胡浩
黑龙江交通实业总公司 黑龙江哈尔滨 150000
摘要：我国在建筑铁路隧道方面的技术一直都处于世界的领先水平，伴随着铁路运输需求的不断增大，我国也逐渐开始在严寒地区建筑隧道。在严寒地区修建隧道最大的难题就是隧道工程的防排水技术，防排水技术一直以来都是隧道工程研究中的一个大难题，本论文着重对我国寒区及严寒地区大量的既有线和拟建铁路隧道工程为研究对象，对严寒地区多种冻害情况进行分析，并对严寒地区隧道工程防排水技术的研究成果予以分析。
关键词：严寒地区；隧道工程；防排水技术
前言
随着隧道工程技术的进步，我国严寒地区隧道防排水技术也在不断完善，我们以严寒地区隧道工程的防寒工程的研究经验为根本，结合防排水技术的工程实践，对严寒地区隧道工程的防排水进行不断的完善和修整，从而研究出我国严寒地区的防排水技术。本文将着重从我国的防排水技术的应用以及防排水的研究方向这两个方面进行分析。
1、严寒地区防排水工程的应用分析
1.1 对注浆堵水技术的分析
隧道开挖后围岩会因受力的作用重新分布，从而导致围岩出现裂缝。这样地下水就容易从洞顶的围岩裂缝上直接漏下来，如果地下水漏至防水板时就会沿着防水板的缝隙向两侧继续流动，当防水板两侧的坡度较缓时就很容易会出现漏水现象。在春融期混凝土衬砌拱部的冰冻经常先于两侧壁的冰冻而融化,正是因为这样的原因，才导致严寒地区的隧道在春融期更容易出现渗漏水。在严寒地区隧道的施工过程中，如果拱顶漏水，那么就在洞顶周围使用注浆堵水技术，让其能够形成一个不会透水的实体，使渗漏水能够顺利的排出洞外，在防排水技术的各种材料对比中水泥、 水玻璃浆和超细水泥浆这四种材料的材质很适合作为注浆堵水的主要材料。
1.2 对结构防水技术的研究
在我国市场上防水材料的种类有很多，各地区会根据各自不同的实际环境选取最适应其环境的防水材料。但是在一般情况下，防水材料越脆就越容易被损坏，而且在低温条件下使用材料的损坏率会比常温使用材料的损坏率高出许多，这就导致许多防水材料虽然防水性很好，但因其不耐低温的特点只能被隧道建筑师所放弃。经过大量的对比试验之后，我国严寒地区隧道工程的建筑师们发现VPC防水板和土工布相结合，能够在很大程度上提高防水材料的耐低温性。初期支护表面的粗糙程度对防水层保护的影响作用十分的显著，因此在隧道建筑时建筑师们会对混凝土的表面进行光滑处置，以提高防水层的保护效果。防水板的铺设长度是由混凝土衬砌模板台车决定的，建筑师们一般要先垫上衬垫，然后再用水泥钉进行固定处理,之后在由工作人员在台架上从隧道拱顶开始向两侧铺设VPC防水板,之后就是将VPC防水板和事先铺垫的衬垫板焊接到一起，这个步骤是通过工作人员手动完成的，而防水板的环、纵向接缝则采用自动爬行热合机双缝焊接技术进行焊接处理。焊接时要对防水板的平整性进行特别的关注，一旦平整性不合格则要及时进行修改，同时也要将防水板擦拭干净，在接头处绝对不能有气泡或空隙的出现，如果出现气泡或空隙则会直接影响到整体的防水性。止水带的安装需要采用无接头施工工艺，施工人员会先在衬砌边墙基础内按环向施工缝的位置预先留出止水带安装槽,在安装止水带时，要先将整条止水带的上部用钢筋固定在衬砌混凝土的端头模板处，并且把止水带的下端插入到预先留出的安装槽内,然后再利用防水混凝土将安装槽内的止水带进行固定处理，最后浇筑衬砌混凝土。
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1.3 有关系统防水技术的分析
严寒地区的隧道在开挖时要先进行注浆堵水处理，之后将水引至拱腰或者边墙处，而且要设置排水管，并且将水引至拱脚处，再进行锚喷支护，需要注意的是排水管的安放一定要灵活。而且排水管必须要安放在有水的地段，渗水的地段和不渗水的地段的安放设置也要存在差异。排水管在安放时要注意不能出现堵塞现象，尤其在工人施工过程时，就要更加注意避免这种问题的发生。这种安放在我国的防排水技术领域已经取得了十分显著的成效，而且这样的安放对喷射混凝土的施工也是十分有利的。纵向排水管在施工时如果将其纵向坡度增加，会提高水流的排砂能力，从而达到减小冰冻率的目的。可排式复合橡胶止水带由绕道翼缘、橡胶条和止浆滤水带组成。可排式复合止水带是内置式止水带，在衬砌厚度中间进行设置，这样使得渗出水能够更容易流到排水通道里，从而达到排水的目的。在我国的防排水技术中，排水管一般会采用硬质塑料管，并且会在水管的上方预留一个接头。在仰拱或者路面施工前排水管在安放时一定要引出一段距离，从而使渗水更容易的流至排水沟中。在施工过程中，一定要在排水管上方安放缓冲层，这样就能避免直接压损现象的出现，进而避免堵塞水管。中心排水沟是整个排水防水系统的最后一道工序，它要负责将衬砌后的水汇集在一起后排出，中心排水沟要与洞外的出水口相连通，保证严寒地区也能顺利将渗出水排出管外。
2、严寒地区防排水工程的研究方向
2.1 气象方向的研究分析
气温、风向、气压等气候参数会对隧道防排水技术的防冻措施造成直接的影响，在防排水技术的设计中，隧道设计时所依据的气象资料大多都是气象站过去记载的一些气象资料。因为材料里的数据不是实时气象数据的原因，从而导致实际工程所处的气象条件与预先设计时的气象条件存在一定差异。比如东北地区某隧道在设计时，气象资料显示最冷月的平均气温为－12.69℃，极端最低气温为－33℃。然而在施工过程中，施工单位进行观测的最低气温则远远低于－33℃。因此，设计中需要这种气象差异考虑进去，本论文建议在地形勘察阶段对隧道洞口的风向、气温等气象资料进行个别收集或者根据附近气象站资料对气象资料进行专门的取值处理。
2.2 隧道供热方向的研究
在严寒地区的春融期，隧道在衬砌之后就很容易会发生渗漏现象。它是由上部分融化而下部分还处于冻结状态而形成的。因此要在防水层与衬砌之间放置PTV电热带，简单的说就是在衬砌和防水层之间预埋硬质的VPC塑料管，将其放置在与纵向排水管基本上相同的位置处，并且要将VPC管的末端弯出衬砌之上。这样就可以根据实际的需求来沿着VPC管道向下方插入PTV电热带。而且在中心的排水口处，为了确保渗透水能够顺利排出，还要在出水口处设置保温的预埋电热带。在严寒地区的开化季节，可以根据自己地区的实际情况进行保温加热处理，以防止出水口管道结冰的现象发生。
2.3 地层加固的研究
如果在隧道衬砌结构的背后存水之后，隧道工程的防排水系统不能及时将积水排出洞外，冬季结冰就将是难以避免的灾难。岩石隧道本身几乎无冻胀性的，有冻胀性的地层一般是黏性土和细颗粒土，而且其冻胀性也会随土壤含水量的增大而增强。隧道洞口的地层往往是由各类土层或岩石经过严重风化从而形成的土壤层，这样的土壤层本身就具有一定的冻胀性。因此，研究冻胀性的地层加固效果时，不但要做到改善其密实性，降低其透水，还要做到减小隧道周围冻融对隧道结构耐久性的影响，地层加固的研究是严寒地区防排水技术的重要研究方向。
3、结语
随着我国对铁路运输要求的不断增高，以及严寒地区隧道运输要求的不断增加，严寒地区隧道工程的防排水技术已经成为了我国隧道工程的研究重点。隧道工程中的防排水系统的优劣程度不但是用来衡量一个隧道工程质量的重要指标，同时它也是行车人员和维修人员安全的重要保障。隧道工程的防排水技术是在实践中进行完善和修整的，这就要求研究人员要做到在确保施工质量的前提下，努力达到提高隧道防排水性能的目的。
参考文献
[1]吕康成,崔凌秋.隧道防排水工程指南四工北京:人民交通出版社,2005.
[2]吴永全.隧道防排水技术与施工探讨阻北方交通,201(12):213-2l5.
论文作者:胡浩
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/14
标签：隧道论文; 严寒论文; 地区论文; 技术论文; 工程论文; 排水管论文; 气象论文; 《建筑学研究前沿》2018年第23期论文;