浅述新奥法隧道施工中的防排水施工技术

1、浅述新奥法隧道施工中的防排水施工技术曹敬新(中铁十一局集团一公司 湖北襄樊 )摘 要：本文针对新大坪隧道防排水施工情况进行了详细介绍和分析，并对隧道防排水施工过程中存在的问题进行了探讨。关键词：新奥法 隧道 防排水施工1 前言新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称, 原 文 是 New Austrian Tunnelling Method 简称 NATM 。指的是在软弱岩层中修建隧道时，开挖后立即喷射混凝土作为临时支撑(必要时加锚杆)以稳定围岩，然后再进行衬砌的施工方法。新奥法的基本思想是充分利用围岩本身所具有的承载效能和开挖面的空间约束作用，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时对围岩进行加固

2、，约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护的量测加监控来指导地下工程的设计与施工。2 工程概述新大坪隧道是襄渝线铁路安康至梁家坝段XYNS-05标内的重点控制工程之一，位于四川省宣汉县境内。设计为单线铁路隧道，起讫里程为ZDK528+629ZDK530+665，全长2036m，隧道纵坡为4.2的上坡。该隧道采用新奥法设计施工及复合式衬砌。级围岩地段（1848m）采用全断面开挖；级围岩（80m）、级围岩（93m）地段采用台阶法开挖，锚、网、喷初期支护，拱墙一次衬砌。该隧道处属低山丘陵地貌，自然坡度2550，最大埋深178m,地表覆人工填筑土和粉质粘土，下伏岩层为泥岩夹砂岩，主要为泥岩。地下水主要

3、为土层孔隙水，基岩裂隙水，涌水量Q203m3/d。当地年平均降雨量1203mm，59月为雨季，占全年降雨量的70%90%。3 隧道防排水施工技术要求隧道的防排水包含两个方面：一个是施工过程中的止水和排水，一个是结构物的防水与排水。新大坪隧道防排水遵循 “防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，形成完整的防排体系，保证结构和设备的正常使用和行车安全。针对本隧道未发现储水构造带的现状，在设计方案上隧道防排水仅采取一般性措施。3.1 施工的防排水3.1.1 进洞前防排水处理 在隧道进洞前对隧道轴线范围内的地表水进行踏勘了解，分析地表水的来源情况，做好地表防排水工作：在隧道洞口上方按设计要求做

4、好天沟，并用浆砌片石砌筑，将地表水排到隧道穿过的地表外侧，防止地表水的下渗和对洞口仰坡冲刷，并与路基边沟顺接成排水系统。 3.1.2 洞内防排水处理 隧道出口端掘进为反坡施工，施工期间采用机械排水。施工时视水量的大小，在洞内每5070m设一集水坑，用潜水泵将掌子面积水抽于集水坑，再由抽水机将集水坑内的水排出洞外，排水管采用100mm钢管。在洞外挖一沉淀池，洞内污水排入池内，经过沉淀处理符合排放标准后排走，避免直接排入农田、河流和渠道。洞内排水示意如下页图所示：5070m5070m水泵高压水泵坡度掌子面隧道出口洞内反坡排水示意图3.2 结构物的防排水随着隧道工程技术的飞速发展，防水技术日趋完善。

5、但大量隧道渗漏的存在更说明“截、堵、排”防治原则中衬砌背后防排水设施的施作质量是防排水效果的关键所在。新大坪隧道洞身衬砌背后防排水采取环纵向透水盲管、防水板、中埋式止水带等措施，将洞壁四周渗，漏、流、喷出来的地下水汇积引导，从隧道侧沟排出洞外。3.2.1 环向透水盲管透水盲管设置在初期支护与防水板之间，采用50打孔波纹管，每10m一道，环向盲管的设置在施工中根据隧道出水量进行相应调整，集中出水点应予设置，并在两侧边墙脚各设一根100的纵向透水盲管，每510m设边墙泻水管将地下水引入洞内侧沟排出。打孔波纹管用铁丝及圆钉固定，拱部钉距1m，边墙钉距1.2m，采用5cm长的圆钢钉，透水管紧贴于初期支

6、护壁，并留有一定的松弛度。3.2.2 防水板安装与控制新大坪隧道采用板厚1.2mm厚的WRM-100防水板，缓冲层采用400g/m2的无纺土工布。其施工程序如下：见“防水板施工工艺流程图”（1）防水板进场时检查 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）防水板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土进行量测，对欠挖部位加以凿除，对喷射混凝土表面凹凸显著部位应分层喷射找平。外露的锚杆头及钢筋网应头齐根切除，并用水泥砂浆抹平，使混凝土表面平顺。然后按设计要求在拱部

7、和边墙环向挂设50mm盲管。喷混凝土表面有渗漏水时，根据渗漏水的多少采用透水管引导，或再增加环向盲管，并用塑料锚固螺栓绑牢。（3）铺设防水板 将防水板横向中线同隧道中线对齐重合。 由拱顶向两侧方向铺设。铺挂时留有足够的富余量(一般留5的余量)，保证足够的松弛度，衬砌时才能使防水板喷射混凝土面密贴。防水板施工工艺流程图复合防水板就位准 备 工 作联接防水板搭接缝防水板固定移走吊挂台车质 量 检 查结 束切除外露铁件头、砂浆找平补 强否合格合格拼大幅防水板、防水板质量检查用射钉枪固定防水板肋条将防水板接在肋条上，松紧适度（4）焊接工艺 焊接温度应控制在200270为宜，并保持适当的速度即控制在10

8、15m/min范围内； 搭接尺寸：搭接尺寸为10cm； 焊缝宽度：焊缝宽度一般为25cm； 焊接作业：在铺设防水板时，铺挂固定应超前于焊接工作。焊接接头应平整，不得有气泡折皱及空隙。（5）特殊情况下的处理办法： 在浇灌混凝土过程中若发现防水板铺设绷得过紧，为避免破裂，可根据范围大小，将该处塑料防水板破开，另裁一块防水板插进破口内使其紧贴岩壁，然后再将新旧两块防水板焊接成整体； 大面积漏水或有股水的地段必须先用油布、薄膜、塑料布等材料，将水引离施工工作面，待防水板铺设到适当位置时，再行拆除，引水顺防水板后流下。3.2.3 止水带安装与控制施工缝采用中埋式止水带，环向施工缝按间距10m一道，纵向施

9、工缝设置两道。施工缝防水嵌缝材料采用双组分聚硫密封膏。环向施工缝做成凹形接缝，然后放入中埋式止水带，使其一半露出施工平面，然后浇筑下一段的混凝土。水平施工缝做成平缝。止水带在结构缝隙界面要连续，不能有断点，接头处侧向接30mm 以上。止水带安装工艺如下：见“止水带安装示意图”（1）沿设计衬砌轴线，每隔大于0.5m钻一12mm的钢筋孔；（2）将制成的8的钢筋卡，由待灌混凝土侧向另侧穿入，内侧卡紧止水带一半，另一半止水带平靠在挡头板上；（3）待混凝土凝固后拆除挡头板，将止水带靠钢筋拉直、拉平，然后弯钢筋卡套上止水带。止水带安装示意图（4）安装注意事项： 止水带的中央排水通道应与工作缝对齐，这样才能

10、保证工作缝中的渗漏水被止水带赌住并通过排水孑L流入隧道排水系统。 止水带的下部必须与排水管的下部连接牢靠、畅通、，只有这样才能保证渗漏水顺畅进入纵向排水管并排出洞外。4 几点体会4.1 防水层接茬不严且易受损伤防水层在施工期间的损伤主要来自两个方面：一是防水卷材拼幅时的焊接质量部分欠佳，造成接缝不严；二是二次衬砌混凝土施工时。因绑扎或焊接钢筋或振捣混凝土时而造成防水板局部破损。并且这些局部破损或者未必发现。或者虽被发现但修补不当。4.2 防水层铺设工艺有缺陷新建隧道防水层的铺设采用吊挂工艺，吊带的挂钉为射于喷射混凝土上的射钉。射钉的尾端通常要出露喷射混凝土的表面lcm左右，出露部分本应该进行细

11、致的处理，使其不成为防水层与喷射混凝土表面的尖锐接触点。保证该点在防水层施工或运营期间不损伤防水层的完整性。事实上，射钉的出露部分在施工中很容易忽视。从而给防水层的完好服务埋下了隐患。4.3 止水带、止水条周围不密实混凝土浇注时。混合料与止水带虽然紧密接触，但在混凝土凝结硬化过程中，混凝土会产生一定量的干缩。使止水带与周围混凝土的界面出现间隙。此间隙便为渗水提供了外渗的通道。另外则由于衬砌端头模板构造复杂，新建隧道衬砌的端头模板由木板拼装而成。端头模板在止水带两侧不够严密，混凝土浇注时容易漏浆。使止水带周围混凝土不密实。导致隧道建成后渗水饶过止水带从混凝土中渗出。4.4 衬砌混凝土不密实混凝土

12、衬砌是隧道防水的最后一道防线。在施工中由于衬砌配筋的影响、振捣不充分等原因。造成衬砌混凝土不密实。尤其在隧道洞顶，施工难度大。充填和振捣更不容易，每段衬砌的封13部位更是不易密实。从而成为隧道渗漏的部位。5 结束语 新大坪隧道竣工后进行检查基本无渗漏水现象。因此本施工工艺控制无论是在施工中的防排水还是结构中的防排水均取得了不错的效果，为以后施工类似工程取得了一定的经验。因此，加强对每道工序的施工质量控制是隧道防排水达到设计预期效果的重要保障。参考文献1.中华人民共和国铁道部，TB10204-2002/J163-2002,铁路隧道施工规范，中国铁道出版社，20022.铁道部基本建设总局，铁路隧道新奥法指南，北京:中