鐵路工程大斷面黃土隧道防排水施工技術(shù)

白銀銀

（中鐵十二局集團(tuán)第四工程有限公司，陜西 西安 710000）

1 工程概況

某鐵路工程的3號(hào)隧道斜井是工程重點(diǎn)建設(shè)段，根據(jù)地質(zhì)勘測(cè)結(jié)果顯示：此隧道巖性為第四系中更新統(tǒng)富水黏質(zhì)黃土夾圓礫土，屬于老黃土，具有硬塑狀特征。此隧道正洞的最大挖掘高度為12.57 m，其斷面達(dá)到了162.66 m2，此隧道復(fù)雜程度較高，具有一定的施工難度。施工過程中，在完成挖掘作業(yè)之后，發(fā)現(xiàn)土體中存在大量水滲出，在對(duì)土體中的水分進(jìn)行檢測(cè)之后，發(fā)現(xiàn)土體中的水分含量達(dá)到了23%左右。除此之外，隨著水不斷地滲出，土體出現(xiàn)了一定程度的剝落、軟化與掉塊現(xiàn)象。同時(shí)，滲出的水逐漸流入到拱腳部位，導(dǎo)致拱腳部位的黃土也被軟化。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，支護(hù)結(jié)構(gòu)在這一作用之下出現(xiàn)了不同程度的下沉，圍巖的自穩(wěn)性受到了一定程度的影響。這樣一來，無疑增加了隧道工程施工的安全隱患，需要制定科學(xué)有效的防排水設(shè)計(jì)方案，并據(jù)此采取有效的措施做好防排水工作。

2 隧道防排水設(shè)計(jì)

為了有效解決隧道土體滲水問題，在結(jié)合隧道工程實(shí)際情況的基礎(chǔ)之上，綜合考慮各個(gè)方面的影響因素，制定了如下的隧道防排水設(shè)計(jì)方案：以防、排、截、堵相結(jié)合的方式開展防排水工作，充分結(jié)合隧道的實(shí)際情況，對(duì)相關(guān)防排水技術(shù)進(jìn)行有效的使用，以此達(dá)到排水通暢、防水可靠的目的。同時(shí)在進(jìn)行防排水設(shè)計(jì)時(shí)，還需要考慮經(jīng)濟(jì)效益、是否完全根除滲水問題等情況。在對(duì)隧道進(jìn)行防排水處理時(shí)，要保證設(shè)備進(jìn)入到隧道內(nèi)的通暢性，不能受到阻礙。為保證整個(gè)工程施工安全，可通過加強(qiáng)二次襯砌結(jié)構(gòu)自防水，加強(qiáng)處理施工縫的防水工作措施，并配合注漿方式來保證防水層的強(qiáng)化效果。同時(shí)可在隧道中設(shè)置三個(gè)排水溝，在防水層背面增加橫向排水管，在邊墻底部設(shè)置輔助性排水管。通過這種方式可以對(duì)積水流入到集水池中起到一定的促進(jìn)作用，最后再對(duì)積水池中的水進(jìn)行集中排放。

3 隧道防排水系統(tǒng)施工技術(shù)

3.1 復(fù)合式防水層

在支護(hù)初期階段與二次模筑之間加設(shè)防水層，防水層采用防水板加無紡布的復(fù)合式結(jié)構(gòu)。這種復(fù)合式的防水層表面光滑度較高，通過這一復(fù)合式防水層能夠有效控制二次模筑混凝土和一次混凝土質(zhì)量檢查的約束應(yīng)力，一方面可以對(duì)二次襯砌混凝土裂縫起到有效的預(yù)防作用，另一方面防水層還能夠防止混凝土表面水分積聚過多，進(jìn)而對(duì)襯砌混凝土造成不良影響。具體施工方式如下：混凝土初噴完成之后，對(duì)其表面進(jìn)行有效觀察，保證表面的平整性與穩(wěn)固性，且無雜質(zhì)與尖銳突出物，如發(fā)現(xiàn)尖銳突出物?？梢圆扇「钊テ涓炕蛘哂盟嗌皾{覆蓋的方式的予以解決。將無紡布通過塑料圓墊片貼在上方，并用水泥鋼釘固定，最后完成焊接作業(yè)，將防水板焊接在圓墊上來提高整體的穩(wěn)定性。

3.2 初噴混凝土封閉開挖巖面

進(jìn)行混凝土噴射的過程中，做好初期支護(hù)工作十分重要，同時(shí)需要注意對(duì)其厚度進(jìn)行一定程度的控制，一般情況下控制在4 cm至6 cm的范圍之內(nèi)較為適宜。在將黃土挖掘之后，由于受到水壓力的作用，使其最終演變成為通路，土體表面出現(xiàn)了不同程度的滴水、濕潤以及掉塊現(xiàn)象。這些現(xiàn)象和問題都會(huì)減弱圍巖的強(qiáng)度，所以在具體施工時(shí)可采用快封閉短進(jìn)尺的方式，控制好每一次開挖的深度，以多次循環(huán)開挖的形式保證最后的深度符合設(shè)計(jì)要求。此外，在完成混凝土初噴作業(yè)后要及時(shí)封閉開挖的巖面，這樣一來就能夠?qū)ζ浞浪ЧM(jìn)行一定程度的保證。如果水量較大，還需要對(duì)整個(gè)作業(yè)面與掌子面進(jìn)行有效的封閉處理。

3.3 隧道排水施工

（1） 排水要求：在隧道之中，設(shè)置三個(gè)排水溝，其中一條為中心排水溝，同時(shí)在防水層的背面對(duì)橫向排水管進(jìn)行增設(shè)，以及在邊墻底部設(shè)置排水管進(jìn)行輔助排水。在這其中，側(cè)溝一方面發(fā)揮了沉淀作用，另一方面也可以完成一定的排水工作；中心溝以明溝方式進(jìn)行處理，施工過程中利用滲水性材料進(jìn)行回填，以此提升洞內(nèi)排水效果。

（2） 仰拱開挖面冒水處理：開展仰拱開挖作業(yè)時(shí)，在掌子面設(shè)置積水池，積水池的設(shè)置能夠在一定程度上提高仰拱抽水的效果，積水池的體積需要根據(jù)實(shí)際的仰拱開挖情況進(jìn)行確定。本工程中積水池體積確定為1.6 m×1.2 m×50 cm。仰拱開挖完成之后，發(fā)現(xiàn)基底部分表面呈現(xiàn)出明顯的泉水現(xiàn)象，同時(shí)基底存在著較大范圍的浸水。針對(duì)這種情況，對(duì)仰拱進(jìn)行了初噴處理，厚度控制在15～20 cm的范圍之內(nèi)。需要注意的是，初噴處理完成之后，應(yīng)該立即對(duì)其進(jìn)行封閉，否則水流會(huì)形成一定的通路，造成地基的軟化。

（3） 施工縫滲水處理：在完成仰拱混凝土填充處理之后，發(fā)現(xiàn)施工縫仍然存在一定程度的滲水現(xiàn)象。雖然滲水量不大，但隨著長時(shí)間的積聚，仍然會(huì)對(duì)路面造成一定程度的影響?；谶@一情況，本工程中采用了打孔預(yù)埋處理，將這部分滲水通過導(dǎo)管導(dǎo)出，并使其進(jìn)入到中心排水溝之中，進(jìn)而起到了有效的施工縫滲水控制效果。

4 隧道防排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

在本工程之中，隋道防排水結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要注意對(duì)涌水類型與用水量兩點(diǎn)因素激進(jìn)行有效處理。從實(shí)際情況來看，斜井的滲水情況十分嚴(yán)重，除此之外，部分區(qū)域還存在有水流出。針對(duì)這一情況，需要對(duì)防排水設(shè)施進(jìn)行一定程度的強(qiáng)化。從土層結(jié)構(gòu)來看，次隧道工程屬于夾少量姜結(jié)石和黏質(zhì)黃土。這一類型的土質(zhì)結(jié)構(gòu)一旦遇水極易發(fā)生軟化現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)的膨脹問題，需要采取有效的防排水技術(shù)進(jìn)行處理。在對(duì)施工方法與襯砌結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定時(shí)，需要充分結(jié)合圍巖的類型。在設(shè)計(jì)過程中，一方面要對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行有效保證；另一方面還需要采取有效的防排水措施，設(shè)計(jì)施工難度較大。

5 結(jié)語

本文主要針對(duì)鐵路工程大斷面黃土隧道防排水施工技術(shù)。首先結(jié)合某一具體工程對(duì)隧道的防排水設(shè)計(jì)思路進(jìn)行了一定程度的闡述，然后在此基礎(chǔ)之上從復(fù)合式防水層、初噴混凝土封閉開挖巖面以及隧道施工排水三個(gè)方面分析了隧道防排水系統(tǒng)施工技術(shù)，最后說明了隧道防排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)?？偠灾淼婪琅潘┕r(shí)鐵路工程隧道施工的重點(diǎn)，是對(duì)隧道安全性的重要保證。在對(duì)隧道進(jìn)行防排水設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分結(jié)合工程的實(shí)際情況，綜合考慮各個(gè)方面的影響因素，運(yùn)用科學(xué)有效的防排水技術(shù)提升隧道的防排水效果。只有這樣，才能保證隧道運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，保證鐵路工程的順利進(jìn)行。