隧道施工工艺

5.1 围岩预支护

5.1.1管棚施工工艺

管棚是利用钢拱架在沿开挖轮廓线以较小的外插角、向开挖面前方打入钢管的棚架可以对开挖面前方围岩的预支护。

大瑶山隧道洞口段分布地质条件较差，采用大管棚和套拱施工进洞。管棚施工工艺流程如图5-1所示。

浆液制作 注浆 图5-1 管棚施工工艺流程图

管棚加工 打入管棚 钻孔与清孔 钻机就位 搭设工作平台 套拱施工 地质调查 测量放线 劳材机准备 5.1.1.1管棚施工参数

1、钢管规格：热轧无缝钢管Φ108mm，壁厚6mm， 管棚单序孔第一节长6m，双序孔第一节长3m，其余管节长度均为6m。

2、管距：环向间距0.5m，纵向间距0.4m

3、倾角：外插角3°（不包括路线纵坡），沿拱部120°范围布设。方向：与路

线中线平行。

4、钢管施工误差：径向不大于20cm ,隧道纵向同一横断面内的接头数不大于50% ，相邻钢管的接头至少需错开1米。

5、管棚连接：采用丝扣连接。

5.1.1.2施工方法及顺序

1、管棚施工

在开挖时，先在拱顶下挖1.5米高度，做出平台，然后开始施做拱部的管棚。拱部钻孔时注意钻孔的方向，拱顶的钢花管要以隧道中线为基础上仰2°，左侧钢花管向管外插1.5°，右侧钢花管向管外插1.5°，用全站仪测定中线，水准仪配合垂球吊线的方法测定仰角，准确定位。拱部施工结束再继续下挖2米，进行两侧管棚施工，直至结束。

2、钻孔

根据地质情况的变化，选择不同的钻头。钻进过程中岩土对管壁的阻力较大，前段开孔采用φ130mm钻头，以便于钢管容易顶入，钻进过程遇特殊复杂地层，如不能钻进或难以成孔时，采用预注浆加固钻进成孔。钻孔参数：钻孔直径为 130mm（比钢管直径大22mm）；钻孔平面误差不大于20cm 。钻孔时的孔斜测定措施： 扶正器扶正钻具 ；水准仪根据高差调整角度；岩心管扫孔检查控制；发现孔斜超过允许范围，则停止钻孔，进行注水泥浆充填，凝固后重新钻孔。

3、扫孔及下管

用φ108mm岩芯管进行扫孔，目的是清除孔内岩碴和顺通孔道。

φ108mm钢管管壁打孔，布孔以梅花型布置，孔径为10～18mm，孔间距为20～25cm，导管尾部留不钻孔的止浆段，最终钢管外侧预留长度应大于2米，满足套拱施工要求。钢管接头采用丝扣连接，丝扣长15cm，为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节管采用3m管，编号为偶数的第一节管采用6m钢管，以后每节均采用6m长钢管。

4、注浆

管棚按设计位置施工，根据实际施工地质条件，采用一次全钻孔注浆。管棚注浆达到浆液扩散半径不小于0.5m，根据岩石情况选定注浆方式，注浆采用水泥—水玻璃浆液，水泥浆与水玻璃体积比1：0.5，水泥浆水灰比1：1，水玻璃浓度35波美度，模数：2.4注浆压力：初压0.5—1MPa，终压2MPa。注浆后再打无孔钢花管，无孔钢花管可以作为检查管，检查注浆质量。

5.1.2 超前注浆小导管施工工艺

大瑶山大跨隧道施工采用的辅助支护方式为超前小导管注浆加固地层，同时封堵地下水，减少渗水对隧道施工的影响。采用的注浆方式为通过Φ42超前小导管注水泥—水玻璃浆液，加固隧道拱部120°范围，使隧道拱部形成拱形支护体，实现围岩的稳定，增加施工安全。

小导管施工工艺流程见图5-2所示。

棚管间钻孔 清孔 小导管加工 插入小导管 浆液准备 注浆 开挖进洞

图5-2 超前注浆小导管施工流程图

(1)注浆加固范围及小导管布设

隧道进洞处拱部120°范围内布设超前小导管，小导管采用Φ42壁厚3.5mm的无缝钢管制成，长度L=3.5m，外插角15°，环向间距0.4m。

(2)小导管加工制作

小导管采用无缝钢管加工成花管，以便注浆。小导管前端加工成10cm长的圆锥形，以便插打。前段管壁上每隔10cm交错钻眼作为出浆孔，眼孔直径Φ6mm，呈梅花形布置，尾部1.0m范围内不钻孔以防漏浆，尾端焊接Φ6mm环形箍筋，以防打设小导管时端部开裂，影响注浆管联接。

注浆小导管加工图见图5-3。

管箍（Φ6钢筋加焊）

Φ42无缝钢管 Φ6出浆孔 0.1m

1.0m不钻孔 3.5m 图5-3 注浆小导管全图

(3)小导管安装

小导管采用电钻钻孔，钻孔成形后用高压风清孔，然后插孔，插孔时用气动锤振入。

(4)浆液选择、配制及注浆 ①浆液的选择

对于大瑶山隧道地质情况选用水泥－水玻璃双浆液，以控制注浆范围。 ①注浆材料的配比

采用水泥－水玻璃浆液，水泥浆的水灰比可用0.5:1；水玻璃浓度为25~40ºBe，水泥浆与水玻璃的体积比宜为1:1~1:0.3。

①注浆

孔口最高压力应严格控制在允许范围内，以防压裂开挖面，注浆压力一般为0.5~1.0MPa，止浆塞应能经受注浆压力。

采用流量和注浆压力双控制，即每根导管内已达到规定注入量时，就可结束；若孔口压力已达到规定压力值，但注入量仍不足，亦应停止注浆。

注浆结束后，应做一定数量的钻孔，检查注浆效果，未达到要求，应进行补注。

5.2 初期支护施工工艺

隧道开挖后为控制围岩应力和变形，应立即施作的刚度较小并作为永久承载结构一部分的结构层，这种结构层称为初期支护，可以增加结构安全度和方便施工。初期支护一般由喷射混凝土、锚杆、钢筋网、钢架等及其它们的组合组成，它是现代隧道工程中最常用的支护形式和方法。

大瑶山隧道各级围岩的支护基本形式都为喷锚支护，依据各级围岩的工程力学性质不同，采用的具体形式也不相同。根据本隧道所采用的锚杆、喷射混凝土、钢筋网、钢架的施工工艺分别介绍如下：

5.2.1 锚杆

锚杆是用金属或其他高抗拉性能材料制作的一种杆状构件。它也是一种新的支护手段，它能约束围岩变形，能使围岩中节理裂隙、破裂面得以连接，并且能加固局部失稳的岩体。因此，锚杆支护在地下工程中也得到广泛的应用和发展。

5.2.1.1 各级围岩锚杆基本情况

大瑶山隧道在不同级别的围岩中，使用锚杆的类型、长度和间距都不尽相同。锚杆的基本情况见表5-2。

表5-2 各种围岩锚杆设计参数

围岩级别

II III

设置部位 拱部 拱部

边墙 拱部 边墙 拱部 边墙

锚杆类型 Φ22组合中空锚杆 Φ22组合中空锚杆 Φ22砂浆锚杆 Φ22组合中空锚杆 Φ22砂浆锚杆 Φ22组合中空锚杆 Φ22砂浆锚杆

长度(m) 2.5 3.0

环距×纵距(m)

局部 1.2×1.5

Ⅳ V

3.5 4.0

1.2×1.2 1.2×1.0

注浆使用的砂浆的配合比为：砂灰比为1∶1(重量比)，水灰比为0.4，采用中细砂，粒径不应大于2.5mm。 5.2.1.2 锚杆施工要点

大瑶山隧道所使用的锚杆分为组合中空锚杆和普通砂浆锚杆，它们施作的流程分别为：对于组合中空注浆锚杆，首先应钻孔，然后安装锚杆，并加上止浆塞，再是浆液配制和注浆，最后则安置垫板和锚头；对于普通砂浆锚杆，首先钻孔，然后就为注浆，注浆完毕后，安装锚杆，最后安置锚杆垫板和锚头。在两种形式锚杆的安装过程中，还应注意如下一些施工要点：

(1)锚杆应按设计要求的尺寸截取，并整直、除锈和除油。

(2)锚杆应按设计要求定出孔位，允许偏差为150mm，钻孔应与围岩壁面或其所在部位岩层的主要结构面垂直；锚杆深度误差不大于550mm，锚杆的直径应大于杆体直径15mm；杆孔的深度应大于锚杆设计长度10cm。

(3)锚杆所使用的砂浆应拌和均匀，随拌随用，严防石块、杂物混入。 (4)在Ⅳ、Ⅴ级围岩及特殊地质中，应先喷混凝土，再安装锚杆，并应在锚杆孔钻完后及时安装锚杆杆体。

(5)锚杆尾端的垫板应紧贴壁面，未接触部位必须楔紧，锚杆杆体露出岩面的长度不应大于喷射混凝土的厚度。

(6)普通砂浆锚杆注浆时，注浆管应插至距孔底50~100mm，随浆体的注入缓慢匀速拔出；注浆管拔出后，应立即插入锚杆，杆体插入孔内长度不小于设计规定的95%，杆体插入后，若孔口无砂浆溢出，应及时补注，锚杆安装后，不得随意敲击。当水泥浆体强度达到10MPa后，给锚杆安设垫板和锚头，垫板尺寸为

150mm150mm6mm。

(7)中空注浆锚杆插入时，应预留一定的长度用于连接注浆管，止浆塞用于填堵锚杆和孔壁的空隙，注浆完毕，待水泥浆体达到一定强度后，也应给锚杆设置垫板和锚头。

5.2.2 喷射混凝土

喷射混凝土既是一种新型的支护结构，又是一种新的施工工艺。它强度增长快，黏结力强，密度大，抗渗性好，施工快速、简捷，并且灵活性很大，可根据需要分次追加厚度，因此被广泛应用于当今隧道工程建设当中。当隧道通过围岩性质较差地段时，喷射混凝土中还应添加某种形式的纤维，来改善混凝土的性能，形成纤维喷射混凝土。纤维喷射混凝土主要的优点是具有较好的韧性，抗裂性能好，能有效控制围岩裂隙扩张。 5.2.2.1 各级围岩喷射混凝土基本情况

大瑶山隧道各种级别围岩喷射混凝土的基本情况见表5-1。

表5-1 喷射混凝土类型和厚度

围岩等级

II III Ⅳ V

施做部位 拱墙 拱墙 拱墙

仰拱 拱墙 仰拱

喷射混凝土类型 C25素混凝土 C25素混凝土 C25钢纤维混凝土 C25素混凝土 C25钢纤维混凝土 C25素混凝土

喷层厚度(cm)

5 20 25 10 28 15

根据《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》的规定，喷射混凝土应采用湿喷工艺。湿喷工艺流程图见图5-4。使用湿喷工艺主要的优点是喷射混凝土的质量容易控制，喷射过程中回弹量较小，且粉尘少，工作环境好。

喷射混凝土的配比设计为：干集料中水泥和砂石重量比为1:4，砂率为50%，水灰比为0.45，钢纤维体积掺入量为1.5%。混合料拌合后，塌落度测定宜为8~12cm。

水泥 水 外加剂、钢纤维 压缩空气 搅拌机 细骨料 粗骨料 湿式 喷射机 速凝剂

5.2.2.2 喷射混凝土施工要点

喷射混凝土的施工，应按照一定的顺序进行，首先应对施喷面做事前处理，然后对喷射面分段分块，配制混凝土，进行喷射，喷射完毕后，需对喷层厚度和喷射效果进行检查，最后养护混凝土至规定的时间。在此过程中，应注意如下要点：

(1)喷射前应对松动危面进行仔细的清除，对欠挖超标严重的应予以处理，并且根据石质情况，用高压风或水清洗受喷面。

(2)设置控制喷射混凝土厚度的标志，一般采用埋设钢筋头做标志。 (3)喷射应分段、分部、分块，按先墙后拱，自下而上地进行，分段长度为6m，分块大小为2m2m；喷射作业还应分层进行，喷射混凝土的一次喷射厚度：拱部为60～100mm，侧壁为80～150mm；后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1h后再进行喷射时，应先用风水清洗喷层表面。

(4)喷射作业紧跟开挖工作面时，混凝土终凝到下一循环放炮时间不应小于3h。

(5)喷射移动采用S形往返移动前行。

(6)喷头与受喷面应垂直，距离宜保持在0.6~1.0m，倾斜角不大于10°，并可根据具体情况，变换喷头的喷射角度和与受喷面距离，将钢架、钢筋网背后喷填密实。

(7)对岩面凹陷处应先喷和多喷，凸出处应后喷少喷。

(8)喷射混凝土在终凝1~2h后进行养护，养护时间不少于7d，在冬季施工时，作业区气温不低于5①，若低于5①不得洒水，并应注意保温防冻措施。

若采用钢纤维喷射混凝土还应注意：

(1)在钢纤维加入混凝土搅拌时，应防止钢纤维结团；

(2)钢纤维混凝土的搅拌方法为：先将水泥、砂、石拌和均匀，再加入钢纤维和速凝剂，拌和均匀即可。

(3)在钢纤维喷射混凝土的表面宜再喷射一层厚度为10mm的水泥砂浆，其强度等级不应低于钢纤维喷射混凝土的强度。

图5-4 湿喷工艺流程

5.2.3 钢筋网

5.2.3.1 钢筋网基本情况

在喷射混凝土中加入钢筋网，可以提高混凝土拉、压强度比，弥补喷射混凝土脆性破坏的缺陷，改善喷射混凝土的物理力学性能。在我国各类隧道工程中，一般都在岩面上挂设钢筋网，然后再喷射混凝土，将其与锚杆和钢拱架等构成联合支护体系。大瑶山隧道各级围岩段设计的钢筋网的基本情况见表5-3。

表5-3 钢筋网工艺基本情况

围岩级别

II III Ⅳ V

设置部位 —— 拱墙 拱墙 拱墙

钢筋类型 —— HPB235 HPB235 HPB235

钢筋型号 纵筋 —— Φ6 Φ6 Φ8

环筋 —— Φ6 Φ6 Φ8

网格间距 (cm) —— 25×25 20×20 20×20

5.2.3.2 钢筋网施工要点

钢筋网施作主要包括：首先制作钢筋网片，然后对岩面进行处理，拼装网片并进行钢筋网的铺设，铺设完毕后喷射混凝土覆盖。在此工艺流程中，应注意如下一些施工要点：

(1)钢筋网使用的钢筋应冷拉调直，钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈蚀；

(2)为了便于挂网安装，先将钢筋网加工成长宽为100~200cm的钢筋网片；铺设钢筋网时，搭接长度应为1～2个网格，应采用焊接。

(3)钢筋网应随岩面的实际起伏形状铺设，且应在喷射一层混凝土后铺设，钢筋与岩面或初喷混凝土面的间隙宜为30mm。

(4)钢筋网应与锚杆或锚钉头连接牢固，并应多点连接，以减少喷射混凝土时钢筋发生“弦振”现象，锚钉锚固深度不得小于20cm。

(5)开始喷射时，应减小喷头至受喷面的距离，并调整喷射角度，以保证钢筋与壁面之间混凝土的密实性。

(6)喷射完毕后，钢筋保护层厚度不得小于4cm。

5.2.4 钢拱架

在围岩软弱破碎严重且自稳能力差的地段，坑道开挖后，一般需架设整体刚度大，能提供较大早期支护强度的钢架，以阻止围岩的过度变形和承受部分松弛荷载。钢架是可用型钢、工字钢或钢筋制成，是隧道及地下工程中有发展前景的支撑形式，且其应用的范围也越来越广泛，成为在软弱地层中重要的支护手段之一。

5.2.4.1 钢架基本情况

大瑶山隧道Ⅲ、①、①级围岩均架设工字钢钢架，且在整个断面内闭合成环。每榀钢架分为6节，节与节之间用螺栓连接。钢架之间设置Φ22的纵向钢拉杆，环向间距1m。大瑶山隧道钢架布设情况见表5-4，钢架设计图见附图B。

表5-4 钢架工艺基本情况

围岩级别

II III Ⅳ V

设置部位 —— 拱墙 全环 全环

钢架类型 —— HPB235格栅 I18型钢 I20a型钢

纵距(m) —— 1.5 1.0 0.8

5.2.4.2 钢架施工要点

钢架施作主要包括：钢架节段制作，岩面处理，拼接与架设，架设完后喷射混凝土覆盖。以上各部分应注意如下施工要点：

(1)钢架加工应按设计图纸实地放样，保证其与隧道轮廓线一致，焊接时不得有假焊，表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。

(2)钢架应在开挖或初喷混凝土后及时架设。

(3)安装前应清除底脚下的虚渣及杂物，钢架底脚应置于牢固的基础上。钢架安装允许偏差：钢架间距及其横向位置和高程的允许偏差为±5cm，垂直度为±2°。

(4)钢架拼装可在作业面进行，各节钢架间以连接板螺栓连接并密贴。 (5)沿钢架外缘每隔2m用钢楔或混凝土预制块楔紧。

(6)分部开挖时，钢架拱脚应打设直径为22mm的锁脚锚杆，锚杆长度3.5m，每侧2组，每组2根，下半部开挖后钢架应及时落底接长，封闭成环。

(7)钢架应尽量减少接头数量。

(8)钢拱架在架设时应尽可能多的与锚杆及钢筋网焊接，以增强其联合支护效应。

(9)钢架应与喷混凝土形成一体，钢架与围岩间的间隙用喷混凝土填充密实，钢架应全部被喷混凝土覆盖，保护层厚度不得小于4cm。5

5.3 二次衬砌施工工艺

隧道设计时一般要采用混凝土或钢筋混凝土内层衬砌，以保证隧道在服务过程中的稳定、耐久、减少阻力和美观等，称为二次衬砌。二次衬砌是为了保证隧道稳定和安全，作为安全储备的工程措施，它施作需满足设计强度、防水和耐久

性要求，并且还应达到结构密实，表面光滑，曲线圆顺。对二次衬砌的施作一般规定为：

(1)二次衬砌施作一般应在围岩和初期支护变形趋于稳定后进行。

(2)在隧道洞口段、浅埋段和围岩松散破碎段，应尽早施作二次衬砌，并应加强衬砌结构。

(3)进行二次衬砌的作业区段的初期支护、防水层、环纵向排水系统等均已验收合格；防水层表面粉尘已清除干净。

二次衬砌的施作顺序为：仰拱超前，墙、拱整体浇，在隧道纵向，分段进行。

5.3.1 各级围岩段衬砌基本情况

在隧道工程施工过程中，二次衬砌的厚度，衬砌所使用混凝土型号和是否需要配筋都依据衬砌所在位置的围岩性质和隧道埋深的不同而不同。大瑶山隧道二次衬砌的配筋设计是采用荷载—结构模型，先计算出作用于隧道二次衬砌上围岩压力，检算结构的安全系数，对小于规范要求安全系数的断面进行二次衬砌的结构配筋。大瑶山隧道各种围岩段衬砌的基本情况见表5-5。

表5-5 各种围岩段衬砌基本情况

围岩级别

深浅埋判

定 浅埋

Ⅳ

深埋 超浅埋

V

一般浅埋

衬砌厚度(cm) 拱墙40 仰拱50 拱墙40 仰拱50 拱墙50 仰拱60 拱墙50 仰拱60

混凝土型号 C35钢筋混凝土 C30钢筋混凝土 C35钢筋混凝土 C35钢筋混凝土

配筋量 4Φ18 4Φ18 4Φ20 4Φ20

5.3.2 二次衬砌混凝土

混凝土是二次衬砌中主要组成部分，其性质直接关系到二次衬砌的使用性、可靠性和耐久性，在隧道施工过程中，应严格控制混凝土的性能。

大瑶山隧道二次衬砌混凝土材料应满足：

(1)所使用的水泥应符合国家现行质量标准，现买现用，避免水泥堆放时间过长；

(2)粗、细骨料都应选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固的砂石，而且其膨胀系数要小，对酸性有一定的抵抗能力；

(3)外加剂和拌和用水都必须符合现行的国家标准。

在客运专线隧道的施工过程中，为使隧道衬砌达到“无滴、无漏、无渗”的防水标准，必须加强衬砌混凝土的自防水能力。自防水能力的提高，主要是依靠增强混凝土的密实性和抗渗性来实现。这就要求混凝土在施作过程中应遵循：

(1)衬砌的浇注应采取整体灌注，并做到不间歇施工；

(2)混凝土必须分层振捣，捣固应密实，一般以混凝土泛浆和不冒气泡为标准，避免漏振、欠振和超振；

(3)混凝土灌注完成后，应养护充分。

5.3.3 二次衬砌施工要点

二次衬砌施工一般包括：立模，钢筋安置，混凝土搅拌运输，混凝土灌注及振捣，拆模，养护。在以上各步中应注意如下施工要点：

仰拱、底板施工要点：

(1)施工前，应将隧底虚渣、杂物、泥浆、积水等清除干净，并用高压风将隧底吹洗干净，超挖应采用同级混凝土回填。

(2)仰拱应超前拱墙二次衬砌，其超前距离宜保持3倍以上衬砌循环作业长度。

(3)仰拱、底板的整体浇筑应采用防干扰作业平台、型钢栈桥或组合梁栈桥、针梁式台架等架空设施以保证作业空间。

(4)仰拱、底板混凝土应整体浇筑，一次成型；填充混凝土应在仰拱混凝土终凝后浇筑，不得同时浇筑。

(5)仰拱施工缝和变形缝应作防水处理。

(6)填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通行，填充混凝土强度达到设计强度的100％后允许车辆通行。

拱、墙二次衬砌施工要点：

(1)灌筑前，应清除防水层表面灰粉并洒水润湿。

(2)钢筋混凝土二次衬砌地段，必须用与衬砌混凝土相同配合比的细石混凝土或砂浆制作垫块，确保钢筋保护层的厚度50mm。

(3)混凝土应对称、分层浇筑，分层捣固。捣固应采用插入式振动器。 (4)每衬砌段拱顶部位应预留2个注浆孔。

(5)混凝土灌注完毕后，应及时对混凝土进行养护，混凝土内部养护温度不超过60①，在干燥地段，还需进行洒水，养护的时间不低于14d，若是在冬季施工，

还应注意防冻保温。

5.4 防排水施工工艺

5.4.1防排水原则

本隧道的防排水设计，地下水排放不影响其生态环境时，采用\"防、排、堵、截结合，因地制宜，综合治理\"的原则。对于隧道穿过岩溶、断裂破碎带，预计地下水较大，当采用以排为主而影响生态环境时，根据实际情况采用\"以堵为主，限量排放\"的原则，达到堵水有效、防水可靠、经济合理的目的。在裂隙水较发育地段，可采取超前帷幕注浆和开挖后径向补注浆等形式，将大面积淋水或局部股流封堵，减少水土流失。 5.4.2 防排水措施

大瑶山隧道地下水发育，围岩导水性强，根据现行《铁路隧道防排水技术规范》（TB10119）对隧道防排水措施设计如下：

全隧道采用防水混凝土，防水剂的掺量为水泥重量的6%计（每立方混凝土中水泥按350Kg计）。

本线隧道的防水设计，一般地段初期支护和二次衬砌间拱墙设防水板，采用防水板加土工布。防水板厚度1.5mm，土工布重量不小于400g/mm2。拱墙支护和二次衬砌间设防水板加土工布；二次衬砌环向施工缝采用中埋式遇水膨胀止水带，设计按平均每8m设一环计；；纵向施工缝采用缓膨型遇水膨胀止水条。

洞口防排水：洞门顶部设截水天沟，天沟设于边、仰坡坡顶以外不小于5m，其坡度根据地形设置，但不应小于3‰，以免淤积。

明洞防排水：洞顶明挖段可顺坡排水的回填成顺坡排水，并根据需要设置截水天沟；进口段洼地，在洼地垭口设置明沟（渠）排水。天沟设于边、仰坡坡顶以外不小于5m，其坡度根据地形设置，但不应小于3‰，以免淤积。

明洞衬砌的防排水：衬砌外贴防水层应具有较好的耐热度、抗冻性、柔性、防腐和耐水、抗老化性能，防水层应铺至边墙泄水孔处。

洞内水沟：采用双侧高式水沟。

水环境保护：洞顶及其附近有水塘、水库、河沟等，要考虑因修建隧道而引起地表水流失等，影响居民生活及农田灌溉的可能，可采取相应措施防止水源漏失。55

针对本隧道的衬砌背后防水，防水层防水，施工变形缝防水具体设计如下：

5.4.2.2 衬砌背后排水系统

客运专线隧道的防排水等级高，首先必须做好衬砌背后的排水系统，使围岩中的裂隙水顺利地排出。在大瑶山隧道的全长范围内，应设置环、纵、横向排水盲管以及排水侧沟和中心水沟引导衬砌背后的围岩渗漏水排出。

根据大瑶山隧道含水情况，设计排水系统参数如下：环向设置HC-3.5半圆软式透水管，纵向间距10m；纵向盲管Φ100mm；直径为Φ100、间距为10m的进水孔将纵向盲管中的水引入侧沟，侧沟尺寸为72×30cm，侧沟上覆盖板尺寸为42×6cm。横向导水管采用PVC材料，直径Φ100mm，间距为30m，将侧沟内的水引入中心水沟。中心水沟为内径60cm，壁厚6cm的钢筋混凝土管，大瑶山隧道排水图见附录B。

环、纵、横向盲管施工应满足下列规定：

(1)排水盲管的管材、直径应符合设计要求；透水孔的规格、间距符合设计要求。

(2)环向排水盲管沿纵向设置的间距应满足设计要求，并应根据洞内渗、漏水的实际情况，在地下水较大的地段应加密设置排水盲管。

(3)纵向集水盲管应与环向排水盲管、泄水管用变径三通连为一体，形成完整的排水系统。

(4)排水盲管应紧贴渗水岩壁安设，减小地下水由围岩进入排水盲管的阻力；排水盲管布置应圆顺，不得起伏不平。

(5)排水盲管应固定牢固，并采取适当的保护措施，防止水泥浆窜入、堵塞排水盲管。

(6)排水管路系统的连接应牢固、畅通，纵向排水盲管安装坡度符合设计要求，通向水沟的泄水管应有足够的泄水坡。

(7)横向排水盲管接头应牢固、水路通畅。

(8)中心排水管管径符合设计要求，管身不得变形、不得有裂缝，管身上部透水孔畅通。中心排水管（沟）基础的总体坡度、段落坡度、单管坡度应协调一致，并符合设计要求，不得高低起伏。管路埋设好后，应进行通水试验，发现漏水、积水，立即处理。

5.4.2.3 防水层防水

防水层铺设在初期支护和二次衬砌之间。目前，隧道中大量使用的为塑料类防水板，故大瑶山隧道设计使用最为常用的EVA塑料防水板，塑料防水板要求耐穿性好，柔性好，耐久性好。塑料防水板的厚度取为1.5mm，宽度取为3m。

防水板铺设应采用无钉铺设工艺，宜采用从下向上的顺序铺设，松紧应适度

并留有余量。具体的施工工艺流程见图5-5。每一步工序都必须严格按照防水板施工规范进行，施工过程中应掌握的要点如下：

(1)铺设防水板前应对初期支护采用简单易行的锤击声检查，必要时辅以其它物探手段；对初期支护的渗漏水情况进行检查，并采取有效措施进行处理；初期支护表面应平整，无空鼓、裂缝、松酥，并用喷混凝土（或砂浆）对基面进行找平处理。

(2)铺设前还需检查塑料板有无断裂、变形等缺陷，保证材料符合设计质量要求。

(3)铺设前进行精确放样，弹出标准线进行试铺后确定防水板一环的尺寸，尽量减少接头。

(4)防水板铺设应超前二次衬砌施工9～20m，并设临时挡板防止机械损伤和电火花灼伤防水板，同时与开挖掌子面应保持一定的安全距离。

(5)防水板铺设应使用专用台车铺设，铺设时应采用无钉铺设工艺，松紧应适度并留有余量，保证防水板全部面积均能抵到围岩。

(6)铺设应尽量减少接头，接头处应焊接紧密，不得焊焦焊穿，单条焊缝的有效焊接宽度不应小于10mm，两幅防水板的搭接长度不应小于100mm。

(7)环向铺设时，应先拱后墙，下部防水板应压住上部防水板。

(8)防水板安装完毕后，需对防水板的铺设质量进行检查；除了防水板与喷射混凝土密贴，无划破、扯破、扎破等破损现象，焊缝无漏焊、假焊、焊焦等现象外，防水板还应进行压气试验，检查是否漏气现象。

(9)防水板安装完毕后，还应注意在绑扎或焊接钢筋，混凝土浇注时，采用措施避免对防水板造成损伤。

5.4.2.4 施工缝和变形缝防水

隧道二次衬砌在浇注过程中，不可避免地留下一些施工缝，因结构的需要还得预留一定的变形缝。施工缝和变形缝都为防水工程中的薄弱环节，隧道工程中的施工防水应以施工缝和变形缝的防水为重点。在施工过程中，应尽量少留施工缝，在条件允许的条件下，宜使施工缝和变形缝相结合。

大瑶山隧道内施工缝主要包括纵向施工缝和环向施工缝，纵向施工缝为浇筑拱墙混凝土与仰拱混凝土的接缝，环向施工缝为浇筑两相邻拱墙混凝土的接缝。两种施工缝的防水都设计为背贴式止水带和中埋式止水带。背贴式止水带设置在衬砌结构施工缝的外侧，中埋止水带选用钢板止水带，布置在衬砌沿厚度方向的中央，长度不应小于200mm。

二次衬砌的变形缝是由于考虑结构不均匀受力和混凝土胀缩而设置的允许

变形的缝隙。变形缝的宽度一般为20~30mm，防水设计时，可以将中埋式止水带、背贴式止水带和遇水膨胀橡胶止水条复合使用，其中中埋止水带的长度设置为700mm，其基本构造图见附录B。

在施工缝和变形缝的施工过程中，应使中埋式止水带位置准确，固定牢靠，并使嵌缝密实，确保施工缝和变形缝的防水安全可靠。