一种隧道防排水结构的施工方法与流程

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种隧道防排水结构的施工方法。

背景技术：

在隧道施工过程中，防排水工程是极为重要的一个环节，是保证隧道正常运行的前提。隧道防排水通常以混凝土结构的自防为主，在迎水面加柔性防水层，加强疏导管路建立起来的防水体系。隧道施工的防排水工作应遵循“综合治理、因地制宜，着眼于防、排、堵、截”这一基本原则，其中“防”主要是指通过附加防水层、浇筑防水混凝土的方式强化隧道防渗漏性能，避免地下水渗入；“排”则是通过机械抽吸或者自流排水方式将隧道区域积水排出，以缓解渗水压力，以免发生冻害以及积水情况；“堵”则是通过注浆等方法封堵围岩裂隙以及隧道自身出现的渗漏水路径；“截”则是通过设置截水沟将可能汇入隧道区域的水流截断。除此之外还应结合工程施工要求、性质以及施工方法加强防排水施工控制，山岭隧道防排水应遵循以排为主，截、堵为辅的原则；而常年处于地下水位以下的隧道，则应设置多道防水措施，形成高效的密闭防水层；应尽量结合永久性防水措施开展隧道施工。

隧道施工环境容易受到降雨以及地下水等自然环境因素的影响，由此出现渗漏问题。隧道出现渗漏水问题不仅会弱化周围软弱围岩强度，导致膨胀性围岩处于膨胀状态，对隧道结构安全造成威胁，同时也会导致隧道内部雾气增加、地面过于湿滑，且能见度相对较低，增加安全隐患。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种防渗漏性能好、排水顺畅的隧道防排水结构的施工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种隧道防排水结构的施工方法，包括下列工序：

（1）全隧道均设置双侧排水沟；

（2）初期支护与二次衬砌间设置分离式eva防水板，厚度1.5mm，土工布重量≥400g/m²，明洞段衬砌外侧设置可粘结防水板；在衬砌防水板背后设φ50环向盲管，环向间距为6～12m，两侧边墙脚设φ100纵向透水盲管与边墙进水孔连接，边墙进水孔与洞内排水沟连接；

（3）对于围岩破碎、富水、易坍塌的地段及地下水发育地段，以及可能存在突水、突泥的v级围岩软弱破碎地段，采用超前预注浆的措施加固地层和堵水；

（4）施工缝、变形缝采用设外贴式止水带、中埋式止水带、遇水膨胀止水条、钢边橡胶止水条、涂刷砼界面剂复合防水结构；

（5）隧道砼衬砌结构的抗渗等级不低于p8，隧道砼连续灌筑，拱圈、仰拱、底板不得留纵向施工缝。

优选的，工序（2）中所述防水板的铺设方法包括下列步骤：

a.施工准备：测量隧道断面，利用作业台车对断面进行修整，凿除喷射砼表面“葡萄状”结块，用电焊或氧焊将初期支护将外露的锚杆头和钢筋头等铁件齐根切除，在割除部位用细石砼抹平覆盖，对于开挖面严重凹凸不平的部位须进行修凿和找平；

在初期支护面上标出拱顶中线和垂直于隧道轴线的断面线；在防水板边沿划出焊接线和拱顶中线；防水层按实际轮廓线长度截取，对称卷起备用；

b.防水板铺设：将幅面较窄的防水卷材拼接成大幅面防水板，防水板搭接宽≥15cm，采用热焊粘结；

用射钉枪将吊挂肋条锚固在喷锚支护上，利用小型卷扬机将防水板提升到台车上，以防水板的全幅中部对准隧道中线，根据防水板幅面大小，将防水板托起贴着喷锚支护表面铺设，将防水板系挂在肋条上，固定点间距：边墙0.8m～1m，拱部0.5m～0.8m；

c.焊接防水板搭接缝：在上下循环两幅大幅面的防水板接头处留有不小于15cm搭接幅面，搭接部位采用双焊缝焊接；用双轮自动配焊机将搭接缝接好，缝宽度不小于2cm。

防水板铺设过程中应注意：防水板铺设前砼表面需要保证基本平顺；锚杆尾部外露长度切掉；防水层施工区段没有爆破作业。防水板及土工布的铺设质量符合设计及规范要求。在灌注砼衬砌前，检查防水板的焊接和铺设质量，合格后才准灌注。

优选的，工序（2）中所述环向盲管的安装方法为：先在喷射砼面上定位划线，定位划线通过喷射层面的低凹处和有出水点的地方；沿线用0.2mm厚的塑料布、φ4mm的细格铁丝网覆盖环向盲管，采用水泥钢钉将塑料布和铁丝网钉于初喷砼表面，以固定环向盲管，钢钉间距50～100cm；在集中出水点沿着水源方向钻孔，然后将单根引水盲管插入其中，并用速凝砂浆将周围封处沿堵，以便地下水从管中集中流出；所述环向盲管为软式透水管。

优选的，工序（2）中所述纵向盲管的安装方法为：在边墙底部放线，沿线钻孔，打入膨胀螺栓，安设纵向盲管，用卡子卡住盲管，固定在膨胀螺栓上。

优选的，工序（2）中所述环向盲管与纵向盲管之间、纵向盲管与泄水管之间通过三通连接，连接处用防水胶带进行固连；盲管与喷射砼层面的间距不得大于5cm，盲管与岩面脱开的最大长度不得大于10cm。

优选的，工序（4）中所述环向施工缝采用外贴橡胶止水带和中埋式橡胶止水带，安装方法为：衬砌模板台车堵头模板采用钢模和木模组合式，钢模固定在台车上，u型孔滑移调整，安装中埋止水带时，将止水带分中夹在钢模和木模中间，环向按照间隔0.5～1.0m在堵头板上安设φ10钢筋固定牢固，外贴止水带在木模安装时挤压固定在防水板内侧，同时环向间距按照0.5～1.0m安设φ10钢筋固定牢固。

优选的，工序（4）中所述纵向施工缝瞎用外贴橡胶止水带和中埋钢边止水带，安装方法为：纵向施工缝在衬砌矮边基或边墙施工前采用胶粘或焊接的方式固定在防水板上，中埋钢边止水带在浇筑衬砌矮边基或边墙的同时，人工及时进行插设，中埋一半、外露一半，同时采用φ16接茬钢筋按照间距35cm进行固定。

优选的，变形缝防水处理：在变形缝间设置外贴橡胶止水带、中埋式钢边止水带、聚乙烯泡沫塑料板和双组份聚硫密封胶嵌缝材料；拱墙变形缝处衬砌外缘与防水板结合部位采用外贴止水带，中间采用钢边止水带，衬砌内缘3cm范围内以聚硫密封胶封堵，其余空隙采用填缝料填塞密实。

本发明的有益效果在于：

1.本发明隧道防排水结构的施工方法中，防水板的铺设施工工艺简单、可操作性强，施工过程中无明火、无烟、无有毒气体产生，对施工环境要求低，特别适用于隧道、管道等狭小空间及通风条件差和有渗透水的环境施工；防水板之间的连接采用专用双缝热合焊机焊接，焊缝连接效果好、强度高，采用双焊缝采用充气检查、焊接质量可肉眼鉴别，防水效果好。

2.环向排水盲管、纵向排水盲管、泄水管和排水沟共同组成排水系统，复合衬砌初支后设置塑料防水板，盲管在防水板的背后、二衬的底部，水通过防水板汇集到盲管，经由盲管汇集到两侧排水沟，排水系统中的管路的连接牢固、水路畅通，能够防止水、泥浆窜入和堵塞排水盲管，能够及时、高效、顺畅地将隧道内产生的水排出。

3.施工缝和变形缝的防水处理，能够在混凝土受外界环境、温度变化的影响产生收缩变形时，或混凝土之间产生不均匀沉陷时，防止混凝土缝隙漏水。

4.采用本发明隧道防排水结构的施工方法建立的防排水系统，隧道防水以衬砌背后铺设eva复合防水板和施工缝、变形缝等接缝防水为重点，同时提高砼结构自防水性能，形成多道防线。采用多道防水措施和排水体系，对施工缝等薄弱部位有专门的防水加强措施，能有效保证施工缝的防水效果，提高隧道的防渗漏性能。本发明采取切实可靠的措施，达到防水可靠、排水畅通、经济合理的目的。

附图说明

图1为防水板吊挂点示意图；

图2为环向排水盲管的布置示意图；

图3为环向排水盲管的固定方式示意图；

图中标号：1边墙端线，2拱顶中线，3起拱线，4防水板吊挂点；5环向排水盲管，6纵向排水盲管，7边墙基底，8边墙进水孔，9细格铁丝网，10水泥钢钉，11初期支护，12防水板。

具体实施方式

下面结合实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。在以下实施例中所涉及的设备元件如无特别说明，均为常规设备元件；所涉及的工业原料如无特别说明，均为市售常规工业原料。

实施例1：一种隧道防排水结构的施工方法，包括下列工序：

（1）全隧道均设置双侧排水沟；

（2）初期支护与二次衬砌间设置分离式eva防水板，厚度1.5mm，土工布重量≥400g/m²，明洞段衬砌外侧设置可粘结防水板；在衬砌防水板背后设φ50环向排水盲管，环向间距为6～12m，两侧边墙脚设φ100纵向透水盲管与边墙进水孔连接，边墙进水孔与洞内排水沟连接；

（3）对于围岩破碎、富水、易坍塌的地段及地下水发育地段，以及可能存在突水、突泥的v级围岩软弱破碎地段，采用超前预注浆的措施加固地层和堵水；

（4）施工缝、变形缝采用设外贴式止水带、中埋式止水带、遇水膨胀止水条、钢边橡胶止水条、涂刷砼界面剂复合防水结构；

（5）隧道砼衬砌结构的抗渗等级不低于p8，隧道砼连续灌筑，拱圈、仰拱、底板不得留纵向施工缝。

其中，防水板的铺设方法包括下列步骤：

a.施工准备：测量隧道断面，利用作业台车对断面进行修整，首先应凿除喷射砼表面“葡萄状”结块，用电焊或氧焊将初期支护将外露的锚杆头和钢筋头等铁件齐根切除，在割除部位用细石砼抹平覆盖，以防刺破防水板。对于开挖面严重凹凸不平的部位须进行修凿和找平。

采用细石砼抹平明显坑洼。基层平整度采用1m的靠尺（l）进行检测，当靠尺至弧形中部的距离小于dmm（即d/l＜1/16）或圆弧的最小半径大于200mm时即满足要求。在初期支护面上标出拱顶中线和垂直于隧道轴线的断面线。

检查防水板的质量，是否有变色、老化、波纹、刀痕、撕裂、孔洞等缺陷；在防水板边沿划出焊接线和拱顶中线；防水层按实际轮廓线长度截取，对称卷起备用。纵向铺设长度按二衬边拱砼长度外大于100cm安排。防水板吊挂点示意图参见图1。

b.防水板铺设：将幅面较窄的防水卷材拼接成大幅面防水板，防水板搭接宽≥15cm，采用热焊粘结；

防水板须在洞外宽敞平整的场地上，将幅面较窄的防水卷材拼接成大幅面防水板。防水板须进行检查是否有变色、波纹（厚薄不均）、斑点、刀痕、撕裂、小孔等缺陷，如果存在质量疑虑，立即进行张拉试验、防水试验和焊缝抗拉强度试验。

吊挂防水板的台车就位后，用电焊或气焊将初期支护外露的锚杆头、钢筋网头等铁件齐根切除，并抹砂浆遮盖，以防刺破防水板。对于开挖面严重凹凸不平的部位须进行修凿和找平。

防水板铺设和系挂：用射钉枪将吊挂肋条锚固在喷锚支护上，利用小型卷扬机将防水板提升到台车上，以防水板的全幅中部对准隧道中线，根据防水板幅面大小，将防水板托起贴着喷锚支护表面铺设，将防水板系挂在肋条上，固定点间距：边墙0.8m～1m，拱部0.5m～0.8m；

c.焊接防水板搭接缝：在上下循环两幅大幅面的防水板接头处留有不小于15cm搭接幅面，搭接部位采用双焊缝焊接；用双轮自动配焊机将搭接缝接好，缝宽度不小于2cm。

质量检查：对搭接缝及吊挂点接缝进行检查，如有不符合质量要求者，及时进行补焊处理，以满足质量要求。附属洞室处铺设防水板时，先按照附属洞室的大小和形状加工防水板，将其连接在洞室内壁的喷锚支护上，并与边墙防水板连接成一个整体。

固定防水板时，根据喷锚支护面的平整度，将防水板预留足够的富余量，以防过紧而被砼挤破。

为使防水板接头联接良好，防水板每环铺设长度均比衬砌长度长不小于1m，以利接头联接施工。防水板接缝和衬砌施工缝错开不小于1.0m。防水板铺设好后，尽快灌注砼。衬砌端部预留防水板接头须采取防护措施，防止掌子面爆破时，飞石砸破防水板。防水板施作完毕后，后续工序作业时要防止破坏防水板。

防水板的铺设要松紧适度，使之能紧贴在喷射砼表面上，不致因过紧被撕裂；过松，无纺布防水板褶皱堆积形成人为蓄水点。为防止电热加焊器将防水板烧穿，可在其上衬上隔热纸。防水板一次铺设长度根据砼循环灌筑长度确定，并领先衬砌施工2～3个循环。

防水板质量检查

①外观检查：防水板铺设应均匀连续，焊缝宽度不小于20mm，搭接宽度不小于15cm，焊缝应平顺、无褶皱、均匀连续，无假焊、漏焊、焊过、焊穿或夹层等现象。

②焊缝质量检查：防水板搭接部位焊缝为双焊缝，中间留出空隙以便充气检查。检查方法为：先堵住空气道的一端，然后用空气检测器从另一端打气加压。用5号注射针头与打气筒相连，针头处设压力表，打气筒进行充气，当压力达到0.25mpa时，停止充气，保持该压力达15min，压力下降幅度在10%以内不漏气，否则说明有未焊好之处，用肥皂水涂在焊接缝上，产生气泡地方重新焊接，可用热风焊枪和电烙铁等补焊，直到不漏气为止。检查数量采取随机抽样的原则，每10条焊缝抽试一条，为保证质量，每天每台热合机焊接应制取一个试样，注明取样位置、焊接操作者及日期，供试验检查之用。

对搭接焊接及吊挂点焊缝进行检查，如有不符合质量要求者，应及时进行补焊处理，以满足质量要求。钢筋绑扎时对防水层进行防护，所有靠防水板一侧钢筋弯钩及绑扎铁丝接口应设在背离防水板一侧。焊接钢筋时必须在周围设防火板进行摭挡，以免电火花烧坏防水层。砼振捣时不能触碰到防水板。

③松紧度检测（吊挂余量）：用木棍端部推压防水板，如果能否使其接触到喷层表面，则表明防水板的松进适当，否则不需调整防水板的松紧度，使其满足要求。

环向排水盲管的安装方法为：先在喷射砼面上定位划线，线位布设原则上按设计进行，但根据洞壁实际渗水情况作适当调整，尽可能通过喷射层面的低凹处和有出水点的地方。沿线用0.2mm厚的塑料布、φ4mm的细格铁丝网覆盖环向排水盲管，采用水泥钢钉将塑料布和铁丝网钉于初喷砼表面，以固定环向排水盲管，钢钉间距50～100cm；在集中出水点沿着水源方向钻孔，然后将单根引水盲管插入其中，并用速凝砂浆将周围封处沿堵，以便地下水从管中集中流出；所述环向排水盲管为软式透水管。

纵向排水盲管的安装方法为：在边墙底部放线，沿线钻孔，打入膨胀螺栓，安设纵向排水盲管，用卡子卡住盲管，固定在膨胀螺栓上。

环向排水盲管与纵向排水盲管之间、纵向排水盲管与泄水管之间通过三通连接，连接处用防水胶带进行固连；盲管与喷射砼层面的间距不得大于5cm，盲管与岩面脱开的最大长度不得大于10cm。

按设计要求铺设软式透水管盲沟，施工时可根据渗漏情况适当调整，水大时可加大铺设密度。在施工时先铺设排水盲沟再铺设防水板。并把盲沟引入两侧排水沟。

环向施工缝采用外贴橡胶止水带和中埋式橡胶止水带，安装方法为：衬砌模板台车堵头模板采用钢模和木模组合式，钢模固定在台车上，u型孔滑移调整，安装中埋止水带时，将止水带分中夹在钢模和木模中间，环向按照间隔0.5～1.0m在堵头板上安设φ10钢筋固定牢固，外贴止水带在木模安装时挤压固定在防水板内侧，同时环向间距按照0.5～1.0m安设φ10钢筋固定牢固。

纵向施工缝瞎用外贴橡胶止水带和中埋钢边止水带，安装方法为：纵向施工缝在衬砌矮边基或边墙施工前采用胶粘或焊接的方式固定在防水板上，中埋钢边止水带在浇筑衬砌矮边基或边墙砼的同时，人工及时进行插设，中埋一半、外露一半，同时采用φ16接茬钢筋按照间距35cm进行固定。

变形缝防水处理：在变形缝间设置外贴橡胶止水带、中埋式钢边止水带、聚乙烯泡沫塑料板和双组份聚硫密封胶嵌缝材料；拱墙变形缝处衬砌外缘与防水板结合部位采用外贴止水带，中间采用钢边止水带，衬砌内缘3cm范围内以聚硫密封胶封堵，其余空隙采用填缝料填塞密实。

施工缝是易漏水部位，尽量少设或结合变形缝设置。严格按设计要求进行施工缝和变形缝的施工。变形缝是由于不同刚度结构受不同的力，容许产生一定的不均匀沉降而设置的结构缝隙，是结构外防水的关键环节。其中止水带的固定及安装方法与施工缝中止水带安装相同。施工过程中对竖直向的止水带两边的砼要加强振捣，保证砼两边的砼密实，同时将止水带与砼表面的汽泡排出，要保证止水带与砼牢固结合，止水带处的砼不应有粗骨料集中或漏振现象。变形缝中使用的橡胶止水带和嵌缝材料必须有出厂质量证明，并经进场检验和复验合格后方可使用，变形缝的构造形式和材料必须符合设计要求。

上面结合实施例对本发明作了详细的说明，但是所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。