摘要:新建西安至成都铁路客运专线福仁山隧道全长13101.55m，隧道防排水成为隧道关键施工工序之一，隧道防排水按照“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，在施工过程中不断提高隧道光面爆破质量、提高初期支护以及防水板、止水带施工质量，解决了防排水施工过程中的一些难题，对隧道防排水施工具有一定的指导意义。
关键词:福仁山隧道,防排水,施工,要点
1.概况
福仁山隧道出口段地处秦岭南麓低中山区，所属的行政区域为陕西省汉中市洋县。隧道
范围平均海拔1200m，最高海拔为1634.1m。洞身地表自然坡度30°～40°，分布有众多基岩“V”型侵蚀谷，多为南北分布，隧道区域山高坡陡，基岩裸露，沟壑纵横，地形复杂，植被茂密。福仁山隧道全长13101.55m，为双线隧道，出口位于酉水河宋家堰，最大埋深929m，最小埋深约46m。
1.1地质岩性
工点内地层为第四系全新统破积膨胀土、冲积卵石土、坡积碎石土及坡、洪块石土，志留系下统片岩及片岩夹大理岩、大理岩，元古界中上统变粒岩夹大理岩、片麻岩夹云母石英片岩、片岩夹片麻岩、大理岩夹片麻岩、片麻岩夹片岩、片麻岩夹大理岩、片岩夹大理岩、片麻岩夹片岩夹片麻岩，上太古界片麻岩夹大理岩，分布在断层带内的断层角砾、断层泥及碎裂岩。
1.2地质构造
隧道位于商丹断裂带和勉略—巴山弧形断裂构造带夹持的南秦岭构造带，是秦岭造山带的蜂腰部位，主体上位于佛坪穹窿的南半部。经多次构造活动的影响，其内部组成与构造变形十分复杂。
1.3水文地质特征
隧道地下水埋深大，隧道洞身岩体节理裂隙发育且风化不均，雨季地表水下渗易软化围岩，应加强支护，局部水量较大，雨季施工时应注意排水。
2.隧道复合式衬砌防排水设计
根据隧道特点，提出“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，把防排水
放到同等重要的位置，防水原则是指工程结构本身或附加防水层等防水措施使工程具有防止岩层中水分渗入的能力。排水是指围护结构将渗透水引向排水沟，再利用机械或自然排出。
2.1防水系统
采用复合式衬砌结构，复合式衬砌有内外3层防线：锚喷支护、防水层、二次衬砌混凝土。
2.2排水系统
为确保隧道在无渗漏水情况下运营，在防水层和二衬之间采用PVC管，隧道环向盲沟采用50mm单壁打孔波纹管，纵向两侧墙角设80mm双壁打孔波纹管，并每隔10-12m设变径三通连接边墙进水孔，与墙内两侧水沟相连。
3.防排水系统施工
防排水系统由防水板及其背后的纵向、环向盲沟、侧沟组成。防水板属于隔离围岩渗水
设施，而无纺布、纵向、环向盲沟、侧沟共同组成疏排水系统。
3.1防水材料的选择
3.1.1防水板及无纺布选择
目前，防水板共有复合式及分离式防水板两种，均可采用无钉挂设工艺。复合式防水板由于无纺布同防水卷材为一体，挂设工艺较为简单，但是由于无纺布同EVA防水卷材的延展性、柔韧性、抗折能力，伸长率等指标均不尽相同，且受自重影响，幅宽受到限制，从而接头较多，根据设计要求，福仁山隧道采用分离式防水材料，无纺布采用400g/m2，防水板采用EVA无色透明防水板，厚度1.5mm，幅宽4.0m，以减少焊接接头。
3.1.2纵向、环向排水盲管及泄水孔
纵向两侧墙角设80mm双壁打孔波纹管，隧道环向盲沟采用50mm单壁打孔波纹管，每隔10-12m设变径三通连接边墙进水孔，与洞内两侧排水沟相连。
3.1.2明洞防排水
明洞衬砌的防排水，衬砌外表面外贴防水板，防水板厚度为1.5mm，并具有较好的耐热性、抗冻性、柔性、防腐和耐水、抗老化性能、防水层铺至墙顶开挖或墙脚泄水孔处。
3.2初期支护表面检查及引水
防水板施工前必须对初期支护表面进行检查，对锚杆头、注浆管、铁线及喷射混凝土形成尖锐的棱角进行处理，并用砂浆抹平，确保防水板的接触面平整。对于初期支护表面出现的局部渗水或小股滴水，首先在渗水周围注浆将水流引排至墙角纵向盲沟处，排入侧沟。波纹管通过射钉固定在初期支护表面。当水量较大时，采用裂隙注浆手段将水流汇集，在初期支护凿槽埋管引排至侧沟（管的直径因水流大小而定），并用速凝剂材料对引水管封堵。
3.3纵向、环向排水盲沟安设
纵向盲沟安设要保证纵向位置的准确及总体平顺度，环向盲管要紧贴岩壁，安装时用钢卡固定，露出钢钉用砂浆抹平。环向间距8m，水量较大时进行加密布置，纵向排水盲管与环向盲管、泄水管用变径三通连为一体，形成完整的排水系统。
3.4无纺布挂设施工
土工布通过带热塑性垫圈（暗钉圈）的射钉固定在初支喷射混凝土层上，侧壁2-3个/m2，拱顶部位3-4个/m2，梅花形布置，垫圈必须牢靠、稳定。暗钉圈固定在初期支护喷射混凝土层上最深处（凹处）对凹处应加密塑性圆垫圈，保证土工布与初期支护面密贴。无纺布环向搭接长度不小于10cm。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.5防水板挂设施工
防水板铺设采用无钉铺设工艺，自上而下铺设，松紧适度，并预留一定的余量，防水板全部面积均应能抵到初支面，接头处下部防水板要压住上部防水板。采用自动爬焊机进行焊接，双缝焊接，焊接搭接宽度不小于15cm，每道焊缝宽1.5cm，以保证焊接质量达到防水要求。焊接钢筋时采用钢板（或者石棉板）加以遮挡，以防止电火花飞溅损伤防水板。若发现防水板有破损，必须人工操作热风焊机进行修补。
3.6焊缝充气检查
焊缝检测采用充气法检查。将焊缝两端用特制铁夹夹紧密封，将检测针头插入焊缝一端两道焊缝之间的弃槽，注射针与压力表相连接，用手动气泵进行打压至0.25Mpa为止，观察15min，若压力值下降小于10%为合格，否则必须查找漏点，并及时修补直到不漏气为止。
3.7施工缝、沉降缝防水
施工缝及变形缝是隧道防排水的薄弱环节，隧道内主要存在施工缝及沉降缝，施工缝分为环向及纵向两种。
环向施工缝设中埋式橡胶止水带加背贴止水带。
纵向施工缝设中埋式橡胶止水带。
变形缝设中埋钢边止水带加橡胶止水条，沥青木丝板填缝，聚硫密封胶嵌缝。
4.洞门及明洞防排水
4.1洞门及明洞防排水的总体要求
在洞门及明洞回填土施工后，二衬混凝土不应出现渗漏水现象。
4.2洞门防排水
为防止地表水冲刷仰坡，流入隧道，应在隧道进出洞口上部根据地形情况合理设置截水天沟，截排地表水，并与洞外路堑侧沟相连，将水引离洞口，排入路基边沟中。
端墙后设置排水盲沟网，管网采用外包土工布的中空塑料排水盲管，横竖间距为3m。排水盲沟在路基面高度处采用φ100pvc管排至路基侧沟。为防止浇筑混凝土时堵塞盲管，盲管与墙体间采用土工布隔离。
4.3明洞防排水
明洞衬砌外表面外贴防水板，防水厚度1.5mm，并有较好的耐热性、抗冻性、柔性、防腐和耐水、抗老化性能，防水层铺至墙顶开挖或墙角泄水孔处。
5.防排水施工关键技术
5.1洞挖施工
提高隧道光面爆破质量，按照“随岩质变化”的原则，进行爆破设计动态化管理，严格控制开挖断面，努力实现光爆。对中硬岩通过优化钻爆设计和合理的装药工艺（入小药卷间隔装药、炮泥堵塞、控制周边眼装药量等措施），实现一次光爆；软岩可采用预留光爆层、控制周边眼间距及装药量、人工风镐修凿等措施，减少超挖或大的凹坑，保证开挖轮廓圆顺，使初期支护同开挖断面最大限度的密贴。同时，通过优化开挖、爆破方法，减少对围岩的扰动、变形，可以最大限度降低对渗水的影响。
5.2一次支护
初期支护防水是隧道防水系统的第一道防线和基础，同后期的防水板防水比较而言，其属于主动防水的范畴。提高初期支护质量，对隧道整体防排水系统的能力提升有着重要意义。
开挖后及时进行初喷混凝土，封闭围岩，开挖后及时进行初喷，起到填平补齐的作用，可以消除凹坑，使开挖断面尽可能圆顺，同钢架完全密贴，消除钢架后空洞；同时，通过及时初喷混凝土进行支护，可以制止围岩进一步松弛，阻止围岩中张裂缝及细小裂缝进一步发展，不至于形成裂隙水的渗流通道，从而达到堵水的作用。
初期支护后采用注浆回填、堵水，喷射混凝土时，由于钢架遮挡或受喷射角及喷射距离、风压等因素影响，其后局部容易形成空洞或局部不密实。因此，在初支完成后，采用地质雷达进行无损检验，并将此作为一项重要的工序来管理。对检查中发现空洞及不密实的地段及时采取注浆回填的措施予以加强，避免形成“水囊”从而降低渗水的风险。
5.3衬砌混凝土防水
施工中优化衬砌混凝土施工配合比，提高防水能力。在选配配合比时，粗骨料应级配连续，采用合适的砂率，改善混凝土和易性，增强混凝土密实性，对渗水大的地方应同时采用掺和防水剂、高效抗裂防水膨胀剂等手段，减少混凝土内部的细微孔隙，提高其防水能力，防水混凝土结构的衬砌厚度达标。
混凝土灌注时两侧分层对称浇筑，控制相邻高差。采用插入式振动器和固定的附着式振动器相结合，保证振固密实。还需连续灌注，消除施工缝，减少防水薄弱环节。拆模后及时喷雾养生，避免拆模过早混凝土表面风干或养护不及时出现收缩裂纹现象。衬砌拱顶每间隔5m预埋压浆管，衬砌施工完毕达到设计强度后进行拱顶压浆。使初支、防水板及内衬密贴，避免因防水板意外损坏渗入水纵向窜流的可能，同时也为保证结构安全，避免结构开裂破损。
6.质量缺陷的整治措施
在实际施工过程中，由于施工工艺、施工设备及具体操作不当都有可能引起隧道二次衬砌局部渗漏。针对隧道不同情况的渗漏，应采取不同的补救措施。
排水堵塞处理要遵循“通则不漏，漏则不通”的规律，可采取疏通且密封连接管道，在二次衬砌边墙上增设排水孔的方法，及时引导渗水排入边沟内。
防水层破损，止水带安装不规范时，地下水可渗入防水层与二次衬砌灌注混凝土中，遇到二次衬砌局部振捣不密实或施工缝止水带处理不好的部位，水即渗出，导致二次衬砌混凝土表面或施工缝漏水。一般可采用凿槽嵌管引排的方法处理。具体操作如下：从漏水点以上0.5m处开始，顺施工缝或漏水缝凿一条宽60～80mm、深80～100mm的倒梯形槽，直至排水边沟，冲洗干净后在槽中嵌入镀锌铁皮做的矩形引水管，其底宽比梯形槽宽略小，高度比槽深低35～50mm，铁皮管用钢钉固定在混凝土上，两管接头采用搭接连接（上节在里，下节在外），搭接长度不小于7cm，且一直引至隧道边沟。
7.结束语
经过严格的质量控制，福仁山隧道二次衬砌防渗总体效果较好，在多次雨后，均未出现渗水情况，可为其他类似铁路双线隧道施工借鉴。
作者简介
崔凯（1985--），男，陕西汉中人，助理工程师，主要从事铁路工程施工技术及施工管理工作。
论文作者:崔凯,邓也
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/9
标签：隧道论文; 混凝土论文; 纵向论文; 片麻岩论文; 大理论文; 防水层论文; 初期论文; 《基层建设》2017年第12期论文;