1、客運專線五尖大山隧道防排水施工技術探討摘 要:客運專線質量是百年大計，隧道防排水施工的優劣將直接影響隧道整體質量和運營使用，如何保證隧道在襯砌后不滲、不漏，真正達到一級防水等級為本文主要研究目的。本文結合五尖大山隧道防排水施工實例，闡述隧道防排水的施工要領，介紹防排水施工過程中的一些具體做法和創新技術措施為主要研究方法。通過一年多的防排水施工實踐和不斷試驗改進，取得了防排水施工的技術要領和部分技術創新措施，并運用到實踐當中，同時對客運專線隧道防排水施工提出部分改進建議，以期達到對類似工程有所借鑒。隧道防排水施工必須從實際出發、從細節入手、并優化設計方案，方可真正解決隧道防排水施工難題。通過采取

2、“防、排、截、堵結合,因地制宜、綜合治理”的原則及材料防水與構造防水相結合、柔性防水材料與接縫密封材料互補并用的多道防水措施，保證客運專線隧道防排水的施工質量。關鍵詞：客運專線隧道 防排水 施工Abstract: The Passenger Dedicated Line(PDL) is a project of vital and lasting importance. The waterproofing and drainage of tunnel have the direct influence on overall quality and operation of the line.

3、The purpose of this paper focus on how to obtain the waterproofing without seeping and leakage after the lining construction and achieve the first grade of waterproofing. With the illustration of examples during the waterproofing and drainage construction in Wujiandashan Tunnel, the paper expatiates

4、 the key construction technology, the detailed craftmanship and the creative technology during the waterproofing and drainage construction. After one year of waterproofing and drainage construction practice and improvement, the technical essentials and some of the technical creations have been achie

5、ved, which has been put into construction practice. Meanwhile, the paper also proposes some suggestions of improvement so as to provide some references for the similar project. The waterproofing and drainage construction should be based on the practices and details, and the scheme should be optimize

6、d accordingly. Then the waterproofing and drainage construction problem can be solved. Base on the principle of waterproofing, drainage, water-catching and blocking in accordance with local conditions with comprehensive treatment, the waterproofing measures, such as a combination of waterproofing ma

7、terial and structural waterproofing, a complementation of flexible waterproofing material and seam concealing material are applied so as to ensure the waterproofing and drainage construction quality in the PDL tunnels.Key words: Tunnel of PDL; waterproofing and drainage; construction隧道在施工期間，開挖時或在噴射砼

8、施工后，容易出現滲漏、涌水現象，以及在隧道開挖時或噴射砼施工后雖未發生滲漏水現象，但在二次襯砌施工后仍有可能出現滲漏現象。隧道在運營期間，地下水常自襯砌及仰拱施工縫、變形縫及混凝土孔隙中滲透進隧道中。造成洞內通信、供電、照明、防閃絡等設備處于潮濕環境而發生銹蝕，給行車安全帶來隱患。之所以如此，存在多方面的原因，可能因為設計與實際水文地質不符，與橋梁、路基工程相比，隧道工程更具有隱蔽性，在水文地質方面存在不可預見性，在這種情況下，如動態設計與信息化施工做的不是很到位，設計與實際水文地質條件的差異將直接影響到隧道施工質量，當然防排水就是其中一大部分。本文結合五尖大山隧道綜合防排水工程實例簡要介紹客

9、運專線隧道綜合防排水技術。 一、工程概況 五尖大山隧道全長6857m，穿越五仙山森林公園景區，地表水、地下水對景區植被尤為重要。隧址區植被發育，雨水易滲入殘坡積巖層中，地下水按賦存形式可分為第四系松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。第四系松散巖類孔隙水為含強風化砂巖，厚度較薄，易流失，地表水流量受降水影響很大，隧道進口段左側有峽山水庫，洪水季節，水庫蓄水位會高于路肩標高。洞身部分有5條大沖溝內長年流水，水量較大，且隧道淺埋，巖層破碎，隧道地下水較發育。基巖裂隙水主要賦存于風化裂隙和構造裂隙中，地下水主要為基巖裂隙水，局部構造裂隙帶、巖體破碎帶易形成富水，含水不均一。地下水流向嚴格受地形控制，主要接收大

10、氣降水補給，根據對鉆孔內地下水進行水質分析，區域內地下水對砼沒有結晶類、分解類、結晶分解復合類腐蝕性，綜合評定為無腐蝕性。經化驗，地表水對砼無侵蝕性，局部地段地下水具溶出性弱侵蝕（深孔水樣）。二、施工防排水隧道施工首先是在洞口作好排水系統,主要是防止地表水滲入地下。在洞頂設置天溝（環洞口的截排水溝），使地表水不能流入洞口范圍內。 一般隧道設計為中間高于兩側洞口的須坡, 通過水的自流須坡排水，在隧道單側或兩側設排水溝，排水溝大小依隧道坡度及涌水量確定，排水溝要經常清理以防堵塞。反坡排水依靠自流排水是無法實施的，一般開挖撐子面的積水通過小水泵抽到最近的集水井，在由主水泵由集水井通過水管將水抽出洞外

11、。抽水機隨撐子面的開挖而拆遷前移水管接長。抽水機的抽水能力要滿足施工需要。另外還要備用一套泥漿泵，以防隧道突然發生涌水危及生產及設備安全。 圖1 反坡排水示意圖為了預防突發涌水事件，制定出“釬探深、預注漿、管超前、半斷面、留核心、短進尺、弱爆破、強支護、緊封閉、勤量測”的施工指導原則。1.打超前探水孔超前探水：開挖前用鉆機鉆68個10m深的探孔，進行探水和預排水，為了防止涌水對對圍巖基底及側壁的浸泡，采用10臺大功率抽水機將洞內積水抽出洞外。2.TSP203超前地質預報：TSP203通過聲波進行探水，通過聲波的反射波波形的變化，確定前方是否規模較大的溶洞、破碎帶、裂隙發育帶等。一般每隔1002

12、00m用TSP203探測一次，是預測隧道突發涌水較為有效的方法。3.紅外探水：根據TSP203超前預報儀探測結果，趨近不良地質體和地質異常體時，利用便攜式紅外線探水儀進行含水構造探測。當洞內個別區段滲水量較大時，亦用紅外探水儀探測預報，探明隧道周邊隱伏的含水體。一般每隔30m80m對掌子面進行一次含水構造探測。4.地質雷達周邊探測：SIR10B型地質雷達重點進行隧道周邊的地質體探測，查找隧道周邊隱伏的巖溶、暗河、地質破碎帶及其它不良地質體，防止開挖通過后，隧道頂板、底板及側壁出現災害性的突水突泥。每隔520m對掌子面進行一次含水構造探測。5.地質素描：主要對開挖面圍巖節理裂隙、產狀、斷層分布和

13、形態、地下水等情況進行觀察和測定后，繪制地質素描圖，通過對洞內圍巖地質特征變化分析，來推測開挖面前方的水文地質情況。地質素描在每次開挖后進行。6.加固注漿：在初支檢查后注漿施工，鋼支撐及鋼筋等初期支護結構在施工過程中，由于受到噴射角度、噴射距離、分層噴射等因素的影響，在鋼支撐及鋼筋網的背后局部會存在不密實，甚至有空洞的現象存在，通過敲擊和地質雷達監測方可發現，因此，需用小導管回填注漿進行密實堵水，用不小于0.8MPa的工作壓力，通過注漿孔壓入結構層之外的土層或巖層中，形成一個不透水的屏障。該隧道進、出口有F1和F2斷層，為了能夠安全通過斷層帶，防止斷層突水及坍塌，開挖前對該段周邊圍巖一定范圍內

14、進行堵水及加固地層進行淺孔預注漿，使在開挖斷面周邊形成一定厚度的半封閉截水圈，使地下水不致侵入開挖面，以防變形過大造成塌方。.封閉淺孔預注漿每段長10m，開挖3m，預留3m做為下段注漿的止漿巖盤。.鉆孔45個，鉆孔外插角12°，孔徑90cm，插入帶花孔的導管既做為注漿管道，又做為洞身超前管棚。鉆孔機械采用YZ-150液壓鉆機，注漿采用2TGZ-60/210雙液注漿泵。.提高注漿效果，加快周邊圍巖固結和封閉效果，注漿液采用水泥水玻璃雙液漿。注漿壓力為水壓力的23倍，確定注漿壓力不小于0.5MPa，另外根據采用的注漿壓力，結合本隧道軟弱巖體的物理性質，確定注漿半徑為3m。三、結構防排水施

15、工防排水只是施工過程中為了保證工程正常進展的一個手段，而隧道工程結構防排水作到隧道“不滲、不漏”則是工程所需達到的最終目標，隧道工程沒有單純的防水或排水，一般原則是“以防為主、防排結合”的原則，防排共同采用，根據隧道的涌水量，滲漏情況，其側重點及采用的方式方法也不盡相同。1. 初期支護時通過“引、截、排”相結合作好的第一道防排水防線。 根據開挖時圍巖的實際涌水情況，詳細作好記錄，并作相應的引、排措施。當涌水較集中時，噴錨前先用開縫磨擦錨桿進行導水；當涌水面積較大時，噴錨前設置樹枝狀軟式透水管排水；當巖體縫隙（裂隙）涌水量較大時，則采取先鉆引水孔瀉壓，再對裂隙注漿，最后用膨脹快硬水泥對引水孔進行

16、封堵處理。經過這樣的處理，使圍巖的大部分地下水通過排水設施排出洞外，噴砼后砼面的滲水現象很少，真正起到了防水的作用。噴錨完成后，使開挖巖石面與噴射砼之間形成排水用的匯水孔，使圍巖涌水、滲漏水通過設置的匯水孔等排水裝置流向墻腳縱向軟式透水管，再由引水管排到隧道中心排水溝內。 噴射砼采用濕噴工藝，分層分段進行施工，分段長度一般不超過6m，分層厚度如表1所示。噴射前應埋設噴射厚度標志，保證噴射混凝土的厚度。噴射時，應先噴裂縫、孔洞處，后噴一般的補強面。噴射砼一般用在終凝2h后開始澆水養護，每晝夜至少3次，養護時間不應少于14天。通過以上方式保證噴射混凝土的密實性和均勻性，從而保證噴射砼的排水效果。噴

17、射方向摻速凝劑不摻速凝劑噴射方向摻速凝劑不摻速凝劑向上50603040向下100150100150水平701005070 表1 一次噴射混凝土厚度（mm）            對初期支護的質量和滲漏水情況進行檢查和采取有效措施進行處理后，表面應做到平整、無空鼓、裂縫、無酥松、無滲漏水，對錨桿頭、鋼筋頭等進行切除，并用砂漿抹平，清掃基層上的所有雜物。對于初期支護表面出現的局部滲水或小股滴水，首先在滲水周圍注漿將水流匯聚至一處集中排水點，爾后通過樹枝狀PVC導水管將水流引排到隧道側溝，導

18、水管通過射釘釘在初期支護上，形成一個緊貼初期支護的通道從而起到排水的功用。經過這樣的處理，使圍巖的大部分地下水通過排水設施排出洞外，噴砼后砼面的滲水現象很少，真正起到了防水的作用。 2. 通過襯砌柔性防水和背面排水工程的設置，形成防排水第二道防線。 排水盲管安裝 盲管位于隧道防水板外側，土工布內側緊貼初噴或初支，其主要作用是匯集初噴、初支之后侵入隧道輪廓的滲水；在仰拱回填部分施工排水溝時，每隔 5m 需暗埋泄水孔，使盲管集水流入隧道永久排水系統,盲管采用直徑160縱向和50廣透式滲水盲管較好，泄水孔一般采用直徑50PVC 管。環向盲管是為減小地下水由圍巖到環向盲管的阻力，縱向間距8m一道，安裝

19、要貼盡量緊貼巖壁，環向盲管安裝時用鋼卡固定，露出鋼釘用砂漿抹平，對于水量大的地段，環向盲管間距不受設計所限，進行了加密布設。縱向盲管鋪設，設計要求縱向盲管的架設采用在初期支護上打孔，支立鉚釘固定架設，但是這種方法的缺點是對縱向盲管的支立不穩固，很難達到隧道的設計縱度，平順度也很難控制，外漏的鉚釘頭也容易損壞防水板，在初期支護上打孔后，破壞了初期支護完整性，造成漏水，影響隧道的防排水效果。施工過程中我們不斷探索，采用在安裝縱向雙壁打孔波紋管的下面施做混凝土矮邊墻的方法架設縱向盲管，矮邊墻頂面縱向坡度和隧道縱坡保持一致，為了確保二次襯砌防水板的密閉性，在施工矮邊墻之前預埋了幅寬1m的防水板，后與拱

20、墻二次襯砌防水板焊接在一起，達到了高質量的防水效果。見下圖所示：圖2縱向盲管施工圖施工按照應清除矮邊墻上的所有雜物和虛碴，縱向盲管打孔側必須朝上，未打孔側朝下，以達到防排水的要求。縱向盲管設計15m為一段,全洞通長雙側布置，兩端均作成135°的彎頭，便于以后清理維護。泄水孔設置在縱向盲管中間位置，縱向排水盲管與環向排水盲管、泄水管用變徑三通連為一體，形成完整的排水系統。縱向盲管安裝到設計位置后，施做無砂混凝土（排水體）反慮層，坡度按1：1.5控制，碎石粒徑為1030mm。最后將矮邊墻上預埋的防水板與拱墻襯砌的防水板焊接。 隧道柔性防水板的安裝 就是在噴射砼與土工布防水板之間環向設置土

21、工布和無色透明 EVA防水板，縱向設置使水能從環向管排到襯砌墻腳處，在墻腳處有縱向160透水盲管將水引到隧道側溝內。先鋪設土工布，通過帶熱塑性圓墊圈（暗釘圈）的射釘固定在初支噴射砼層上，側壁每平方米2-3個，拱頂部位每平方米3-4個，梅花型布置，墊圈必須牢靠、穩定。暗釘圈固定在初期支護噴射砼層上最深處（凹處），對凹處應加密塑性圓墊圈，保證土工布與初期支護面密貼。圖3 土工布施工圖防水板鋪設采用無釘鋪設工藝，采用從上而下的順序鋪設，松緊適度并預留一定的余量。檢查時則要求必須保證防水板全部面積均能抵到初支面。環向鋪設時，先拱后墻，下部防水板要壓住上部防水板。接縫采用雙縫焊機，熱風雙向焊接技術，焊縫

22、搭接寬度不小于15cm，每道焊縫寬1.5cm，以保證焊接質量達到防水要求。焊縫檢測采用充氣法檢查。將焊縫兩端用特制鐵夾夾緊密封，將檢測針頭(5號注射針)插入焊縫一端兩道焊縫之間的氣槽，5號注射針與壓力表相連接，用手動氣泵進行打壓至0.25MPa為止，觀察15min，若壓力值下降值小于10%為合格；否則必須查找漏點，并及時修補：用肥皂水涂在焊縫上，對有氣泡的地方重新補焊，直到不漏氣為止。圖4 防水板施工圖3. 通過施工縫處理及澆筑抗滲混凝土構筑防水第三道防線.止水帶安裝在隧道襯砌環向沉降縫和施工縫采用中埋式遇水膨脹止水帶防水。拱墻止水帶整環設置，其接頭可采用熱接焊接方法。盡量讓拱墻二襯和仰拱施工

23、縫在同一位置，保證止水帶閉合成環，起到整體防水的效果。仰拱止水帶采用中埋式橡膠止水帶，仰拱堵頭模板分上下兩層，將止水帶夾在上下擋頭板上后，通過特制的鋼筋和橫、縱向鋼管固定牢固。止水帶定位時，必須在界面部位保持平展，不得使橡膠止水帶翻滾、扭結，當發現有扭結不平展現象及時調整。接茬鋼筋與混凝土界面劑拱墻二襯與仰拱接茬處是防水的薄弱環節，由于拱墻二襯和仰拱分兩次施工，存在隱形分界面，此處由于拱墻二襯和仰拱受圍巖壓力、砼收縮徐變、外界環境等不同，施工縫處存在位移，從而形成剪切力，當這個力達到能夠克服縱向施工縫的粘結力后，形成剪切破壞，將直接影響縱向施工縫的防水效果。針對這種情況需在縱向施工縫設置接茬鋼

24、筋和混凝土界面劑來來保證縱向施工縫的防水效果。接茬鋼筋采用16螺紋鋼，鋼筋兩端做成180°的彎鉤，接茬鋼筋在仰拱砼施工時預埋，埋入和露出長度均為鋼筋總長度的1/2。混凝土界面劑解決了由于混凝土接茬表面吸水特性或光滑引起界面不易粘接，可以大大增強新舊混凝土之間以及混凝土的粘結力，可以取代傳統混凝土表面鑿毛工序，改善加氣混凝土表面抹灰工藝，從而提高工程質量，加快施工進度。首先用鋼絲刷清除基層表面，去除油污、粉灰和疏松物，將普通硅酸鹽水泥（42.5）與中砂（體積比）混合加入界面劑液中，攪拌均勻，用刷子或掃帚均勻涂在縱向施工縫上，厚度以覆蓋基層為準（不小于2mm），待涂層初步干燥（不沾手、不

25、影響抹灰）即可進行下一工序作業。 圖5 接茬鋼筋施工 認真做好拱墻二襯施工是隧道防排水整體質量的關鍵環節 防水襯砌時在拌制的混凝土中添加防滲防裂的膨脹劑，增加混凝土的抗滲能力。襯砌模板使用全液壓自行式模板臺車，運輸采用混凝土輸送車，配備了兩臺混凝土輸送泵，澆注從兩側同時慢速澆注，泵送混凝土整體一次澆注完成。混凝土設計為C35抗滲混凝土，二襯施工中要嚴格配合比設計，嚴格控制各種材料質量，特別是碎石的含泥量，嚴格控制拌和時間和坍落度（堅持測定現場坍落度制度），控制混凝土入模溫度和養護溫度，從源頭上控制混凝土達到抗滲混凝土的設計要求。混凝土澆注前，必須嚴格檢查鋼筋保護層，做好電氣化預埋槽道固設、鋼筋保護層墊塊設置，嚴格鑿毛和清理，清洗仰拱墻頂混凝土接茬面，調整和修整已成拱墻接頭止水帶嚴格處于規定