防水課件201010

1、主要內容主要內容一、前言二、近年來鐵路隧道工程的技術進步三、客運專線隧道結構設計四、客運專線隧道防排水設計五、客運專線隧道防排水施工要點一、前言一、前言 根據(jù)2008年調整的中長期鐵路網規(guī)劃，到2012年，將有1.3萬公里客運專線及城際鐵路投入運營。截止到2009年底，在建鐵路隧道約2500座，長度約4600公里，其中特長隧道75座，長度約1075公里；規(guī)劃隧道約5000座，總長超過9000公里，其中特長隧道122座，長度約1760公里。 解決好隧道的建設問題是能否搞好鐵路建設的關鍵問題之一。當前鐵路隧道建設特點及存在的主要問題 數(shù)量多、規(guī)模大、長度長 技術難度大 高風險隧道較多 安全形勢嚴峻

2、 設計、施工、建設管理人員相對欠缺 其他（如：受拆遷等因素影響工期緊張）二、鐵路隧道工程的技術進步二、鐵路隧道工程的技術進步 近年來，隨著鐵路建設的快速發(fā)展，鐵路隧道修建技術有了長足的進步，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。 1 1高速鐵路隧道關鍵技術已經形成高速鐵路隧道關鍵技術已經形成 研究解決了列車在隧道內高速運行產生的空氣動力學問題，確定了不同運行速度目標值隧道凈空斷面，制定了各項技術標準，確定了大斷面隧道的支護襯砌參數(shù)及施工方法，確定了洞口結構型式，確定了長大隧道防災救援的標準和措施。 2艱險山區(qū)復雜地質條件長大隧道修建技術不斷取得進步 烏鞘嶺隧道（20.5公里長）、石太客專太行山隧道（27公里

3、長）的通車運營，宜萬鐵路隧道（巖溶高風險）的貫通，云南大麗、玉蒙、大瑞鐵路（圍巖破碎、復雜、多變）的建設，以及西格二線關角隧道（32公里，目前全國最長）、蘭渝鐵路西秦嶺隧道（29公里，兩臺TBM結合礦山法施工）、木寨嶺隧道的建設，標志著我們在長大隧道防災救援、高壓富水巖溶、斷層突水突泥、高地應力、地質復雜多變等方面取得了很大的技術進步。 宜萬鐵路 宜萬鐵路全長378km，隧道161座，其長度占全線總長的60%。其中巖溶隧道92座，長247 km，占隧道總長的74%。全線巖溶極其發(fā)育，有齊岳山等8座隧道為一級風險隧道，多次發(fā)生突水、突泥災害，采用綜合地質預報手段及時探明前方巖溶發(fā)育情況，采取注漿

4、堵水、限量排放和“釋能降壓”以及防災報警等綜合技術措施保證了隧道的施工安全。 3大斷面黃土隧道修建技術取得突破性進展 鄭西客運專線正線全長458km，隧道38座，77公里，隧線比16.8。建設過程中曾出現(xiàn)地面開裂、圍巖變形過大、支護結構開裂、坍方，施工一度受阻的情況，通過開展科研和工程實踐的摸索，較好的控制了隧道和圍巖的變形，有力的保證了隧道施工安全，逐步形成了一套大斷面黃土隧道設計施工綜合配套技術。 4城市鐵路大跨淺埋隧道的修建技術取得進展 北京地下鐵路直徑線采用單洞雙線結構型式，采用盾構法和淺埋暗挖法施工；天津地下直徑線采用盾構法施工；京石客專石家莊六線特大隧道采用深基坑明挖法施工；廣深港

5、二期福田車站及兩端區(qū)間，車站采用超深大基坑明挖、局部下穿地鐵車站冷凍暗挖施工、區(qū)間采用盾構法施工。5 水下隧道修建技術取得進展 廣深港客運專線獅子洋隧道，穿越珠江口獅子洋河段，是國內第一條水下鐵路隧道。隧道工程范圍全長10800m，采用四臺泥水平衡式盾構施工，在江中對接。 武廣客運專線瀏陽河隧道位于湖南省長沙市東部，隧道工程范圍全長10100m，設三座豎井、一座斜井。根據(jù)隧道各段所處的地質、地面環(huán)境、隧道埋深等條件分別采用明挖法、鉆爆法及非爆破法施工。已通車運營獅子洋隧道照片瀏陽河隧道照片三、客運專線隧道結構設計三、客運專線隧道結構設計 根據(jù)目前我國在建客運專線鐵路隧道分布情況及舒適根據(jù)目前我

6、國在建客運專線鐵路隧道分布情況及舒適度準則要求，確定雙線隧道凈空有效面積為度準則要求，確定雙線隧道凈空有效面積為100m100m2 2。隧道。隧道斷面形狀采用單心圓。斷面形狀采用單心圓。 二種類型結構的設計原則與支護參數(shù)有所不同。二種類型結構的設計原則與支護參數(shù)有所不同。根據(jù)二次襯砌結構在運營期間是否承受水壓力根據(jù)二次襯砌結構在運營期間是否承受水壓力防水型襯砌型式防水型襯砌型式排水型襯砌型式排水型襯砌型式復合式襯砌復合式襯砌結構結構不承受水壓力不承受水壓力承受水壓力承受水壓力排水型支護結構斷面圖排水型支護結構斷面圖排水型支護結構斷面圖排水型支護結構斷面圖防水型斷面防水型斷面. .防排水標準防排

7、水標準 防水等級為一級，即不允許滲水，結構表面無濕漬。防水等級為一級，即不允許滲水，結構表面無濕漬。 2.2.防排水設計原則防排水設計原則 復合式襯砌隧道防排水設計原則復合式襯砌隧道防排水設計原則究竟采用究竟采用“排水型排水型”還是還是“防水型防水型”需根據(jù)需根據(jù)隧道所處的環(huán)境條件確定。隧道所處的環(huán)境條件確定。根據(jù)防排水型式分別處理根據(jù)防排水型式分別處理:排水型排水型防水型防水型全排型全排型以堵為主、限量排放型以堵為主、限量排放型 在下列條件下宜優(yōu)先采用防水型隧道：在下列條件下宜優(yōu)先采用防水型隧道： 、地面生態(tài)或社會環(huán)境敏感，要求嚴格限制、地面生態(tài)或社會環(huán)境敏感，要求嚴格限制排水以免對其造成不

8、良影響，特別是在隧道地區(qū)排水以免對其造成不良影響，特別是在隧道地區(qū)居民分布密集或存在地下水供水水源，大量排水居民分布密集或存在地下水供水水源，大量排水會對環(huán)境造成重大影響的場合。會對環(huán)境造成重大影響的場合。 、地表下沉影響較大，從而危及結構物正常、地表下沉影響較大，從而危及結構物正常使用的場合。使用的場合。 、地下水具有侵蝕性，需要將地下水渝混凝、地下水具有侵蝕性，需要將地下水渝混凝土隔離的場合。土隔離的場合。 “排水型排水型”隧道，防排水原則隧道，防排水原則 “防、排、截、堵相結合，因地制防、排、截、堵相結合，因地制宜、綜合治理宜、綜合治理”。其中。其中“全排型全排型”隧隧道的重點是道的重點

9、是“排水暢通、運營可維排水暢通、運營可維護護”，“以堵為主、限量排放以堵為主、限量排放”型隧型隧道的重點是道的重點是“堵水有效、排水暢通、堵水有效、排水暢通、運營可維護運營可維護”。 “防水型防水型”隧道，防排水原則隧道，防排水原則 “以防為主，多道設防，輔之以以防為主，多道設防，輔之以排排”，最關鍵的是防水措施的可靠性。，最關鍵的是防水措施的可靠性。 3.3.防排水措施防排水措施 對于對于“排水型排水型”隧道，噴射混隧道，噴射混凝土層防水板縱向盲溝洞凝土層防水板縱向盲溝洞內水溝組成隧道的防排水關鍵路內水溝組成隧道的防排水關鍵路徑。噴射混凝土層是隧道的第一徑。噴射混凝土層是隧道的第一道防水屏障

10、，大面積的滲漏水必道防水屏障，大面積的滲漏水必須封堵，少量的地下水可以引排；須封堵，少量的地下水可以引排；防水板兼有防水和排水的雙重作防水板兼有防水和排水的雙重作用；縱向盲溝要確保其暢通性和用；縱向盲溝要確保其暢通性和運營可維護性?？瓦\專線隧道對運營可維護性?？瓦\專線隧道對縱向盲溝的設置方式和直徑進行縱向盲溝的設置方式和直徑進行改進：改進：縱向盲溝管徑采用縱向盲溝管徑采用160mm，且按每且按每1015m分段引入水溝的分段引入水溝的方式設置。方式設置。 對于對于“防水型防水型”隧道，應加強噴隧道，應加強噴射混凝土、二次襯砌的防水能力，射混凝土、二次襯砌的防水能力，確保防水板的密封性，對施工縫采

11、確保防水板的密封性，對施工縫采用多道措施止水，并設置可維護注用多道措施止水，并設置可維護注漿管，施工縫內側設置必要的引排漿管，施工縫內側設置必要的引排措施。二次襯砌抗?jié)B等級一般應大措施。二次襯砌抗?jié)B等級一般應大于于P12P12。五、鐵路隧道防排水施工要點五、鐵路隧道防排水施工要點 隧道防排水主要分為施工防排水和結構隧道防排水主要分為施工防排水和結構防排水。施工防排水主要包括施工過程中防排水。施工防排水主要包括施工過程中的降水、注漿、冷凍、抽排水、初期支護的降水、注漿、冷凍、抽排水、初期支護徑向注漿等，結構防排水主要包括防水板、徑向注漿等，結構防排水主要包括防水板、排水盲管、二次襯砌防水混凝土及

12、施工縫、排水盲管、二次襯砌防水混凝土及施工縫、變形縫處理、排水溝變形縫處理、排水溝( (管）、防寒泄水洞、管）、防寒泄水洞、二次襯砌背后回填灌漿等。二次襯砌背后回填灌漿等。1 1、洞口及地表防排水、洞口及地表防排水 隧道施工前應對地表及隧道附近的井隧道施工前應對地表及隧道附近的井泉、池沼、水庫、河流等進行調查，并進泉、池沼、水庫、河流等進行調查，并進行觀測與試驗，分析其對隧道滲漏水的影行觀測與試驗，分析其對隧道滲漏水的影響，并按設計要求進行處理。響，并按設計要求進行處理。 施工要點：施工要點： 洞口段及早修建天溝、截水溝，并防洞口段及早修建天溝、截水溝，并防止水流順坡散流。隧道排水溝應與路基邊

13、止水流順坡散流。隧道排水溝應與路基邊排水系統(tǒng)結合，防止排水沖刷邊仰坡和破排水系統(tǒng)結合，防止排水沖刷邊仰坡和破壞環(huán)境。壞環(huán)境。 洞口附近和淺埋隧道應整平洞頂?shù)乇?，洞口附近和淺埋隧道應整平洞頂?shù)乇恚坏梅e水。不得積水。2 2、洞內排水、洞內排水 洞內順坡排水水溝斷面及坡度應能滿足洞內順坡排水水溝斷面及坡度應能滿足隧道中滲漏水和施工廢水的排出需要。在膨隧道中滲漏水和施工廢水的排出需要。在膨脹巖、土質地層、圍巖松軟地段，應加強水脹巖、土質地層、圍巖松軟地段，應加強水溝鋪砌或用管槽代替，防止浸泡巖體。溝鋪砌或用管槽代替，防止浸泡巖體。 洞內反坡排水，可根據(jù)坡度、水量和設洞內反坡排水，可根據(jù)坡度、水量和設

14、備情況布置管路和泵站，一次或分段接力排備情況布置管路和泵站，一次或分段接力排出洞外。配備抽水機的能力應大于排水量出洞外。配備抽水機的能力應大于排水量20%20%以上，并應有備用臺數(shù)（富水巖溶段要以上，并應有備用臺數(shù)（富水巖溶段要按按2 2倍）。倍）。 3 3、施工防水、施工防水 （1 1）注漿的目的）注漿的目的 注漿就是在一定的壓力下，將可凝固的液體壓入注漿就是在一定的壓力下，將可凝固的液體壓入地層中，充填凝固，從而達到改良地層性能，降低地層中，充填凝固，從而達到改良地層性能，降低地層的含水量、空隙率和滲透系數(shù)，提高地層強度地層的含水量、空隙率和滲透系數(shù)，提高地層強度和整體性，起到加固、堵水的

15、目的。和整體性，起到加固、堵水的目的。 （2 2）注漿的原理）注漿的原理 漿液注入土體的過程，一般總是先滲透，當通道漿液注入土體的過程，一般總是先滲透，當通道被阻，漿液滲透困難，即對周圍地層進行壓密，當被阻，漿液滲透困難，即對周圍地層進行壓密，當壓力繼續(xù)升高，在土體中產生劈裂現(xiàn)象，漿液順裂壓力繼續(xù)升高，在土體中產生劈裂現(xiàn)象，漿液順裂縫進一步擴散。滲透、壓密和劈裂互相影響、互相縫進一步擴散。滲透、壓密和劈裂互相影響、互相補充。補充。 （3）主要注漿方法及適用范圍）主要注漿方法及適用范圍注漿方法注漿方法作業(yè)內容作業(yè)內容適用條件適用條件1 1全斷面封閉全斷面封閉預注漿預注漿加固開挖面內及輪廓線外一定

16、距離，注漿形成加固開挖面內及輪廓線外一定距離，注漿形成一個整體一個整體高壓、富水、巖溶高壓、富水、巖溶地層，接觸帶地層，接觸帶2 2周邊帷幕注周邊帷幕注漿漿在工作面周邊布孔，漿液在開挖輪廓線外形成在工作面周邊布孔，漿液在開挖輪廓線外形成堵水帷幕堵水帷幕全風化地層，上軟全風化地層，上軟下硬地層下硬地層3 3局部和補充局部和補充注漿注漿對地層的局部涌水處和薄弱部位進行注漿對地層的局部涌水處和薄弱部位進行注漿軟弱夾層軟弱夾層, ,軟硬不均軟硬不均地層地層4 4大管棚和小大管棚和小導管注漿導管注漿將帶孔的花管作為注漿管，漿液通過導管進入將帶孔的花管作為注漿管，漿液通過導管進入地層，導管起輸漿和超前棚架

17、作用地層，導管起輸漿和超前棚架作用松散軟弱破碎巖層松散軟弱破碎巖層5 5圍截注漿圍截注漿在出水口一定范圍內布孔注漿，從外到內進行在出水口一定范圍內布孔注漿，從外到內進行注漿，最后頂水注漿封堵涌水注漿，最后頂水注漿封堵涌水集中涌水、巖溶地集中涌水、巖溶地層層6 6徑向徑向注漿注漿襯期或一次支護完成后，通過注漿加固圍巖，襯期或一次支護完成后，通過注漿加固圍巖，增強支護抗力，減小急劇變形和大面積淋增強支護抗力，減小急劇變形和大面積淋水水軟弱或巖溶地層軟弱或巖溶地層7 7回填注漿回填注漿在二次襯砌和初期支護背后之間的空隙，漿液在二次襯砌和初期支護背后之間的空隙，漿液充填加固或堵水充填加固或堵水二次襯砌

18、背后二次襯砌背后現(xiàn)場注漿施工現(xiàn)場注漿施工4 4、結構防水、結構防水 結構防排水施工是在隧道初期支護完結構防排水施工是在隧道初期支護完成后進行的結構防排水施工作業(yè)，一般包成后進行的結構防排水施工作業(yè)，一般包含基面檢查處理、排水盲管（溝）安裝、含基面檢查處理、排水盲管（溝）安裝、防水板鋪設、施工縫、變形縫處理等工序。防水板鋪設、施工縫、變形縫處理等工序。 施工要點：施工要點： 基面處理、排水盲管、緩沖層鋪設、防水基面處理、排水盲管、緩沖層鋪設、防水板鋪設、防水板焊接、止水帶固定。板鋪設、防水板焊接、止水帶固定。 鐵建設鐵建設200720078888號文：采用復合式號文：采用復合式襯砌的隧道，應根據(jù)

19、隧道的工程地質、水襯砌的隧道，應根據(jù)隧道的工程地質、水文地質和環(huán)境條件等綜合因素研究在初期文地質和環(huán)境條件等綜合因素研究在初期支護與二次襯砌之間鋪設分離式防水板，支護與二次襯砌之間鋪設分離式防水板，防水板厚度不應小于防水板厚度不應小于1.5mm1.5mm。 建設司剛頒布關于印發(fā)建設司剛頒布關于印發(fā)鐵路隧道防鐵路隧道防水板鋪設工藝技術規(guī)定水板鋪設工藝技術規(guī)定的通知，建技的通知，建技【20102010】1212號號 （1 1）排水盲管施工）排水盲管施工 環(huán)向排水盲管直徑一般為環(huán)向排水盲管直徑一般為30 30 50mm 50mm ，在，在地下水較大的地段沿縱向設置的間距宜加密設地下水較大的地段沿縱向

20、設置的間距宜加密設置；在無滲漏水地段，每隔置；在無滲漏水地段，每隔5 510m10m，在噴混凝，在噴混凝土表面安裝環(huán)向排水盲管，使隧道在使用期內，土表面安裝環(huán)向排水盲管，使隧道在使用期內，因地下水的遷移變化而產生的滲漏水能順利排因地下水的遷移變化而產生的滲漏水能順利排出洞外。出洞外。 縱向排水盲管的管徑一般為縱向排水盲管的管徑一般為505080mm 80mm ，盲，盲管中間不得有凹陷、扭曲等，以防泥砂淤積堵管中間不得有凹陷、扭曲等，以防泥砂淤積堵塞。塞。 橫向排水盲管通常采用硬質塑料管，直徑橫向排水盲管通常采用硬質塑料管，直徑一般為一般為50mm50mm左右左右 ，橫向排水盲管的設置間距宜，橫

21、向排水盲管的設置間距宜為為5 510m10m，坡度宜為，坡度宜為2 2。 彈簧盲管及其連接彈簧盲管及其連接 （2 2）防水層施工）防水層施工 隧道防水層主要采用隧道防水層主要采用EVAEVA、ECBECB等。無紡布和等。無紡布和防水板鋪設前，基面應平整，無空鼓、裂縫、防水板鋪設前，基面應平整，無空鼓、裂縫、松酥，表面平整度應符合下式要求，否則應進松酥，表面平整度應符合下式要求，否則應進行噴射混凝土或抹水泥砂漿找平處理。行噴射混凝土或抹水泥砂漿找平處理。 D/L1/6 D/L1/6 式中：式中：LL基面相鄰兩凸面間的距離（基面相鄰兩凸面間的距離（L1mL1m）；）； DD基面相鄰兩凸面間凹進去的

22、深度?；嫦噜弮赏姑骈g凹進去的深度。 無紡布和防水板應分開鋪設，用射釘或膨脹無紡布和防水板應分開鋪設，用射釘或膨脹螺栓將熱塑性墊圈和緩沖層平順地固定在基面螺栓將熱塑性墊圈和緩沖層平順地固定在基面上。上。土工布熱塑性圓墊圈圍巖初期支護金屬墊圈射釘圍巖熱塑性圓墊圈 塑料防水板采用無釘鋪設，熱熔焊接在塑料墊塑料防水板采用無釘鋪設，熱熔焊接在塑料墊圈上，兩幅防水板之間采用雙焊縫焊接搭結，搭接圈上，兩幅防水板之間采用雙焊縫焊接搭結，搭接長度不宜小于長度不宜小于150mm150mm，單條焊縫的寬度不宜小于，單條焊縫的寬度不宜小于15mm15mm。防水板搭接縫的焊接質量應按充氣法檢查，。防水板搭接縫的焊接質

23、量應按充氣法檢查，當壓力表達到規(guī)定壓力（一般為當壓力表達到規(guī)定壓力（一般為0.25MPa0.25MPa）時停止）時停止充氣，保持充氣，保持10min10min以上，若壓力下降在以上，若壓力下降在10%10%以內，說以內，說明焊縫合格；如壓力下降過快，說明焊縫不嚴，應明焊縫合格；如壓力下降過快，說明焊縫不嚴，應進行補焊。進行補焊。 防排水防排水洞口截排水設施防水板及土工布鋪設防排水防排水左：防水板鋪設機示意右：防水板焊接（3 3）二次襯砌）二次襯砌 二次襯砌是隧道的永久支護結構，在仰拱超前二次襯砌是隧道的永久支護結構，在仰拱超前情況下，采用模板臺車進行拱墻一次襯砌。情況下，采用模板臺車進行拱墻一次襯砌。 施工要點：施工要點： 襯砌混凝土應在自動拌合站集中拌合，攪拌時間襯砌混凝土應在自動拌合站集中拌合，攪拌時間不應小于不應小于3min3min，振搗時間宜為，振搗時間宜為101030s30s，振搗優(yōu)先使，振搗優(yōu)先使用插入式振搗器，可用附著式振搗器配合，避免漏用插入式振搗器，可用附著式振搗器配合，避免漏振、欠振、超振。振、欠振、超振。 二次襯砌混凝土應連續(xù)灌筑，