隧道防排水施工作业指导书.docx
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隧道防排水施工作业指导书
隧道防排水作业指导书
1编制依据：
1.1现有设计施工图纸
1.2实施性施工组织设计
2适用范围
本作业指导书适用于新建铁路*********正洞防排水作业。
3防排水设计原则
蒲县隧道的防排水设计采用“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理的原则”。
对于隧道穿过基岩裂隙水地带，预测地下水较大，对对当地水文环境影响较大时，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。
4结构防排水工艺流程及技术要求
4.1施工工艺流程
隧道二次衬砌采用防水混凝土，抗渗等级不低于P8，断层破碎带富水地段不小于p10.结构防排水施工一般包含基面检查处理、排水盲管（沟）安装、防水板铺设、施工缝、变形缝处理、混凝土灌注等工序，其工艺流程图如图3-1-1所示。
4.2基面检查处理
4.2.1基面处理
基面处理主要对初期支护表面的渗漏水，外露的突出物及表面凸凹不平处进行处理。
⑴ 处理基面渗漏水，采用注浆堵水或埋设排水管直接排水到边沟，保持基面无明显漏水；
⑵ 对初期支护混凝土表面外露的锚杆头，钢筋尖头等硬物割除，其处理可按初期支护面处理图3-2-1～3进行；
a．对钢筋网等凸出部分，先切断后用锤铆平抹砂浆素灰（见初期支护面处理图3-2-1）。
初期支护面处理图3-2-1
b．对有凸出的管道时，用砂浆抹平（见初期支护面处理图3-2-2）。
c．对锚杆有凸出部位时，螺头顶预留5mm切断后，用塑料帽处理（见初期支护面处理图3-2-3）。
⑶ 对初期支护表面凸凹不平处进行处理，使混凝土表面平顺，凸凹面满足D/L=1/6~1/10（D为两凸凹面间凹进深度，L为两凸凹面间距离）。
图3-1-1隧道结构防排水施工工艺流程图
图3-2-2初期支护面处理
图3-2-3初期支护面处理
4.2.2基面处理质量检查
⑴ 净空检查用断面仪等仪器进行，检查支护断面是否满足设计尺寸，每10米检测一个断面，如不满足设计净空要求时，则加密检查，并对侵限部分严格按照规范要求进行处理。
⑵ 初期支护表面应平整，无空鼓、裂缝、松酥，表面平整度用2m尺进行检查，其平整度≤5cm。
4.3排水盲管施工
排水盲管一般包括环向排水盲管、纵向集水盲管、横向泄水管，三者采用变径三通连为一体，形成完整的排水系统。
其中纵向排水盲管在整个隧道排水系统中是一个中间环节，起着承上启下的作用，是关键环节。
环向、纵向排水盲管施工主要有钻定位孔、锚栓安装、盲管铺设、安装等环节，其施工流程见图3-3-1。
图3-3-1环向、纵向排水盲管施工工艺流程图
⑴排水盲管布置
环向排水盲管沿纵向设置的间距根据设计要求进行布置，根据洞内渗、漏水的实际情况，在初期支护（喷射混凝土层）完成之前视情况埋设排水半管或线形排水板，形成暗埋、永久式排水通道系统，将水引入隧道纵向排水管或通过盲沟（管）引入排水沟排出洞外，在地下水较大的地段应加密设置排水盲管。
1）对集中出水点，沿水源方向钻孔，然后将单根引水盲管插入其中，并用速凝砂浆将周围封堵，以使地下水从管中集中引出。
2）当隧道开挖后在围岩表面有线流或股流时，均设排水半管或线形排水板，在排水管周围喷射厚度为1～2cm水泥砂浆后，再进行喷射混凝土作业。
3）在无渗漏水地段有必要时，每隔一定间距，在其喷层表面上、下打设排水孔，安装排水半管或线形排水板，使隧道在使用期内因地下水的迁移变化而产生的渗漏水能顺利排出洞外。
4）纵向盲管安设的坡度必须满足设计要求。
⑵施作步骤与方法
1）按规定划线，以使盲管位置准确合理。
2）钻定位孔，定位孔间距在30～50cm。
3）将膨胀锚栓打入定位孔。
4）用无纺布包住盲管，用扎丝捆好；用卡子卡住盲管，然后固定在膨胀螺栓上。
5）排水半管铺设时，利用工作平台，根据裂缝形状或打孔位置，排水半管紧贴岩面，用水泥钉每隔30cm对称钉牢，然后喷射速凝水泥砂浆封固。
6）对环、纵向排水盲管采用三通相连。
⑶横向排水盲管施工
横向排水盲管是连接纵向排水管与中央排水管（沟）的水力通道，采用硬质塑料管，其设置符合设计要求，施工中先在纵向盲管上预留拼接，然后在仰拱及填充混凝土施工前接长至中心排水管（沟）。
⑷ 施工控制要点
1）划线时注意盲管尽可能走基面的低凹处和有出水点的地方。
2）盲管用无纺布等渗水材料包裹，防止泥砂、喷混凝土料或杂物进入堵塞管道。
3）纵向盲管用防水卷材半裹，使从上部下流之水在纵向盲管位置尽量流入管内。
4）隧道同一断面只能铺设一道排水半管，避免造成初期支护出现薄弱断面或薄弱带。
5）初期支护中埋设排水半管时，喷射混凝土应分为2～3层，施工中必须严格控制各喷层厚度，保证排水半管埋设数量，避免凿槽或返工。
各层排水半管铺设或各喷层的间歇时间，必须在前一层喷射混凝土终凝后进行。
⑸ 排水盲管安装质量检查
1）盲管尽量与岩壁密贴，与支护的间距不得大于5cm、盲管与支护脱开的最大长度不得大于10cm。
2）施工中三通管留设位置准确，接头应牢固。
3）盲管无泥砂、喷混凝土料或杂物堵塞，泄水孔通畅。
4.4防水板铺设
（1）施工工艺流程
在基面严格按照本指南3.2条规定要求处理完成后，进行防水板铺设，防水板铺设包括铺设准备、垫层铺设、防水板固定、防水板焊接等环节。
其施工工艺流程见图3-4-1。
.
图4-4-1防水板施工工艺流程图
（2）施作步骤与方法
1）铺设准备
洞外检查、检验垫层材料及防水板质量，对检查合格的防水板，用特种铅笔划焊接线及拱顶分中线，并按每循环设计长度截取，对称卷起备用；洞内在铺设基面标出拱顶中线，画出隧道中线第一环及垂直隧道中线的横断面线。
防水板铺设宜采用专用台车铺设，台车应具备以下要求：
①防水板专用台车应与模板台车的行走轨道为同一轨道；轨道的中线和轨面标高误差应小于±10mm。
②台车前端应设有初期支护表面及衬砌内轮廓检查刚架，并有整体移动（上下、左右）的微调机构。
③台车上应配备能达到隧道周边任一部位的作业平台。
④台车上应配备辐射状的防水板支撑系统。
⑤台车上应配备提升（成卷）防水板的卷扬机和铺放防水板的设施。
⑥专用台车上应设有激光（点）接收靶。
防水板铺设专用台车可参考图3-4-2
图3-4-2防水板铺挂作业台车示意图
1－衬砌内轮廓检测刚架；2－人梯；3－作业平台；4－防水板扇形支撑；5－门架。
防水板材质为ECB或EVA，幅宽一般为2～4m，厚度1.5mm，耐刺穿性好、柔性好、耐久性好。
塑料防水板的物理力学性能应符合表3-4-1的要求。
表3-4-1塑料防水板主要物理性能
项目
拉伸强度
（MPa）
断裂延伸率
（％）
热处理时变化率
（％）
低温弯折性
抗渗性
指标
≥16
≥560
≤2.5
－35℃无裂纹
0.2MPa,24h无渗水
2）垫层铺设
对于设计为分离式的防水板，先进行垫层铺设，垫层材料根据设计选用，一般采用射钉固定（如图3-4-3所示）。
图3-4-3暗钉圈固定垫层示意图
其铺设的具体步骤为：
a.先在隧道拱部位标出纵向中线；
b.使缓冲层垫衬基本与洞室轴线直交，留足基面凹凸部位的富有量，由两边墙向拱部铺设；
c.用带热塑性圆垫圈的射钉将缓冲层平整顺直地固定在基层上，每幅防水板布置适当排数垫圈，一般拱部0.5~0.8m，边墙0.8~1.0m，底部1~1.5m，呈梅花形排列，并左右上下成行固定；
d.缓冲层接缝搭接宽50mm，一般仅设环向接缝，当长度不够时，设轴向接缝应确保上部（靠近拱部的一张）应由下部（靠近底部的一张）缓冲层压紧。
3）防水板铺设
a.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；
b.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；
c.采用从下向上的顺序铺设，下部防水板应压住上部防水板，松紧应适度并留有余量（实铺长度与弧长的比值为10：
8），保证防水板全部面积均能抵到围岩；
d.分段铺设的卷材的边缘部位预留至少60cm的搭接余量并且对预留部分边缘部位进行有效的保护；
e.对于避车洞处防水板的铺设，如成形不好，须用浆砌片石或模筑混凝土使其外观平顺后，方可铺设防水板，对于热合器不易焊接的部位用热风枪手工焊接，并确保其质量；
f.两幅防水板的搭接宽度应大于100mm（见图3-4-4）；
4）防水板固定
a.对于设计为分离式的防水板，可用热风焊枪或热合器，使防水板其融化与塑料垫圈粘结牢固。
b.对于设计为复合式的防水板，则按设计要求在铺设基面打设膨胀锚栓或射钉，采用悬吊法固定。
c.在凸凹较大的基面上，在断面变化处增加固定点，保证其与
图3-4-4防水层焊接示意图
混凝土表面密贴；
5）防水板焊接
a.焊接时，接缝处必须檫洗干净，且焊缝接头应平整，不得有气泡折皱及空隙；
b.防水板之间的搭接缝应采用双焊缝、调温、调速热楔式功能的自动爬行式热合机热熔焊接，细部处理或修补采用手持焊枪；
c.开始焊接前，应用小块塑料片上试焊，以掌握焊接温度和焊接速度；
d.单条焊缝的有效焊接宽度不应小于10mm（见图3-4-4）；
e.防水板纵向搭接与环向搭接处，除按正常施工外，应再覆盖一层同类材料的防水板材，用热焊焊接。
f.在焊缝搭接的部位焊缝必须错开，不允许有三层以上的接缝重叠（见图3-4-5）。
焊缝搭接处必须用刀刮成缓角后拼接，使其不出现错台；
图3-4-5防水板搭接示意图
g.焊缝若有漏焊、假焊应予补焊；若有烤焦、焊穿处以及外露的固定点，必须用塑料片焊接覆盖；
（3）施工控制要点
1）塑料板应存放在室内，库房应整洁、干燥、无火源、自然通风要好，并应远离高温热源及油脂等污物；
2）任何材料、工具、在铺设时应尽量远离已铺好的地段堆放；
3）安装孔位要严格控制方向和排列距离，避免安装时搭接困难；
4）挡头板的支撑物在接触到塑料防水板处必须加设橡皮垫层；
5）绑扎钢筋和安装模板及衬砌台车就位时，在钢筋保护层垫块外包土工布防止碰撞和刮破塑料板；
6）浇筑混凝土时，应防止碰击塑料板，二次衬砌中埋设的管料与防水板间距不小于5cm，以防止破损塑料防水板，浇筑时应有专人观察，发现损伤应立即修补。
（4）防水板施工质量检查
1）目测检验
1用手将已固定好的塑料板上托或挤压，检查其与喷射砼面的密贴程度及预留量，
2检查塑料板有无烤焦、焊穿、假焊和漏焊，焊缝宽度是否符合设计，焊缝表面是否平整光滑，有无波形断面。
2）充气检查
检查采取随机抽样的原则，环向焊缝每衬砌循环抽试2条，纵向焊缝每衬砌循环抽试1条。
防水板的搭接缝焊接质量检查应按充气法检查，用空气检测器检查焊缝质量，标准是0.2MPa压力下5min内压力不得小于0.16Mpa；说明焊缝合格；如压力下降过快，说明焊缝不严。
用肥皂水涂在焊缝上，有气泡的地方重新补焊，直到不漏气为止。
4.5止水带施工
二次衬砌的施工缝处是隧道防水的薄弱环节，蒲县隧道全部采用中埋式止水带防水，在施工中应按照设计要求认真施做。
（具体见图3-5-1）
图3-5-1施工缝中埋式止水带防水构造形式
4.5.1中埋式止水带施工
（1）施工工艺流程
中埋式止水带施工包括钻钢筋孔、固定钢筋卡、固定止水带等环节其施工工艺流程如图3-5-2所示。
图3-5-2中埋式止水带施工工艺流程图
（2）施工方法及步骤
沿衬砌轴线每隔0.5~1.0m钻一φ12的钢筋孔。
将制成的钢筋卡穿过挡头模板，内侧卡紧止水带一半，另一半止水带平靠在挡头板上，待混凝土凝固后拆除挡头板，将止水带拉直，然后弯钢筋卡紧止水带（其施作方法示意见图3-5-3）。
图3-5-3中埋式止水带施工方法示意图
4.5.2止水带施工控制要点
（1）止水带埋设位置应准确，其中间空心圆环应与变形缝重合。
（2）中埋式止水带应固定在挡头模板上，先安装一端，浇筑混凝土时另一端应用箱型模板保护，固定时只能在止水带的允许部位上穿孔打洞，不得损坏止水带本体部分；
（3）固定止水带时，应防止止水带偏移，以免单侧缩短，影响止水效果。
（4）止水带定位时，应使其在界面部位保持平展，不得使橡胶止水带翻滚、扭结，如发现有扭结不展现象应及时进行调正。
（5）止水带的长度应根据施工要求事先向生产厂家定制（一环长），尽量避免接头。
如确需接头，应满足以下要求（见图3-5-4）：
图3-5-4止水带常用接头形式
（6）橡胶止水带接头必须粘接良好，不应采用不加处理的”搭接”。
（7）止水带粘接前应做好接头表面的清刷与打毛，接头处选在衬砌结构应力较小的部位，粘接可采用热硫化连接的方法，搭接长度不得小于10cm，焊接缝宽不小于50cm。
冷接法应采用专用粘结剂，冷接法搭接长度不得小于20cm。
（8）设置止水带接头时，应尽量避开容易形成壁后积水的部位，宜留设在起拱线上下。
（9）在浇捣靠近止水带附近的混凝土时，应严格控制浇捣的冲击力，避免力量过大而刺破橡胶止水带，同时还必须充分震捣，保证混凝土与橡胶止水带的紧密结合，施工中如发现有破裂现象应及时修补。
（10）衬砌脱模后，若检查发现施工中有走模现象发生，致使止水带过分偏离中心，则应适当凿除或填补部分混凝土，对止水带进行纠偏。
4.5.4止水带安装检查：
（1）止水带安装的横向位置，用钢卷尺量测内模到止水带的距离，与设计位置相比，偏差不应超过5cm。
（2）止水带安装的纵向位置，通常止水带以施工缝或伸缩缝为中心两边对称，用钢卷尺检查，要求止水带偏离中心不能超过3cm。
（3）用角尺检查止水带与衬砌端头模板是否正交，否则会降低止水带的有效长度。
（4）止水带接头的检查：
1）检查接头处上下止水带的压茬方向，此方向应以排水畅通、将水外引为正确方向，即上部止水带靠近围岩，下部止水带靠近隧道衬砌。
2）接头强度检查：
用手轻撕接头。
3）观察接头强度和表面打毛情况，接头外观应平整光洁。
抗拉伸强度不低于母材的80%；不合格时重新焊接或粘接。
4.6二次衬砌混凝土施工
二次衬砌混凝土施工应符合现行《新建客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》的规定。
为避免或减少二次衬砌混凝土开裂，施工应采取以下措施；
（1）二次衬砌混凝土施工在隧道基本达到稳定，围岩涌水、渗水已做好截、堵、导排处理的情况下进行。
（2）二次衬砌施工的顺序是仰拱超前，墙、拱整体浇筑。
标准断面应采用移动式模板台车，墙、拱整体浇筑。
边墙基础高度的设置（水平施工缝）应避开剪应力最大的截面。
（3）断面尺寸符合设计，并做好相应的隐蔽工程验收工作。
（4）有足够混凝土备料，确保一次浇灌成形。
（5）模板台车：
衬砌端模板一定要安装平整、严密、牢固，防止在浇灌过程中有模板挤出、松动、漏浆现象发生，并确保拆模后端面平整。
（6）灌筑前，应清除防水层表面灰粉并洒水润湿。
（7）混凝土的入模温度应视洞内温度而调整，混凝土的入模温度应控制在25℃以下。
施工过程中要估计混凝土温度与拉应力的变化，提出混凝土温度的控制值，并在施工养护过程中实际测定关键截面的中部点温度和离表面约5cm深处的表层温度（包括仰拱和底板），实行严格的温度控制。
衬砌结构任一截面在任一时间内的内部最高温度与表层温度之差一般不大于20℃，新浇筑混凝土与上一区段衬砌混凝土或围岩之间的温差不大于20℃，洒于混凝土表面的养护水温度低于混凝土表面温度的差值不大于15℃，混凝土的降温速率最大不宜超过3℃/d。
（8）一般情况下混凝土强度应达到8.0MPa以上；初期支护未稳定，二次衬砌提前施做时混凝土强度应达到设计强度的70％以上，方能拆模。
（9）当浇灌环境相对温度小于90％时，应洒水养护。
养护时间根据相对温度确定，相对温度小于60％时，养护时间不少于14天，否则不小于7天。
洒水次数以混凝土表面保持充分潮湿状态为佳。
同时还应保证混凝土表面温度与内部温度和所接触的大气温度、所接触的围岩温度以及已浇筑区段的衬砌混凝土温度不出现过大的差异。
（10）为避免二次衬砌混凝土浇注时损伤防水板，施工中应采取以下措施：
1）避免混凝土直接碰到防水板，必要时在混凝土输送泵出口处设置防护板，防止混凝土直接冲击防水板；
2）捣固时，避免让捣固器与防水板接触；插入式振动棒需变换其在混凝土中的位置时，应竖向缓慢拔出，不得在混凝土浇筑仓内平拖。
3）采用钢筋混凝土衬砌时，要对钢筋头部进行防护，避免损伤防水板，钢筋焊接作业时，防水板要用阻燃材料进行覆盖，避免焊火花损伤防水板；
4）对受到损伤的防水板，要在损伤处进行标识，及时进行修补。
5、材质要求
5.1主材要求
（1）防水板
塑料防水板可选用高分子类薄膜（板），其主要性能应满足表4-1-1的规定。
表4-1-1防水板性能参数表
序号
检测项目
单位
技术指标
1
幅宽
m
2~4
2
厚度
mm
≥1.2并符合设计要求
3
抗拉强度
Mpa
≥12
4
抗渗性
水压0.2Mpa，维持24h不透水
5
断裂延伸率
%
≥200
6
热处理时变化率
%
≤2.5
7
低温弯折性
－20℃无裂纹
（2）止水带
止水带宜选用橡胶止水带或钢边橡胶止水带。
对水压力大、变形大的施工缝、变形缝应选用钢边止水带，当地下水有腐蚀性介质的应选用氯丁橡胶、三元乙丙胶材质的止水带。
橡胶止水带的材质、形状、尺寸、物理机械性能应符合设计及现行《橡胶止水带》（HG/T2288）的规定；
止水带的宽度宜控制在300～350mm，并视水压力大小调整宽窄；止水带的截面尺寸用精度为0.05mm的卡尺，其它尺寸用精度为1mm的卷尺检查测量。
止水带断面结构见图4-1-1：
图4-1-1止水带断面结构示意图
A-此部分外观质量要求较严；B-此部分外观质量要求较宽；W-止水带宽度；T-止水带厚度
橡胶止水带产品外观质量应符合表4-1-2的规定：
表4-1-2橡胶止水带产品外观质量要求
序号
缺陷
名称
A部分
B部分
1
气泡
直径不大于1mm的气泡，
每米不允许超过3处
直径不大于2mm的气泡，
每米不允许超过4处
2
杂质
面积不大于4mm2的杂质，
每米不允许超过3处
面积不大于8mm的杂质，
每米不允许超过3处
3
接缝
缺陷
不允许有裂口及“海绵”现象。
高度
不大于1.5mm的凸起每米不超过2处
不允许有裂口及“海绵”现象。
高度
不大于1.5mm的凸起每米不超过2处
4
凹痕
不允许
允许有深度不超过0.5mm，
面积不大于10mm2每米不超过4处
5
中孔
偏心
中心孔周边对称部位
厚度差不超过1mm
橡胶止水带物理机械性能及检验标准见表4-1-3。
表4-1-3橡胶止水带物理机械性能及检验标准
序号
项目
指标
试验标准
B型
S型
J型
1
硬度（昭尔A）（度）
60±5
60±5
60±5
GB531
2
拉伸强度（MP）
≥15
≥12
≥10
GB528；采用I型试样
3
扯断伸长率（%）
≥380
≥380
≥300
4
压缩永久变形
70℃×72h（%）
≤35
≤35
≤35
GB7759；采用B型试样；压缩率25％
23℃×168h（%）
≤20
≤20
≤20
5
撕裂强度（N/m）
≥30
≥25
≥25
GB/T529
6
脆性温度（℃）
≤-45
≤-40
≤-40
GB1682
7
热空气老化
70℃×72h
硬度变化（邵尔A）（度）
≤+8
≤+8
GB3512
拉伸强度变化率（降低）（%）
≥12
≥10
伸长率变化率（降低）（%）
≥300
≥300
70℃×96h
硬度变化（邵尔A）（度）
≤+8
拉伸强度变化率（降低）（%）
≥9
伸长率变化率（降低）（%）
≥250
8
臭氧老化（50pphm；20%；48h）
2级
2级
0级
GB7762；矩形试样
注：
1B型适用于变形缝用止水带；S型适用于施工缝止水带；J型适用于有特殊耐老化要求的接缝用止水带。
2本表参照GB18173.2制定。
其中压缩永久变形指标反映了橡胶止水带的使用性能，是重要的指标项目。
钢边橡胶止水带的物理力学性能见表4-1-4。
表4-1-4钢边橡胶止水带的物理力学性能
项目
性能指标
硬度（邵尔A）
62±5
拉伸强度（MPa）
≥18
扯断伸长率（%）
≥400
压缩永久变形（70℃×24ｈ），%
≤35
撕裂强度（N/mm）
≥35
热老化70℃×168ｈ
硬度变化（邵尔A）
≤+8
拉伸强度（MPa）
≥16.2
扯断伸长率（%）
≥320
拉伸永久变形（70℃×24h，拉伸100％）
≤20
橡胶与金属带
粘合试验
破坏类型
橡胶破坏（R）
粘合强度（MPa）
≥6
（3）盲管
盲管应具有一定的弹性，透水性好，能承受不小于0.5Mpa的压力，且不易锈蚀。
5.2辅助材料要求
施工缝、变形缝防水选用的嵌缝材料，要求最大拉伸强度不应小于0.2Mpa，最大伸长率应大于300%，且拉压循环性能为80℃时拉伸-压缩率不小于±20%。
6、劳动组织
防水板施工一般需要4～6人一组，施工人员经培训合格后上岗，并保持相对稳定，可根据施工现场情况及时调整；止水条、止水带以及排水盲管作业根据现场情况具体组织。
7、机具设备
根据施工需要合理配备，其主要设备参见表5-1，铁路隧道结构防排水施工机具设备表。
铁路隧道结构防排水施工机具设备表表5-1
序号
机具
规格型号
数量
用途
备注
1
吊装设备
自制
1
吊装防水板
2
射钉枪或铁锤
可调节火力
2
打入钢钉
3
裁纸刀或剪刀
5
裁剪下料
4
水泥钉或射钉
长度27～40mm
固定防水板
5
工作台车
自制
2
基面处理、
铺设防水板
6
塑料焊接机
2
焊接防水板
7
冲击电钻
2
钻定位孔
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