铁路隧道防水层的施工技术解析

铁路隧道防水层的施工技术解析

姜文利

中铁六局桥隧分公司　福建　宁德　352000

【摘　要】　铁路隧道施工是一项综合性比较高的工程，由于工期紧、施工工艺复杂及技术要求高等特点，使得铁路隧道施工质量直接影响着社会效益以和经济效益。虽然近几年我国铁路隧道施工工艺得到不断改进，但在建设过程中仍暴露出各种各样的问题，其中隧道渗漏水就较为普遍。因此，如何加强隧道防水层的施工质量是当前急需解决的重要任务。本文就将对铁路隧道防水层的施工重要性以及相关技术进行分析探讨。

【关键词】　铁路隧道；防水层；技术；措施1、铁路隧道防水层施工的重要性

在当前我国铁路隧道开挖实际工作中，主要采用的是暗挖法以及新奥法两种主要铁路隧道施工方式，在具体工作中针对不同铁路施工的地理环境，相关部门或者单位就采取不同的铁路隧道开挖技术。对于铁路隧道暗挖法技术，其主要适用于沿海城市的铁路隧道开挖工作，其可以在实际的工作中综合考量地下水位的实际情况，尤其是在雨季，对于铁路隧道施工更要考虑相关的防水问题。在山区的铁路隧道具体施工中，多采用的是铁路隧道新奥法施工技术，这种施工技术的应用范围比较广，并且其相应的技术要求也比较简单，在实际的铁路隧道施工中很容易进行操作。由于铁路隧道所处的地理环境大多比较恶劣，所以铁路隧道的实际施工中经常会出现渗水现象，而渗透水又会直接损坏混凝土结构，最终降低铁路隧道的实际使用年限，加速铁轨的锈蚀速度，并且会造成相关基道牢固性的下降，严重的影响着列车的正常通行。也就是说，铁路隧道的防水质量关系着铁路隧道工程的整体质量，相关的施工单位必须在具体的铁路隧道施工中重视其防水施工的重要性。

2、铁路隧道渗漏水原因分析2.1、设计原因

设计方面的原因主要表现在：在设计隧道防水时，在山沟破碎带或断带上没有做好防水处理，导致大量雨水集中形成地表水，经过渗漏慢慢补给地下。在地表水长时间的侵蚀下，最终造成隧道的渗漏；地基的不均匀沉降会造成补砌结构出现裂隙。特别是对不稳定的地基没有进行处理的时候，就会增大裂隙产生的可能性，从而造成渗漏现象的发生；隧道大多是在连绵不绝的山中挖掘，所以围岩的压力（浅埋、偏压等）特别大。如果在衬砌的过程中过早地拆模，也可能会导致围岩的压力过大，超过砌体设计的荷载，从而破坏其强度，导致裂隙的产生。

2.2、施工原因

施工方面的原因主要表现在：在地下水压比较大的地方，混凝土由于没有按照相关的设计进行施工，使相应水压高于抗渗标号，从而造成渗水现象发生；混凝土由于捣固不够密实而产生的蜂窝，会使大部分渗漏发生在局部，并且在施工的过程中，混凝土的硬化会蒸发多余的水分，特别是混凝土的拌和物在沉降水的过程中离析出的水，一部分会聚集在混凝土中形成开放性的毛细透水管，进而引发渗水；灌注混凝土或混凝土养护不当，使混凝土的结合不严，从而产生漏水缝隙；在进行拱与墙的施工时，拱墙的连接处不严产生渗漏；预留的空洞在铺设防水材料时，没有按要求处理而形成的裂隙。

2.3、衬砌周围的天然水pH值超标

衬砌周围的天然水pH值超标，呈现酸性，常见的有酸盐性、碳酸型等加镁盐性，对周围的衬砌混凝土都具有一定的腐蚀作用，使混凝土产生裂隙。在雨水集中的季节这种现象尤为明显，积水集中，从而会产生渗透的现象。

3、铁路隧道防水层具体施工3.1、强化施工准备

隧道施工前应做好相应准备工作。一方面，做好防水层材料的检查工作。防水层材料选择及进场需要进行严格检查，对于不合格的材料严禁入内，确保施工质量。通常情况下，防水层材料由防水板与土工布组成，分为两类：复合式、分离式，对该两类材料进行对比，同时结合该工程的实际情况，进而确定防水材料的主要技术指标。另一方面，应做好洞身喷射混凝土基面检查。若喷射混凝土基而存在凸凹不平甚至有及尖状物等问题，将直接影响防水层施工。从该点出发，应加强喷射混凝土基而的检查工作，对个别容易掉石块的位置应加强处理，使其符合相关指标。同时，基面凹坑的深度适宜控制在1/6-1/10内，若凹坑宽度过宽应采用与其同级的混凝土，对坑进行同填，直至符合相关标准。同时，基而不得有钢筋、管件等突出物体，若发现有此类物体则应采用砂浆将其割除，并抹成圆曲而，防止刺杀防水板。对于基本的混凝土喷射应提前做好施工准备，确保铺板的牢固。防水层施工时，基面不得有明显的明水，若遇到有明水现象应采取封堵及其引排的措施加以控制。最后，规范防水板尺寸，在焊接时应确保其质量。

3.2、严格施工要求

铁路隧道防水层施工流程比较复杂，其中防水层施工准备、土工布铺设、防水板焊接等过程是较为重要的施工过程，应加强质量控制。对于土工布的铺设应大于300g/㎡，采用简易作业台车将单幅无妨布固定到预定位置，随后采用专用热熔衬垫及其射钉将无妨布固定到喷射混凝土基而上，并采用热熔衬垫对其进行布置。在铺设过程中应松紧适宜，若过于紧，可能导致撕裂；若过于松，则会影响防水板的挂设，因此，要注意掌握其松紧度。在铺设防水板的过程中应坚持从隧道拱顶中心线向两侧下垂铺设的方式，且下部防水板应压住上边防水板，其搭接宽度应超过15cm。

3.3、优化施工过程3.3.1、防水板的铺设

在铺设防水板时施工人员应同时施工，互不干扰，在确保施工质量同时提高施工速度。在铺设时应注意使防水板的自重量分散到两侧，使其不集中。通过这种方式利于防水板的固定，降低下滑发生率。当然，防水板铺设前应做好相应准备工作，即做好放样，在试铺完成后，确定防水板的实际尺寸，其尺寸尽量做到精准，减少接头现象。此外，对于避车洞位置的防水板适宜采用模筑混凝土，不仅能够抚平外观，而且还起到防水效果。

3.3.2、防水板的焊接

通常情况下，采用双焊缝热熔焊接法对防水板的缝隙进行处理，主要是利用热量传递到防水板表而，熔化表面，加强缝隙连接。在焊接前应清洗干净接缝处，使接头平整，禁止有空隙及气泡的产生。也可采用小块塑料进行试验，检查其焊接温度及速度是否适宜，进而将缝隙降到最小。最后，对于空隙较小处适宜采用手持焊抢，可手动控制，确保焊接质量。

3.3.3、变形缝、施工缝的处理

内衬的变形缝、施工缝处是隧道防水的薄弱环节，在施工中应按照设计要求认真施工。在施工过程中应保证止水带埋设位置合适设计；止水带定位后，其整体平整；止水带接头处需选在衬砌结构应力较小部位，采用热硫化粘接或冷接法粘接，其最小搭接长度分别为10cm和20cm。

3.3.4、排水盲管安装

排水盲管安装时应严格按照设计的位置安装，对于施工中发现的富水地段，要根据实际情况加密环向盲管的数量。为了防止泥砂、喷射混凝土等进入盲管，盲管需采用无纺布等渗水布包裹，纵向盲管要用防水卷材半裹。环向盲管与纵向盲管一般采用三通管连接，三通管位置应严格按照设计布置，接头部位应固定牢固，防止松动脱落。

总而言之，随着我国交通事业的高速发展，隧道的质量也受到人们的广泛关注。由于铁路隧道大多建立在山村偏远地区，其地质条件和水文条件等都有所不同，所以，施工时要遵循“因地制宜、综合处理”的原则，要特别注意防排水这一方面，严格遵循“防、排、截、堵”相结合的方法，确保设备和结构物的正常使用，保障隧道的使用寿命和行车安全。另外，施工人员还要加强隧道施工技术的学习，提高防水施工方面的水平，以达到设计的效果。在实际工作中一定要严格按照施工设计进行施工，做好防水工程质量的管理，加强防水各个环节的管控工作，以此保证隧道防水工作的有效性，强化铁路隧道质量。

参考文献：

[1]孙莹玺.论述铁路隧道施工技术常见问题及改进措施[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2014，05：104.[2]张志富.浅谈铁路隧道的防水施工技术[J].科技与创新，2014，03：64-65.[3]马雪刚.探究铁路隧道防水层的施工技术[J].科技传播，2014，08：170+147.

[4]杨功.铁路隧道施工中常见问题及解决对策探讨[J].科技创新与应用，2014，11：161.[5]李茂顺.浅谈铁路隧道防水的施工技术[J].科技与企业，2014，06：209.

关于道路桥梁无损检测技术的应用分析

蔡成愿

南京市公路管理处公路科学研究所　江苏　南京　210022

【摘　要】　近年来，随着我国经济建设的迅猛提升，道路桥梁建设也得到了快速发展。因此关于道桥的检测，传统的检测手段已经很难满足新时期的要求，目前，无损检测技术已经成为了道路桥梁检测中的重要方法。本文通过对一些常用无损检测技术的应用分析，进一步了解探究无损检测技术。

【关键词】　道路桥梁；无损检测；技术随着国民经济的发展，作为快捷运输的公路，也日新月异地发生着变化。作为连接道路的桥梁，起着至关重要的作用。公路桥梁造价昂贵，因此，人们在桥梁建设过程中，总是采取各种措施，确保工程质量。尽管如此，公路桥梁长期在自然环境和使用环境的作用下，逐渐产生损坏现象，这是一个不可逆转的过程。通过对桥梁工程的无损检测，对桥梁的损伤情况和程度进行诊断，对桥梁的可靠性、耐久性和承载能力进行评估。为桥梁在特殊气候、交通条件下或桥梁运营状况异常时提前发出预警信号，为桥梁的维修、养护与处理决策提供依据和指导。

一、道路桥梁无损检测技术的意义

传统的方法是对公路桥梁随机选点，钻孔取样，在室内对所取样本进行分析和处理，从中获取各种有价值的工程参数。这种方法的局限性表现为以下几个方面：1）因被测点是操作人员随机选择的，所以检测结果很难具有代表性。2）由于检测点有限，覆盖面密度较小，使某些存在缺陷的不良区段反而被漏检，从而埋下质量隐患。3）虽然钻孔取样精度高，但其会对路面造成破坏，且修补时费时费力。无损检测技术作为快速、直观，且能够显示道路桥梁内部状态的检测设备和技术手段，能够弥补传统方法的不足，它在开展道路桥梁无损检测技术研究、建立科学的评价体系、改善路面设计等方面具有重要的意义，也必将带来道路桥梁改造方案的优化和道路桥梁管养水平的提高。

桥梁的无损检测技术（NDT）有较大的发展空间，包括超声检测、红外检测、声发射、自然电位检测、冲击回波检测、X射线检测、光干涉、脉冲雷达、振动试验分析等。在公路桥梁结构中应用NDT，可以提高新建结构质量的安全性；可以提供结构损伤的标志，例如，污染程度，钢筋混凝土桥梁的氯侵蚀程度；可以记录支座处的声发射，反映了裂纹或过大的摩擦力或从垫层支座正在扩展的裂纹。无损检测的这些结果可以作为结构评估的辅助。

在一些情况下，与侵入检测相比，无损测试更快捷，缩短了测试期间的交通管制时间，从而降低了成本。雷达可以快速扫描潜在的结构空洞，雷达在NDT中的使用证明了NDT的速度和便捷性。声传播的使用进一步说明了调查的有效性。声传播可以用于检测长护栏的潜在腐蚀。随后可对疑似区进行更细致的检测，例如使用钻孔、直接量测和超声技术来确定未腐蚀厚度。NDT间接测量了外形特征，测试结果依赖于信号在结构内非连续区的反射时间。该信号的速度依赖于结构材料的性质，该性质不一定明确。因此，需要专业知识和经验来解释收集的数据，并判断在物理特征或材料性质方面的意义。

二、无损检测技术在道路桥梁中的应用1.图像技术

图像技术主要有两种，一种是激光全息图像摄影技术，另一种是红外成像技术。激光全息技术的原理是对材料进行全息摄影，然后对得到的图像进行分析，从而得出相关的力学量，它除了能够对全场情况进行观测外，还具有直观和精度高的优点。红外成像技术是根据不同的介质导热性能不同进行检测的方法，热敏传感器上呈现出的是结构物内部的温度场分布状况和热传导规律，检测数据以图像的形式显示出来，反映出结构物的内部状况。

2.频谱分析技术

波在不同介质中传播时，其频率不同，根据频率特性对介质进行分析的技术即为频谱分析检测技术。在路面结构表面，用力锤施加一个瞬时垂直的冲击力，可以得到一组瑞雷面波，这种波是以振源为中心的，具有各种不同频率，在一定地表深度上向四周传播。施加力时，改用锤头不同的力锤或者对力锤的重量进行调整，得到瑞雷面波信号频率成分会与之对应，在不同的位置设置传感器，可以检测到传播频率不同的的波。频谱分析技术可以用来分析检测路面不同分层介质的均匀性以及厚度，还可以检测路面各层间的接触情况。

3.激光检测技术

激光具有高亮度的特点，因此它具有较好的方向性、衍射性以及相干性。光电流随激光的光强变化，光强越强，光电流越强，这正是路面检测的原理。在检测路基和路面的过程中，弯沉测定、距离测定、平整度测定以及

纹理深度测定都主要靠激光检测技术。激光的光电流随光强发生变化而变化，可以得到光电流的位移数据，根据得到的数据反算弯沉位移的变化量。

4.光纤传感检测技术

光纤对某些特定的物理参数比较敏感，利用光纤的这种特性，外界物理量会被转换成光信号，直接对光信号进行测量的技术即光纤传感检测技术。在桥梁检测过程中应用光纤传感检测技术，能够监测桥梁钢索索力，对于预应力连续混凝土梁，还可以科学测量和监测其内部应力以及应变特性，构成光纤智能桥梁。

5.超声波检测技术

超声波检测技术是根据瞬间应力波原理对桥梁内的空隙之处进行检测。该技术采用小钢球对混凝土表层进行敲击，以较为短暂的机械撞击造成低频应力波，并传至道路桥梁结构的内部，从断裂面处反射出来，通过分析反射波形态对路桥的空隙处进行判断。该技术是通过利用来自多个方面的超声波而引起瞬间共振，一直对路桥裂隙、结构完整性进行检测，并且可从信号记录情况中了解空隙的位置。

在道路桥梁的检测工作中应用超声波检测技术，一来可检测桥梁在桩、板、梁等方面的结构情况，二来可检测管道中有无空隙存在，如此一来便可对存在问题的道路桥梁及时采取维修措施。然而，该项技术仍存在需要改进的不足之处，该技术的检查结果比较容易受到多种因素的影响。以管道为例，管道内部若存在空气、水分或是蜂窝体均会影响检测结果，管道处于相交或相邻的状态下会影响检测结果，管道所采用材料的不同也会影响检测结果。此外，超声波检测技术对于道路桥梁在密实性方面的检测也仍旧需要采取深入研究。

6.探地雷达检测技术

探地雷达检测技术是通过借助10～1000MHz（或更高）的高频电磁脉冲波，采用宽频带短脉冲的方式，从发射天线被送到地下，雷达脉冲波在地下传播期间，若遇到的介质交界面电性存在差异，则会有部分雷达脉冲波的能量由地下反射到地面，并由接受天线所接受。探地雷达检测技术可对缺陷区域的深度、大小以及形状方面进行精确测定，具备操作简单、效率高、节省人力资源等优势，且其检测范围较大，不因周边环境而影响检测结果。

探地雷达检测技术是通过研究在地下介质的交界面处所返回的反射波，对反射波的波幅情况以及到达地面所需要的时间进行记录，通过反射波记录结果分析道路桥梁地下介质具体分布情况，该技术以其高分辨率使之在浅层、超浅层等方面的检测工作中备受青睐。

三、道路桥梁无损检测技术的应用前景

无损检测技术在道桥工程中应用，与其他技术一样需要进行研究、开发、利用。因此对于道桥工程无损检测技术的研究开发应用是一个较新的领域，需要我们在其应用领域不断开拓，解决许多急待解决的问题。

无损检测技术是一门多学科的综合应用技术，是建立在科学的基础上的，因此首先要加强各相关基础学科的研究，不断吸取精华，促使无损检测技术不断完善和发展。在无损检测技术的研究中，应善于把基础理论与工程实践结合起来，建立起理论研究与工程应用联系的桥梁，开辟新的应用领域和检测内容，不断拓展到道桥的路线勘测设计、路线的横断面设计以及桥梁的设计中来。

参考文献：

[1]张建设.刘一泌.浅谈公路桥梁无损检测问题及控制策略[J]建材技术与应用2014（1）：12—14

[2]徐苗新.王国芳.浅谈公路桥梁无损检测常见的问题及质量控制[J]科技情报与开发经济，2013（11）：151—152

[3]刘宇心.赵梅.探讨公路桥梁检测问题的预防与管理[J].建材发展与导向，2014（04）