鐵路隧道底部結(jié)構(gòu)及防排水設計

第四章隧道底部結(jié)構(gòu)及防排水設計

主講老師：張俊儒隧道底部結(jié)構(gòu)先學習：有砟軌道用散體材料碎石組成道床的傳統(tǒng)軌道形式，也叫普通軌道，即我們最常說的有砟軌道。特點：因在軌枕下鋪設一層碎石組成的道床，減少了地面應力，碎石道床還提高了軌道的彈性和排水性能，使軌道便于維修。無碴軌道概念無砟軌道前面學習到：常規(guī)鐵路都在小塊石頭的基礎上，再鋪設枕木或水泥鋼軌，但這種鐵路不適于列車高速行駛。世界高速鐵路的發(fā)展證實，高速鐵路基礎工程如果使用常規(guī)的軌道系統(tǒng)，道砟粉化嚴重，線路維修頻繁，安全性、舒適性、經(jīng)濟性相對較差。無砟軌道是高速鐵路工程技術(shù)的發(fā)展方向。無砟軌道的軌枕本身是混凝土澆灌而成，而路基也不用碎石，鐵軌、軌枕直接鋪在混凝土路上。無砟軌道是當今世界先進的軌道技術(shù)?？梢詼p少維護、降低粉塵、美化環(huán)境、軌道穩(wěn)定性高、剛度均勻性好、結(jié)構(gòu)耐久性強，而且列車時速可以達到200公里以上。廣泛采用?。?！先看幾張圖片！

無碴軌道概念無碴軌道概念無碴軌道概念隧道內(nèi)板式軌道結(jié)構(gòu)由鋼軌、扣件、軌道板、混凝土底座或混凝土支承層等組成。隧道內(nèi)鋪設無碴軌道的基本要求雙塊式無碴軌道結(jié)構(gòu)由鋼軌、扣件、混凝土道床板、混凝土支承層等組成。隧道內(nèi)鋪設無碴軌道的基本要求根據(jù)隧道仰拱和填充或底板的結(jié)構(gòu)受力情況，可以利用隧道的仰拱或底板兼做無碴軌道的混凝土支承層或混凝土底座。利用填充作為無碴軌道支承層的結(jié)構(gòu)如下圖所示。隧道內(nèi)鋪設無碴軌道的基本要求利用底板作為無碴軌道混凝土支承層的結(jié)構(gòu)如下圖所示。隧道內(nèi)鋪設無碴軌道的基本要求隧道內(nèi)混凝土支承層或混凝土底座在距隧道洞口200m范圍內(nèi)伸縮縫設置與露天區(qū)間一致，洞內(nèi)其余地段伸縮縫間距可適當加大，在隧道結(jié)構(gòu)沉降縫處對應設置伸縮縫。隧道混凝土回填層是基底內(nèi)無碴軌道的直接承力層，回填層混凝土強度等級不低于C20，以兼做支承層回填混凝土的強度等級不低于C25。隧道內(nèi)鋪設無碴軌道的基本要求隧道仰拱基底不得有積水，必要時應采取注漿或其他措施治理，防止隧底基底軟化或水土顆粒流失。隧道內(nèi)應設雙側(cè)水溝，并確保排水系統(tǒng)通暢，根據(jù)各隧道的水文地質(zhì)情況，預留必要的排水儲備能力。不良地質(zhì)地段，仰拱施工前應進行基底承載力檢測。當圍巖基底承載力達不到0.3MPa，或者預計發(fā)生沉降變形時，應采取地基加固措施。一般情況下，活動斷層地段不宜鋪設無碴軌道。如鋪設無碴軌道。應采取方便維修或調(diào)整的相應措施。隧道內(nèi)鋪設無碴軌道的基本要求下圖為博格板式無碴軌道在國外隧道中的應用情況。無碴軌道的應用情況博格板是一塊塊長6.45米、高20厘米、重達9.6噸的混凝土承軌臺，每一塊的長、寬、高誤差都被嚴格控制在３毫米以內(nèi)。實際上，每塊博格板就相當于連成一體的10塊枕木。博格板全部鋪設完成后，鋼軌就被直接固定在博格板上。我國在京津城際使用！雷達2000型無碴軌道的結(jié)構(gòu)圖無碴軌道的應用情況德國雷達型無碴軌道于1972年首次鋪設于德國比勒菲爾德至哈姆的一段線路上，以Rheda車站而命名，屬軌枕埋入式無碴軌道。雷達2000型無碴軌道是雷達型無碴軌道系統(tǒng)發(fā)展的最新型式，主要由鋼軌、扣件、預制雙塊式軌枕、混凝土道床板以及水硬性支承層組成。雷達2000型無碴軌道的結(jié)構(gòu)圖無碴軌道的應用情況雷達2000型無碴軌道的結(jié)構(gòu)圖無碴軌道的應用情況雷達2000型無碴軌道的結(jié)構(gòu)圖無碴軌道的應用情況下圖為日本新干線隧道內(nèi)框型板式無碴軌道的應用實例。無碴軌道的應用情況我國隧道內(nèi)無碴軌道的研究始于20世紀60年代，正式推廣應用的僅有軌枕嵌入式（支承塊式)整體道床。無碴軌道的應用情況路隧過渡段工程為減小過渡段線路的剛度突變，需要在路基與隧道連接處設置過渡段，以實現(xiàn)過渡段范圍內(nèi)線路剛度的漸進過渡。下圖為韓國無碴軌道與有碴軌道路基過渡段結(jié)構(gòu)。洞外有碴軌道側(cè)33.6m范圍內(nèi)道床碎石按照不同的密實度搗固，形成不同的剛度梯度。無碴軌道的素混凝土基礎延伸到有碴軌道約60m長度范圍內(nèi)，形成剛度的漸進過渡。下圖為冤德國無涌碴軌道剩路隧過喇渡段，貫在隧道煩出口鋪反設5c助m厚的硬點泡沫板爪，從隧敵道出口枯按照5.呼75桑%的坡度芒填筑楔擊形水泥橫土，.逐步衣向普勉通填辱筑路侵基過完渡。路隧過誘渡段工很程我國燒的相板關(guān)技廁術(shù)規(guī)辭定：討為保婦證過押渡段艙無砟眉軌道佳末端并支承味層的禾可靠齡連接霞，自底無砟意軌道朽起點忌至洞者內(nèi)25屠m(xù)范圍用內(nèi)，蒜對仰殊拱回印填層躬進行燭鑿毛鑰處理腸，并沃應預毒埋與林底座抽的連攀接鋼膽筋。路隧相過渡錢段工跨程中國路隧疏過渡市段工儀程隧道內(nèi)嬌無碴軌娛道的防道噪聲措罩施與鋪絕設有傾碴軌仆道相獄比，至鋪設臣無碴頭軌道巡壽對隧拾道內(nèi)輸壓力舅波的駱傳播派和洞蝕口微聰氣壓楊波均好有明寄顯的炎負面劈燕作用浪，不罷利于容緩解獅隧道刻內(nèi)空災氣動次力學拐效應拜。采取措且施：盡量在以洞內(nèi)軌伸道上面尤或隧道意邊壁，麻采取一著些增加膝壁面粗西糙度或騰具有吸觸聲作用堵的材料臟。另一該種措施允是在洞勺外設置撈加高的頓防聲墻凳。隧道初內(nèi)無喬碴軌框道的古防噪博聲措伴施荷蘭某閑隧道為炒降低隧配道內(nèi)及乒洞口噪滲聲，在室兩側(cè)墻醬壁安裝激吸聲板濃的措施寶。隧道點內(nèi)無尖碴軌腎道的離防噪貿(mào)聲措亡施德國科寬隆-法蘭疾克福古某隧卵道內(nèi)扛在無外碴軌財?shù)烂媲飞箱侇^設預澆制吸弄聲材狗料，第以減挨小無護碴軌更道對素空氣魂動力心學效暖應的長負面厚影響兩。隧道防瞧排水設匯計（一）夫高速鐵著路隧道奧防水標之準為了掉保證瘡高速童鐵路撥安全蛇運行廊和設嚷備正墨常運歸轉(zhuǎn)，竭根據(jù)《客運專醉線鐵路至隧道工話程施工扒技術(shù)指賤南》（TZ帳21罷4-漫20藥05）和《客運專鐵線鐵路量隧道工劑程施工社質(zhì)量驗黎收暫行嚇標準》（鐵岡建設[20拉05]斥160號），窮隧道襯疊砌和設高備洞室晉襯砌的桶防水等辮級應達做到《地下工晝程防水充技術(shù)規(guī)稿范》（GB5機010培8-2魚001）規(guī)定懂的一級形防水標屯準，即亮二次襯犬砌不允皺許滲水麥、二次掠襯砌表聾面無濕業(yè)漬。（二）稻防排水擔原則高速鐵仍路隧道垮防排水掙應遵循掉“防、德排、截趟、堵結(jié)兆合，因穴地制宜潤，綜合充治理”讀的原則匪，在設濟計時需援要考慮啟以下因鈴素：1水文和窗氣候因耗素；2地下水疏類型、太水位，測以及補識給徑流奏和排泄倦特征；3地下減水化暮學成愛分（腦是否籠具有交侵蝕鳥性或驕腐蝕碰性）隊；4地下衫水排裕放對類周圍交生態(tài)戴環(huán)境廊的影胡響；5隧道開胸挖方法朽和隧道敲襯砌設埋計等。隧道可挎分為防戚水型隧池道和排個水型隧孫道。在下列侍條件下爆，需優(yōu)殺先設計網(wǎng)防水型江隧道：1地面生尼態(tài)和社嬸會環(huán)境糕敏感，皺要求嚴丘格限制效排水以啟免對其愛造成影角響，特誘別是在于隧道地泥區(qū)居民老分布密五集或存堡在地下嫁水供水湯水源，誓大量排綠放會對扮環(huán)境等民造成重渴大影響束的場合團；2地表下柿沉影響芒較大，億從而危允及結(jié)構(gòu)芬物正常問使用及足周邊環(huán)墾境的場兄合；3地下賽水具袋有腐賴蝕性糊，需孫要將嫂地下轟水與儀混凝慣土隔玩離的旨場合介。（二痕）防露排水狀原則（三）代防水工零程措施防水工照程措施程包括：初期騎支護自噴射庫混凝疊土防晚滲；防水層盲；施工縫幸及變形蜻縫防水郊；襯砌咱混凝蒙土自師防水區(qū)；襯砌承背后瀉回填秩注漿斜。（三）貨防水工辯程措施初期支輩護噴射暴混凝土創(chuàng)防滲：另為提高錘其防水鉛質(zhì)量，面應做好就以下幾娃點：對噴射兇混凝土衛(wèi)的圍巖雷基面進樓行處理隔；對噴嫩射混皇凝土抽背后賺孔隙捕進行錢注漿郊；對突貝出的爛錨桿梢頭進柿行處每理；加強噴驅(qū)射混凝講土的濕魂潤養(yǎng)護轉(zhuǎn)，減少省裂紋；調(diào)整混薪凝土配自合比或犁摻加外涂加劑等服，提高顧混凝土并的抗?jié)B啞能力。（三冠）防棕水工流程措諷施防水陳層：復合式助襯砌中景的防水裙層是隧鍋道防排總水技術(shù)冶的核心塔；防水層臨為不透錄水表面臺光滑的醫(yī)高分子凳防水卷碧材，不路僅起到弊將地層綁滲水拒比于二次孤襯砌之肯外的防竟水作用倡，而且騾對初期隆支護與狼二次襯渾砌還起屠到隔離艷與潤滑擔作用，輔使初期倍支護噴龍射混凝府土對二終次襯砌樹模筑混闊凝土的棉約束應逝力減少饅，從而盟避免二乳襯混凝惰土產(chǎn)生貨裂縫，朋提高了治二次襯今砌的防舒水抗?jié)B巖能力；防水縱層通碧常由地緩沖姿墊層糞與防秧水板適兩部里分組才成。（三）月防水工蜂程措施施工恨縫與蜜變形煉縫：施工數(shù)縫是圣由于挑隧道敗襯砌際混凝拋土施瞞工所搞產(chǎn)生怠的冷抄接縫適，是槳防水割薄弱魯環(huán)節(jié)致之一盼，施崇工縫榮若處樣理不燦好，隱不僅禽造成獎襯砌閥混凝營土裂炭縫及纏洞內(nèi)凍漏水傾，還糞會降卡低結(jié)襪構(gòu)的疏強度肉和耐伐久性充；為防乞止由莊于襯餡砌不蹦均勻好下沉駝而引唯起裂弊縫，嘆在地惡質(zhì)條爭件變縫化顯泊著、邀襯砌椒受力難不勻饞地段胳，應遠設置綢沉降控縫，豆為防推止由獨于溫懸度變煩化劇敲烈或規(guī)混凝肺土凝喂結(jié)時肆的收織縮影前響而崖引起局襯砌追開裂盆，應麻設置漂伸縮飼縫，占這兩越種結(jié)晉構(gòu)縫渣統(tǒng)稱觀為變聲形縫焦；變拘形縫午應采兆用柔拾性材母料做冶防水徑處理建。下頁圖微?。ㄈ郏┓狸懰ど殉檀肷绞┦┕たp殖與變形泡縫：高速鐵笛路隧道貸施工縫響構(gòu)造形圣式高速鐵聚路隧道掀帶接水縫盒的變敬形縫構(gòu)筍造形式（三）僅防水工匯程措施防水混顛凝土：二次董襯砌希混凝歸土既朽是外云力的柏承載既結(jié)構(gòu)魔，也缺是防促水的堤最后川一道脊防線印，因項此要防求襯美砌具懶有一窩定的削抗?jié)B額性；防水敘混凝棒土是插以水示泥、告砂、雙石為勻原料蔑，通存過規(guī)漸定的由及配皇比，才并摻遺入少亂量外蟻加劑菜，通嚴過調(diào)還整配僻合比危、抑尚制或志減少乏空隙傷率、能改變言孔隙慨特征變、增姐加各勾原料若界面仔間的駛密實訪性等減方法隆，配鑼置具秧有一至定抗并滲能玻力的貸防水盟混凝棗土；根據(jù)《客運專含線鐵路識隧道工扯程施工習技術(shù)指六南》要求，銹二次襯番砌防水撲混凝土行抗?jié)B等絲式級不低橫于P8。（三再）防連水工巴程措攝施襯砌背戴后回填艇注漿：回填素注漿駱是二起次襯灰砌完梨成后彎，為嘉了填對充二魯次襯印砌與虛防水榆板之注間的服空隙渣而進捏行的垂注漿吸；回有填注展?jié){應余在襯芽砌混撞凝土巨強度梨達到70%后進缺行；顆一般扒來說洲，通拉過在鳴澆筑科二次鄙襯砌晃時拱圾頂按某一定猜間距路預埋脾的垂那向注崇漿管吃可進慘行回晨填注撓漿；襯砌背施后注漿那宜選用蒙水泥漿灣液、水辯泥砂漿嬌或摻有疲石灰、伍黏土、靈膨潤土萌、粉煤善灰的水架泥漿液舅；回填告注漿醫(yī)及襯淡砌內(nèi)辰注漿正的壓孔力應凈小于0.饅5M詞Pa。（四）狀排水工農(nóng)程措施在排水籮型隧道瞎中，必追須做好寧襯砌背哈后的排朗水系統(tǒng)利，使水燒能通暢暮排出。胞隧道排火水系統(tǒng)譽主要包然括環(huán)向宋排水盲納溝、縱熊向排水仇盲溝、貓側(cè)溝、閑橫向排沉水盲管緞和中央鍛排水溝撤這一體姿系。（四澡）排性水工抖程措饞施排水密盲管斧：環(huán)向鉗排水畝盲管逢的作提用是澡在巖杯面和儀初期泡支護居噴射栗混凝嚼土之低間、彎初期述支護欺噴射黑混凝嚼土與炎防水駛板之擁間提掃供過語水通盜道，珍并使獸之下胃滲到丑縱向企排水茫管。（四刻）排撒水工倦程措朝施排水盲錫管：縱向油排水域盲管