高速铁路隧道防排水分析

高速铁路隧道防排水分析

喻黎明

中铁十一局集团第四工程有限公司，湖北 武汉 430050

摘要：目前，我国铁路事业正蓬勃发展，特别是近年来我国高铁建设正如火如荼的开展。铁路被人们称为国民经济的大动脉，而我国具有辽阔的山地地形，由于高铁线路线形要求高，所以不可避免地在高铁修建过程中修建隧道穿山越岭，隧道工程在铁路建设项目中占据较大的比重，隧道施工进度、施工安全、工程质量和运营安全受隧道所在地工程地质和水文情况的影响较大，而水却是最主要的影响因素。在施工环节中，因相关人员未高度重视起防排水施工，经常会有各种水通过裂缝或砼空隙中渗入隧道等问题，使得洞内通信、供电、照明、轨道等处于潮湿的环境中，极易出现生锈，进而引起电气设备故障，造成高速列车停车、晚点、行车安全等情况出现，因此做好高速铁路隧道防排水施工具有十分重要的现实意义。那么如何才能在高铁隧道施工过程中对防排水技术加以应用呢?在本文中，笔者对高速铁路隧道防排水的施工控制方法进行了分析和探讨。

关键词：隧道；防排水；对策

一、高速铁路隧道防排水的原则

我国的铁路隧道绝大部分为山岭隧道，具有较大埋深，以往多采用“排水型”的设计理念，即通过设置在衬砌背后的盲沟和透水垫层将地下水引入隧道水沟后排出，在确定衬砌荷载时不考虑衬砌承受水压力。从整体上看来，我国的铁路隧道技术成熟，但是防排水技术一直是我国铁路隧道施工技术攻克的难点之一，隧道防排水工程包括施工中的防排水和结构的防排水两方面的内容。前者是确保施工安全的，后者是隧道营运环境所要求的。我们所说的是结构的防排水施工，结构的防排水施工是一个隐蔽工程，一旦施工完毕，难以检查和维修，发生渗漏后的也非常难以治理，影响营运后行车的安全和舒适性。所以科学、精心的施工则是保证防排水成功的关键。

隧道渗漏水危害大，整治难度大，成本高，因此做好隧道防排水工作十分重要，隧道防排水可以做到“防患于未然”，收到事半功倍的效果。为避免和减少水对隧道工程的危害，我国隧道工作者己总结出“防、截、堵、排相结合，因地制宜，综合治理”的基本原则。

防，就是高速铁路隧道衬砌抗渗和衬砌外防水，包括衬砌外围防水层和压浆;

截，就是在地下衬砌导坑、泄水洞、井点降水等截水措施，将水从地面截走，减少地面水下渗，减少地下水流向衬砌周围;

堵，就是采用注浆、喷涂、嵌补抹面等方法堵住渗水裂缝、空隙、裂缝，阻隔地下水，使之不能进入隧道内的防水措旌；

排，就是人为设置排水系统，将地下水排出隧道，使衬砌背后空隙及围岩不积水，减少衬砌背后的渗水压力和渗水量。

二、高速铁路隧道渗漏水原因

在对高速铁路隧道进行施工的过程中，高地温、高地应力、地下水等因素均会对隧道施工产生影响。其中导致隧道渗水的主要因素是地下水。在修建隧道的过程中都是在地表下修建，四周会被不同种类的地下水包围。在施工过程中，一旦有排水系统异常的情况出现，均会造成隧道渗水、漏水。由于修建隧道后破坏了山体原始的水系统平衡，隧道成为所穿过山体附近地下水集聚的通道。当隧道与含水地层连通，而衬砌的防水及排水设施、方法不完善时，就必然要发生隧道水害。现阶段，虽然我国在高速铁路隧道防排水施工方面有一定的施工经验，且取得了显著的成绩，但总体防水效果仍不太如意，部分竣工验收的隧道仍旧有衬砌结构渗漏的情况。较为常见的渗漏水病害主要有淌水、渗水、拱脚处渗水、滴水、侧墙渗水、局部涌水、道床积水等。尤其是冬季，因温度较低，在隧道顶部会有冰挂，道床上出现冰坡、冰堆等。由于水的流动性较强，水头压力对隧道衬砌结构的影响较大。若衬砌出现缺陷或病害均会有渗漏水情况出现。与此同时，渗漏水的出现还会引发隧道其他病害，会降低隧道的使用寿命和性能。因此，增强高速铁路隧道防排水施工质量十分重要，直接影响隧道建成后结构的耐久性和坚固性水平。

三、高速铁路隧道防排水措施

3.1进洞之前的防排水处理措施

首先，在隧道进洞前应对隧道轴线范围内及隧道影响范围内的地表水进行全面了解，为了将地表排水工作做好，应分别分析地表水的补给方式和来源情况;勘探时采用的坑洼、探坑等用粘土分层夯实回填;对于通过隧道洞顶且底部岩层裂缝多的沟谷，选择对沟底进行浆砌片石铺砌，并且利用水泥砂浆抹面;在地表有泉眼的地方及涌水处设置导管井进行泉水引排;应确保开沟疏导隧道附近的积水洼地无积水;根据设计要求在隧道洞口上方做天沟，并选择浆砌片石砌筑，水泥砂浆抹面，为了避免因地表水下渗和对洞口仰坡冲刷，应顺延至在隧道穿过的地表外侧排出地表水，同样选择浆砌片石砌筑，水泥砂浆抹面，同时还要同路基边沟顺组成排水系统;利用喷射混凝土挂网喷浆将洞顶开挖的边坡或仰坡封闭，并在洞口上和两侧喷浆;对于设置在洞顶的高压水池，应做好防渗防溢工作，在距离隧道轴线较远的地方设置水池。

3.2洞内防排水措施

3.2.1注浆堵水技术

用超前小导管或超前长管棚将适宜的胶结材料压注到地层节理、裂隙、孔隙中，不仅可以加固围岩，同时也起到了堵水作用，更可以防止地下水大量流失，较好地保护地下水环境。在隧道内层衬砂砌连作完成后，若因内层衬砌混凝十质量等问题而产生渗漏，也可以对向衬砌与围岩之间的缝隙压注胶结材料以实现堵水。

3.2.2初期支护防排水技术

根据开挖作业时围岩的实际，将记录工作做好，同时还要有引、排等方面的技术措施。对于渗漏水集中的情况，在喷锚工作开始前应设置透水软管作为泄水孔，在完成喷锚后，以起到排水的作用，将围岩渗漏水借助于泄水孔朝着墙角纵向软式透水管排出，随后通过引水管将其排放到隧道中心的排水沟内，确保大部分的围岩地下水排出洞外。这种方式对于混喷凝土后的混凝土表面，很少出现渗水的现象，其防水效果较为显著。

3.2.3防水卷材防排水技术

①防水层进场时检查。除按必要的工作程序进行取样检查外，还应检查防水板表面是否存在变色、皱纹（厚薄不均）、斑点、撕裂、刀痕、小孔等缺陷，存在质量缺陷时，应及时处理。

②防水层铺设前对初期支护的检查和处理。防水层铺挂前，应先对初期支护喷射混凝十进行量测，对欠挖高部位加以凿除，对喷射混凝土表面凹凸显著部位应分层喷射找平。应对初期支护喷锚混凝土表面锚杆头、钢筋网端头齐根切除，并用水泥砂浆抹平，使混凝土表面平顺。

四、特殊情况防排水处理

4.1开挖过程中对涌水地段的防排水处理

①涌水地段的防排水处理原则。在隧道施工过程中，应对开挖面出现的涌水进行调查分析，找准原因，采取"以排为主，防、排、截、堵相结合"的综合治理原则，因地制宜地制定治理方案，达到排水通畅、防水可靠、经济合理和不留后患的目的。

②涌水地段的原因分析。造成隧道涌水现象一般是由于地下水发育，洞壁局部有水流涌出;碰到断层地带，岩石破碎，裂原发育现涌水现象;洞顶覆盖层较薄，岩石裂隙发查、开挖地表水下渗等原因。施工中应对洞内的出水部位、水量大小、涌水情况、变化规律、补给来源及水质成分等做好观测和记录，并不断改善防排水措施。

4.2二次衬砌渗漏处理与控制

①引流堵漏。对于滴水及裂纹渗漏处，可采用凿槽引流堵漏施工方法。如在渗漏部位顺裂缝走向将衬砌混凝土凿出一定宽度和深度（如宽20mm，深30mm）的沟槽，埋设直径略大于沟槽宽度或与沟槽宽度相当的半圆胶管将水引入边墙排水沟内，再用无纺布覆盖半圆胶管或防水堵漏剂封堵，然后用颜色相当的防水混凝土封堵或抹面。

②注浆堵漏。对于渗漏严重部位，可采用注浆堵漏施工方法。如在渗漏部位凿出一定宽度和深度（如直径80mm，深40mm）的凹坑清理混凝土渣，并检查表面混凝土密实性，从渗漏部位向衬砌钻孔，其深度建议控制在衬砂砌厚度范围内，埋管注浆，其注浆浆液通过设计确定。注浆结束后，其凹坑可按文中上4.1方法做防水堵漏处理。

五、结语

每道工序的施工质量都对隧道防排水效果产生很大的景响，施工中的每一点疏忽都可能造成渗漏水隐患。因此，应加强对每道工序的施工质量控制，严格按规范施工确保施工达到设计效果，使隧道防排水工程质量有保证。

参考文献∶

【1】TB10753-2010，高速铁路隧道工程施工质量验收标准。

【2】Q/CR604-2015，高速铁路隧道工程施工技术规程。