隧道防水施工技术探究

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摘要：作为铁路隧道中具有“三高四活跃”特征的“地质博物馆”，高黎贡山隧道的施工工艺和质量控制难度相当大，对整个大瑞铁路的顺利完工有着举足轻重的作用，而防水工程质量也将直接影响隧道的整体安全。本文从防水设计、防水施工等方面阐述了EVA防水板在高黎贡山隧道工程中的应用。

关键词：铁路隧道；山体复杂地质；EVA防水板；变形缝

1工程概况

大瑞铁路东起云南大理、西至中缅边境的瑞丽，全长约330km，是我国铁路网规划中的重点项目之一，也是中缅国际铁路通道的重要组成部分。高黎贡山隧道是大瑞铁路重点控制性工程，其位于怒江和龙川江之间，处于喜马拉雅地震带，地质条件极为复杂，具有高地应力、高地热、高地震烈度、活跃的新构造运动、活跃的外动力、活跃的地热水、活跃的暗坡浅表这“三高四活跃”特征，几乎涵盖了铁路隧道建设所有的不良地质与重大风险，堪称铁路隧道建设的“地质博物馆”。隧道正线全长34.5km，于2014年4月开工，计划2022年6月竣工，是目前国内在建最长的铁路隧道，也是亚洲第一单线双洞铁路长隧道。

2防水设计

2.1防水设防等级。高黎贡山隧道的防水等级为一级，要求衬砌不允许渗水，结构表面无湿迹；隧道二衬混凝土抗渗等级一般地段不小于P8，地下水发育地段不小于P10。2.2防水设计原则。高黎贡山隧道防水遵循“防排截堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，采取切实可靠的措施，达到防水可靠、排水畅通的目的。隧道防水应重视初期支护防水，以衬砌结构自防水为主体，以施工缝、变形缝为重点，辅以注浆堵漏和防水层加强防水。同时，隧道防水设计时应对地表水与地下水妥善处理，洞内外形成一个完整的防水系统，以保证隧道结构与设备的使用正常和行车安全。隧道遇到地下水对混凝土结构具有侵蚀性时，应采取相应的防腐措施，保证结构的安全性与耐久性。2.3防水构造做法。高黎贡山隧道的防水层设置在初期支护与二次衬砌之间，由厚度不小于1.5mm的EVA防水板及400g/m2无纺布组成，无纺布紧贴隧道初期支护，对防水板起缓冲作用，同时具有排水功能。为防止浇筑时浆液破坏盲管的过滤性能，防水板铺设至边墙纵向盲管或进水孔高程以下。高黎贡山隧道（暗洞）防排水做法见图1。2.4防水材料。1）隧道防水选用EVA防水板，幅宽为2~4m，厚度不小于1.5mm，具有优良的耐久性、耐水性、耐腐蚀性、抗穿刺性及较好的阻燃性能，符合TB/T3360.1—2014《铁路隧道防水材料第1部分：防水板》要求。2）隧道防水缓冲选用400g/m2土工无纺布，具有良好的透水、过滤、隔离、阻燃性能，同时耐腐蚀、耐霉菌性能佳。

3防水施工

3.1基面要求。初衬基面应平整牢固，无空鼓、尖锐物与明水，初衬喷锚强度满足规范要求。对基层进行检查，割除外露的锚杆头、钢筋头等尖硬物，凹凸部位补喷、抹平，局部渗水处注浆处理，阴角部位采用1∶2.5水泥砂浆做成100mm×100mm的倒角。3.2铺设防水板。1）EVA防水板采用双焊焊机热合施工，施工顺序为先拱后墙，即从拱顶开始向两侧边墙施工，最后底面铺设。隧道铺设固定防水板做法见图2。2）每天焊接施工前，先取300mm×1000mm的EVA防水板小样进行试焊，以确定当天最佳的焊接温度与爬行速度。小样试焊完毕后应对焊缝的外观、剪切力与剥离强度进行检测，合格后进行正式的焊接施工，否则应重新调整焊机的温度、速度，以保证焊接质量。3）将焊机调整到试验性焊接时的最佳参数，在设计要求的搭接宽度下自动焊接，焊缝应平整、牢固、美观；对于需修补或双缝焊机不能操作的地方，用挤出焊枪进行施工。焊接过程中，要经常清理焊接设备中的残留物，并定期对焊机进行保养。4）在隧道拱顶标出纵向中心线，EVA防水板铺设时横向中心线与标出的中心线重合，采用手持式超声波仪将拱顶部位的EVA防水板与安装在无纺布上的塑料垫片热熔焊接，然后防水板分别向两侧边墙铺设，铺设时预留悬吊余量，保证二次衬砌时二衬、防水板、初期支护相互密贴。5）EVA防水板的搭接宽度为150mm，搭接缝应避开隧道的变形缝、施工缝、围岩集中出水处等防水薄弱部位，错开间距不得小于500mm，防水板焊缝应焊接牢固，无漏焊、虚焊、过焊现象。防水板搭接示意见图3。6）在铺设防水板时注意配合使用止水带，环向施工缝采用8mm厚300mm宽的中埋式橡胶止水带与6mm厚300mm宽的外贴式止水带，纵向施工缝采用6mm厚300mm宽的中埋式钢边止水带与6mm厚300mm宽的外贴式止水带，构造见图4—5。止水带安装应位置准确、固定牢靠，中间空心圆心应与缝的中心线重合，中埋式止水带定位应与界面保持平展，外贴式止水带采用粘结法与防水板连接。7）隧道的变形缝部分采用6mm厚300mm宽的中埋式钢边止水带与6mm厚300mm宽的外贴式止水带，配合使用聚乙烯泡沫塑料棒与聚硫密封胶。在暗洞与明洞交接部位，防水层的甩槎不得小于400mm，以连接成整体防水体系，明暗交接部位变形缝防水构造见图6。3.3防水板检测。1）施工前，将EVA防水板展开后，肉眼检查是否有缺陷，标出有缺陷或可疑之处，以便修补。2）焊缝检测分为目测和检漏试验。采用专用检漏仪测漏时，先封住焊缝空腔的一端，然后在另一端打气加压，待压力达到0.25MPa后保压，若在15min内压力下降不超过10%，说明焊接质量符合要求；若压力下降超过10%，说明焊缝质量不合格，存在虚焊、漏焊等不良现象，用肥皂水涂刷在不合格的焊缝找出漏气部位，用手持焊枪进行补焊后再次检测，直到焊缝检测合格为止。3）修补破损孔洞时，将防水板裁剪成圆形或椭圆形的衬垫作补丁，对于小的针眼和孔洞可采用点焊，修补后用真空检测仪器检测，若不合格应重新修补。3.4无纺布铺设。1）防水板铺设好后，采用射钉将无纺布固定在基面上，拱部固定间距为0.5~0.8m，边墙固定间距0.8~1m布置，底部固定间距1~1.5m；射钉呈梅花状排列，如遇到基面凹凸处应增设固定点。2）无纺布铺设时不宜绷得过紧或放得过松，应平顺、无褶皱，与衬砌密贴，无纺布之间的搭接宽度不得小于50mm。3.5施工注意事项1）防水施工前，对即将铺设的隧道环向长度进行准确测量，按实际需要的长度裁剪防水板并留余量，然后用彩笔在防水板上作好标记以备用。2）在进行无纺布和防水板的铺设时不得拉得太紧，要留有一定的伸缩量以适应基体的变形。3）隧道防水板的施工温度不宜低于5℃。防水层在每天正式焊接前应做好试焊工作，以确定最佳焊接参数，方可开始正式施工。4）按试焊好的温度、速度正式焊接，每环防水板尽量一次完成，减少间断或停机次数，避免同一环向接缝的多个修补接头。5）隧道二次衬砌施工时要加强防水板的成品保护，不留渗水隐患。钢筋绑扎时不得损坏防水板，可采用挡板或湿润棉作隔离，避免钢筋焊接烫伤防水板；保护好暗洞与明洞连接部位甩槎的防水板，以便后续施工形成整体连接。

4结语

大瑞铁路高黎贡山隧道是目前亚洲在建最长的单向双洞铁路隧道工程，隧道部位的防水工程质量将直接影响隧道的整体安全。为应对极其复杂的地质条件与重大施工风险，项目组从设计选材、施工方案、现场施工、细部处理、检测检验、监控管理等环节层层把关，坚持以高标准的专业技术、高要求的管理制度保证隧道的防水质量。

作者:李冬凤 王晓锋 单位:1.四川蜀羊防水材料有限公司 2.中铁十八局集团有限公司勘察设计院