只有做到每个环节的精细施工，才能有效保证铁路隧道防排水的整体质量。
参考文献 ：
[1]铁路隧道工程施工技术指南。TZ204-2008
[2]薛炎龙.隧道防排水施工技术要点分析[J].电力系统通信，2009，1（11）：96-97.
[3]段丽丹.隧道防排水施工质量控制要点的思考[J].建筑与工程，2010，10（31）：13-14.