铁路隧道防排水施工初探

2012-12-28范军

中国新技术新产品 2012年11期

范军

（中铁隧道集团二处有限公司，河北三河 065201）

1 隧道施工常见渗水处理

防、排相结合是隧道内治水的原则，关角隧道8号斜井、9号斜井和隧道出口施工中都遇到了不同程度的涌水现象，施工中从两个方面来处理，第一步将涌出的水排出洞外，不至于影响正常施工环境，对于顺坡洞排水主要是挖临时排水沟自然排水，反坡采用挖积水、排水泵站机械排水管路排水，围岩的涌、渗水处的治理非常关键，如：关角隧道9号斜井Ⅰ线正洞格尔木方向开挖约在DYK304+758处左拱腰出现的涌水，水量较大喷射混凝土无法凝固在受喷围岩面上，经过现场勘察涌水原因时，发现涌水点是地下河流涌出，而且通过涌水的洗刷已经形成漩涡状，如果不及时处理，有可能会导致掌子面坍塌，通过施工单位与监理单位研究决定立即采用先堵后排的方案，即将涌水口用土工布填塞，并加设这了一榀刚拱架支撑，防止掌子面左侧被洗空，导致严重后果和损失，然后把PVC管将土工布过滤后的涌水集中排至积水坑，喷射加大速凝剂用量的喷射混凝土，考虑水量比较大，面积范围较小，通过调查水的主要来源是多条地下河流汇聚而成的，那么不能让其成为涌水通道，采用周边注浆的方案将其封住，并在其内浇筑防水混凝土。通过初期支护表面外观和打孔检测及雷达检测来看效果良好。

2 详细排水施工工艺比较

2.1 大管棚、小管棚超前支护施工

隧道出口进洞采用Φ89壁厚：5mm长：30m间距：40cm的大管棚进行注压浆对洞口浅埋的超前加强支护，角度为1～3度；洞内采用Φ50壁厚：4mm长5m间距40cm的小导管进行压注浆超前支护。角度为6°。大管棚施作的主要内容：施作导向墙预埋导向管，设置钻机平台，测定孔位，钻孔，钻机退出，注压浆，封孔。管棚采用无缝钢管加工成花管，以便注浆加固岩体，前端加工成锥形，以便送入或打入，并防止浆液前冲，梅花布设溢浆孔孔径8mm，间距为15cm，其中大管棚尾部5m，小导管尾部1m范围不钻孔，防止漏浆，末端最好焊接直径为6mm的环形箍筋，防止打入是管身开裂，影响注浆管每小段的连接。每节间丝扣连接，钻孔采用电煤钻钻孔，在钻进过程中采用光耙测斜仪量测钻孔的偏斜度，小导管人工直接送入[1]。

超前管棚安设后，用速凝砂浆封口，并用喷射混凝土封闭工作面，采用KBY-50/70型注浆泵注浆，注浆参数为：

水泥浆水灰比：1;1

注浆压力：0.5～1.0mpa

注浆前进行注浆试验，并根据试验的情况调整注浆参数。

注浆顺序两侧对称向中间，自下而上逐孔注浆，强度达到设计后方能开挖。

2.2 施工系统锚杆工程

系统锚杆采用的中空注浆锚杆，锚杆长4m（径向）或5m（内侧水平），环向间距为1m，采用风钻钻孔，钻孔直径为Φ40mm。成孔后用高压风清孔，人工送入，用速凝砂浆封口，注浆压力保证在0.5～1.0mpa，扩散半径最大，对围岩加固的效果最佳，对裂隙较发育的不良地质V级围岩有很好的改善效果，抗拔力符合设计要求，锚杆的末端与拱架焊接。

2.3 刚拱架支撑施工

在加工场地放出大样，采用弯曲机分节加工制作，主要在安设控制（中线、高程、垂直度）质量，施工中主要采用支距、悬距法来控制。

2.4 钢筋网施工

主要注意控制加工尺寸和把每块网片连成整体。

2.5 临时支护的施工（临时侧壁支护、临时仰拱）

临时侧壁支护采用I16型钢拱架纵向间距与主动一致，网片尺寸15*15，采用Φ22mm砂浆锚杆，Φ50小导管超前支护的一个临时支护体系。临时仰拱由于地质情况差经过数据分析边墙收敛值超限，根据实际情况分析、研究和试验为了确保安全在上断面导坑开挖支护时在主临支每榀拱架间安设I22mm的水平支撑支护，很好的解决了开挖安全及后续接腿、上部接拱在应力重新分配过程出现的变形量过大应力释放失控而造成掉拱、掉块、开裂和坍塌情况。

2.6 二次衬砌混凝土施工

二次衬砌是隧道工程永久性承力结构的一部分，对提高隧道使用寿命和外观质量具有重要的作用，衬砌分为两个部分一个是拱部的二次衬砌，一个是下部隧底的仰拱衬砌。混凝土二次衬砌施工时间根据现场监控量测结果来确定，在初期支护基本稳定，整体收敛值在规范内，围岩及初期支护变形率趋于减缓或稳定时再进行隧道二次衬砌，并将衬砌工作面与开挖工作面拉开50～100m的距离，以减少两工作间的互相干扰，也是避免爆破震动效应对二次衬砌的影响，二次衬砌混凝土灌注采用洞外集中拌和、混凝土输送罐车运输、轨道自动行走液压起臂整体模板衬砌台车、混凝土输送泵车灌注的方法进行。

首先通过轨道将模板台车行走至衬砌部位，测量定位，调好标高，按隧道衬砌内轮廓线尺寸调整好模板台车。安设固定好预埋孔、洞、室位置，堵头模板，排气孔等。

开始浇注，泵送混凝土灌注应对称、分层、连续施工，每层厚度控制在50cm以下，保证不浮模和偏位及跑模。插入式振捣棒配合附着式振捣器振捣密实。不得出现水平和倾斜接缝，如果应故中断浇注，则在继续浇注混凝土前，必须凿除已硬化的前层混凝土表层的虚面、浮浆，并将表面凿毛，高压水枪冲洗干净，拱顶混凝土通常不密实、灌注不满、不易振捣、易收缩等现象，根据经验教训，这就需要对拱顶灌注工艺作特殊要求，采用加强封堵板泵送压注挤压施工，另外还要预留注浆孔在后期对月牙型收缩缝进行注浆处理[3]，保证混凝土的整体性和密实性，浇注完成后达到规定强度方能拆模，养护时间不得少于14天。

3 排水半管的施作质量控制

Ω100排水半管是无压排水理论的重要组成，首先在以通过中间验收的初支表面径向打入1m～1.5m的泄水孔，主要目的在于把围岩内部的毛细水系引出，不至于让围岩、初支组成的支护体系长期受到地下水压力的影响，再则为了有效的将水排出，然后将半管安设在泄水孔上使围岩内部的水能顺畅的流出至边墙纵向排水管流出洞外，以至于漫流导致受潮渗水，使防水层处于良好的环境。