防水课件201010

1、主要内容主要内容一、前言二、近年来铁路隧道工程的技术进步三、客运专线隧道结构设计四、客运专线隧道防排水设计五、客运专线隧道防排水施工要点一、前言一、前言 根据2008年调整的中长期铁路网规划，到2012年，将有1.3万公里客运专线及城际铁路投入运营。截止到2009年底，在建铁路隧道约2500座，长度约4600公里，其中特长隧道75座，长度约1075公里；规划隧道约5000座，总长超过9000公里，其中特长隧道122座，长度约1760公里。 解决好隧道的建设问题是能否搞好铁路建设的关键问题之一。当前铁路隧道建设特点及存在的主要问题 数量多、规模大、长度长 技术难度大 高风险隧道较多 安全形势严峻

2、 设计、施工、建设管理人员相对欠缺 其他（如：受拆迁等因素影响工期紧张）二、铁路隧道工程的技术进步二、铁路隧道工程的技术进步 近年来，随着铁路建设的快速发展，铁路隧道修建技术有了长足的进步，具体表现在以下几个方面。 1 1高速铁路隧道关键技术已经形成高速铁路隧道关键技术已经形成 研究解决了列车在隧道内高速运行产生的空气动力学问题，确定了不同运行速度目标值隧道净空断面，制定了各项技术标准，确定了大断面隧道的支护衬砌参数及施工方法，确定了洞口结构型式，确定了长大隧道防灾救援的标准和措施。 2艰险山区复杂地质条件长大隧道修建技术不断取得进步 乌鞘岭隧道（20.5公里长）、石太客专太行山隧道（27公里

3、长）的通车运营，宜万铁路隧道（岩溶高风险）的贯通，云南大丽、玉蒙、大瑞铁路（围岩破碎、复杂、多变）的建设，以及西格二线关角隧道（32公里，目前全国最长）、兰渝铁路西秦岭隧道（29公里，两台TBM结合矿山法施工）、木寨岭隧道的建设，标志着我们在长大隧道防灾救援、高压富水岩溶、断层突水突泥、高地应力、地质复杂多变等方面取得了很大的技术进步。 宜万铁路 宜万铁路全长378km，隧道161座，其长度占全线总长的60%。其中岩溶隧道92座，长247 km，占隧道总长的74%。全线岩溶极其发育，有齐岳山等8座隧道为一级风险隧道，多次发生突水、突泥灾害，采用综合地质预报手段及时探明前方岩溶发育情况，采取注浆

4、堵水、限量排放和“释能降压”以及防灾报警等综合技术措施保证了隧道的施工安全。 3大断面黄土隧道修建技术取得突破性进展 郑西客运专线正线全长458km，隧道38座，77公里，隧线比16.8。建设过程中曾出现地面开裂、围岩变形过大、支护结构开裂、坍方，施工一度受阻的情况，通过开展科研和工程实践的摸索，较好的控制了隧道和围岩的变形，有力的保证了隧道施工安全，逐步形成了一套大断面黄土隧道设计施工综合配套技术。 4城市铁路大跨浅埋隧道的修建技术取得进展 北京地下铁路直径线采用单洞双线结构型式，采用盾构法和浅埋暗挖法施工；天津地下直径线采用盾构法施工；京石客专石家庄六线特大隧道采用深基坑明挖法施工；广深港

5、二期福田车站及两端区间，车站采用超深大基坑明挖、局部下穿地铁车站冷冻暗挖施工、区间采用盾构法施工。5 水下隧道修建技术取得进展 广深港客运专线狮子洋隧道，穿越珠江口狮子洋河段，是国内第一条水下铁路隧道。隧道工程范围全长10800m，采用四台泥水平衡式盾构施工，在江中对接。 武广客运专线浏阳河隧道位于湖南省长沙市东部，隧道工程范围全长10100m，设三座竖井、一座斜井。根据隧道各段所处的地质、地面环境、隧道埋深等条件分别采用明挖法、钻爆法及非爆破法施工。已通车运营狮子洋隧道照片浏阳河隧道照片三、客运专线隧道结构设计三、客运专线隧道结构设计 根据目前我国在建客运专线铁路隧道分布情况及舒适根据目前我

6、国在建客运专线铁路隧道分布情况及舒适度准则要求，确定双线隧道净空有效面积为度准则要求，确定双线隧道净空有效面积为100m100m2 2。隧道。隧道断面形状采用单心圆。断面形状采用单心圆。 二种类型结构的设计原则与支护参数有所不同。二种类型结构的设计原则与支护参数有所不同。根据二次衬砌结构在运营期间是否承受水压力根据二次衬砌结构在运营期间是否承受水压力防水型衬砌型式防水型衬砌型式排水型衬砌型式排水型衬砌型式复合式衬砌复合式衬砌结构结构不承受水压力不承受水压力承受水压力承受水压力排水型支护结构断面图排水型支护结构断面图排水型支护结构断面图排水型支护结构断面图防水型断面防水型断面. .防排水标准防排

7、水标准 防水等级为一级，即不允许渗水，结构表面无湿渍。防水等级为一级，即不允许渗水，结构表面无湿渍。 2.2.防排水设计原则防排水设计原则 复合式衬砌隧道防排水设计原则复合式衬砌隧道防排水设计原则究竟采用究竟采用“排水型排水型”还是还是“防水型防水型”需根据需根据隧道所处的环境条件确定。隧道所处的环境条件确定。根据防排水型式分别处理根据防排水型式分别处理:排水型排水型防水型防水型全排型全排型以堵为主、限量排放型以堵为主、限量排放型 在下列条件下宜优先采用防水型隧道：在下列条件下宜优先采用防水型隧道： 、地面生态或社会环境敏感，要求严格限制、地面生态或社会环境敏感，要求严格限制排水以免对其造成不

8、良影响，特别是在隧道地区排水以免对其造成不良影响，特别是在隧道地区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，大量排水会对环境造成重大影响的场合。会对环境造成重大影响的场合。 、地表下沉影响较大，从而危及结构物正常、地表下沉影响较大，从而危及结构物正常使用的场合。使用的场合。 、地下水具有侵蚀性，需要将地下水渝混凝、地下水具有侵蚀性，需要将地下水渝混凝土隔离的场合。土隔离的场合。 “排水型排水型”隧道，防排水原则隧道，防排水原则 “防、排、截、堵相结合，因地制防、排、截、堵相结合，因地制宜、综合治理宜、综合治理”。其中。其中“全排型全排型”隧隧道的重点是道的重点

9、是“排水畅通、运营可维排水畅通、运营可维护护”，“以堵为主、限量排放以堵为主、限量排放”型隧型隧道的重点是道的重点是“堵水有效、排水畅通、堵水有效、排水畅通、运营可维护运营可维护”。 “防水型防水型”隧道，防排水原则隧道，防排水原则 “以防为主，多道设防，辅之以以防为主，多道设防，辅之以排排”，最关键的是防水措施的可靠性。，最关键的是防水措施的可靠性。 3.3.防排水措施防排水措施 对于对于“排水型排水型”隧道，喷射混隧道，喷射混凝土层防水板纵向盲沟洞凝土层防水板纵向盲沟洞内水沟组成隧道的防排水关键路内水沟组成隧道的防排水关键路径。喷射混凝土层是隧道的第一径。喷射混凝土层是隧道的第一道防水屏障

10、，大面积的渗漏水必道防水屏障，大面积的渗漏水必须封堵，少量的地下水可以引排；须封堵，少量的地下水可以引排；防水板兼有防水和排水的双重作防水板兼有防水和排水的双重作用；纵向盲沟要确保其畅通性和用；纵向盲沟要确保其畅通性和运营可维护性。客运专线隧道对运营可维护性。客运专线隧道对纵向盲沟的设置方式和直径进行纵向盲沟的设置方式和直径进行改进：改进：纵向盲沟管径采用纵向盲沟管径采用160mm，且按每且按每1015m分段引入水沟的分段引入水沟的方式设置。方式设置。 对于对于“防水型防水型”隧道，应加强喷隧道，应加强喷射混凝土、二次衬砌的防水能力，射混凝土、二次衬砌的防水能力，确保防水板的密封性，对施工缝采

11、确保防水板的密封性，对施工缝采用多道措施止水，并设置可维护注用多道措施止水，并设置可维护注浆管，施工缝内侧设置必要的引排浆管，施工缝内侧设置必要的引排措施。二次衬砌抗渗等级一般应大措施。二次衬砌抗渗等级一般应大于于P12P12。五、铁路隧道防排水施工要点五、铁路隧道防排水施工要点 隧道防排水主要分为施工防排水和结构隧道防排水主要分为施工防排水和结构防排水。施工防排水主要包括施工过程中防排水。施工防排水主要包括施工过程中的降水、注浆、冷冻、抽排水、初期支护的降水、注浆、冷冻、抽排水、初期支护径向注浆等，结构防排水主要包括防水板、径向注浆等，结构防排水主要包括防水板、排水盲管、二次衬砌防水混凝土及

12、施工缝、排水盲管、二次衬砌防水混凝土及施工缝、变形缝处理、排水沟变形缝处理、排水沟( (管）、防寒泄水洞、管）、防寒泄水洞、二次衬砌背后回填灌浆等。二次衬砌背后回填灌浆等。1 1、洞口及地表防排水、洞口及地表防排水 隧道施工前应对地表及隧道附近的井隧道施工前应对地表及隧道附近的井泉、池沼、水库、河流等进行调查，并进泉、池沼、水库、河流等进行调查，并进行观测与试验，分析其对隧道渗漏水的影行观测与试验，分析其对隧道渗漏水的影响，并按设计要求进行处理。响，并按设计要求进行处理。 施工要点：施工要点： 洞口段及早修建天沟、截水沟，并防洞口段及早修建天沟、截水沟，并防止水流顺坡散流。隧道排水沟应与路基边

13、止水流顺坡散流。隧道排水沟应与路基边排水系统结合，防止排水冲刷边仰坡和破排水系统结合，防止排水冲刷边仰坡和破坏环境。坏环境。 洞口附近和浅埋隧道应整平洞顶地表，洞口附近和浅埋隧道应整平洞顶地表，不得积水。不得积水。2 2、洞内排水、洞内排水 洞内顺坡排水水沟断面及坡度应能满足洞内顺坡排水水沟断面及坡度应能满足隧道中渗漏水和施工废水的排出需要。在膨隧道中渗漏水和施工废水的排出需要。在膨胀岩、土质地层、围岩松软地段，应加强水胀岩、土质地层、围岩松软地段，应加强水沟铺砌或用管槽代替，防止浸泡岩体。沟铺砌或用管槽代替，防止浸泡岩体。 洞内反坡排水，可根据坡度、水量和设洞内反坡排水，可根据坡度、水量和设

14、备情况布置管路和泵站，一次或分段接力排备情况布置管路和泵站，一次或分段接力排出洞外。配备抽水机的能力应大于排水量出洞外。配备抽水机的能力应大于排水量20%20%以上，并应有备用台数（富水岩溶段要以上，并应有备用台数（富水岩溶段要按按2 2倍）。倍）。 3 3、施工防水、施工防水 （1 1）注浆的目的）注浆的目的 注浆就是在一定的压力下，将可凝固的液体压入注浆就是在一定的压力下，将可凝固的液体压入地层中，充填凝固，从而达到改良地层性能，降低地层中，充填凝固，从而达到改良地层性能，降低地层的含水量、空隙率和渗透系数，提高地层强度地层的含水量、空隙率和渗透系数，提高地层强度和整体性，起到加固、堵水的

15、目的。和整体性，起到加固、堵水的目的。 （2 2）注浆的原理）注浆的原理 浆液注入土体的过程，一般总是先渗透，当通道浆液注入土体的过程，一般总是先渗透，当通道被阻，浆液渗透困难，即对周围地层进行压密，当被阻，浆液渗透困难，即对周围地层进行压密，当压力继续升高，在土体中产生劈裂现象，浆液顺裂压力继续升高，在土体中产生劈裂现象，浆液顺裂缝进一步扩散。渗透、压密和劈裂互相影响、互相缝进一步扩散。渗透、压密和劈裂互相影响、互相补充。补充。 （3）主要注浆方法及适用范围）主要注浆方法及适用范围注浆方法注浆方法作业内容作业内容适用条件适用条件1 1全断面封闭全断面封闭预注浆预注浆加固开挖面内及轮廓线外一定

16、距离，注浆形成加固开挖面内及轮廓线外一定距离，注浆形成一个整体一个整体高压、富水、岩溶高压、富水、岩溶地层，接触带地层，接触带2 2周边帷幕注周边帷幕注浆浆在工作面周边布孔，浆液在开挖轮廓线外形成在工作面周边布孔，浆液在开挖轮廓线外形成堵水帷幕堵水帷幕全风化地层，上软全风化地层，上软下硬地层下硬地层3 3局部和补充局部和补充注浆注浆对地层的局部涌水处和薄弱部位进行注浆对地层的局部涌水处和薄弱部位进行注浆软弱夹层软弱夹层, ,软硬不均软硬不均地层地层4 4大管棚和小大管棚和小导管注浆导管注浆将带孔的花管作为注浆管，浆液通过导管进入将带孔的花管作为注浆管，浆液通过导管进入地层，导管起输浆和超前棚架

17、作用地层，导管起输浆和超前棚架作用松散软弱破碎岩层松散软弱破碎岩层5 5围截注浆围截注浆在出水口一定范围内布孔注浆，从外到内进行在出水口一定范围内布孔注浆，从外到内进行注浆，最后顶水注浆封堵涌水注浆，最后顶水注浆封堵涌水集中涌水、岩溶地集中涌水、岩溶地层层6 6径向径向注浆注浆衬期或一次支护完成后，通过注浆加固围岩，衬期或一次支护完成后，通过注浆加固围岩，增强支护抗力，减小急剧变形和大面积淋增强支护抗力，减小急剧变形和大面积淋水水软弱或岩溶地层软弱或岩溶地层7 7回填注浆回填注浆在二次衬砌和初期支护背后之间的空隙，浆液在二次衬砌和初期支护背后之间的空隙，浆液充填加固或堵水充填加固或堵水二次衬砌

18、背后二次衬砌背后现场注浆施工现场注浆施工4 4、结构防水、结构防水 结构防排水施工是在隧道初期支护完结构防排水施工是在隧道初期支护完成后进行的结构防排水施工作业，一般包成后进行的结构防排水施工作业，一般包含基面检查处理、排水盲管（沟）安装、含基面检查处理、排水盲管（沟）安装、防水板铺设、施工缝、变形缝处理等工序。防水板铺设、施工缝、变形缝处理等工序。 施工要点：施工要点： 基面处理、排水盲管、缓冲层铺设、防水基面处理、排水盲管、缓冲层铺设、防水板铺设、防水板焊接、止水带固定。板铺设、防水板焊接、止水带固定。 铁建设铁建设200720078888号文：采用复合式号文：采用复合式衬砌的隧道，应根据

19、隧道的工程地质、水衬砌的隧道，应根据隧道的工程地质、水文地质和环境条件等综合因素研究在初期文地质和环境条件等综合因素研究在初期支护与二次衬砌之间铺设分离式防水板，支护与二次衬砌之间铺设分离式防水板，防水板厚度不应小于防水板厚度不应小于1.5mm1.5mm。 建设司刚颁布关于印发建设司刚颁布关于印发铁路隧道防铁路隧道防水板铺设工艺技术规定水板铺设工艺技术规定的通知，建技的通知，建技【20102010】1212号号 （1 1）排水盲管施工）排水盲管施工 环向排水盲管直径一般为环向排水盲管直径一般为30 30 50mm 50mm ，在，在地下水较大的地段沿纵向设置的间距宜加密设地下水较大的地段沿纵向

20、设置的间距宜加密设置；在无渗漏水地段，每隔置；在无渗漏水地段，每隔5 510m10m，在喷混凝，在喷混凝土表面安装环向排水盲管，使隧道在使用期内，土表面安装环向排水盲管，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因地下水的迁移变化而产生的渗漏水能顺利排出洞外。出洞外。 纵向排水盲管的管径一般为纵向排水盲管的管径一般为505080mm 80mm ，盲，盲管中间不得有凹陷、扭曲等，以防泥砂淤积堵管中间不得有凹陷、扭曲等，以防泥砂淤积堵塞。塞。 横向排水盲管通常采用硬质塑料管，直径横向排水盲管通常采用硬质塑料管，直径一般为一般为50mm50mm左右左右 ，横向排水盲管的设置间距宜，横

21、向排水盲管的设置间距宜为为5 510m10m，坡度宜为，坡度宜为2 2。 弹簧盲管及其连接弹簧盲管及其连接 （2 2）防水层施工）防水层施工 隧道防水层主要采用隧道防水层主要采用EVAEVA、ECBECB等。无纺布和等。无纺布和防水板铺设前，基面应平整，无空鼓、裂缝、防水板铺设前，基面应平整，无空鼓、裂缝、松酥，表面平整度应符合下式要求，否则应进松酥，表面平整度应符合下式要求，否则应进行喷射混凝土或抹水泥砂浆找平处理。行喷射混凝土或抹水泥砂浆找平处理。 D/L1/6 D/L1/6 式中：式中：LL基面相邻两凸面间的距离（基面相邻两凸面间的距离（L1mL1m）；）； DD基面相邻两凸面间凹进去的

22、深度。基面相邻两凸面间凹进去的深度。 无纺布和防水板应分开铺设，用射钉或膨胀无纺布和防水板应分开铺设，用射钉或膨胀螺栓将热塑性垫圈和缓冲层平顺地固定在基面螺栓将热塑性垫圈和缓冲层平顺地固定在基面上。上。土工布热塑性圆垫圈围岩初期支护金属垫圈射钉围岩热塑性圆垫圈 塑料防水板采用无钉铺设，热熔焊接在塑料垫塑料防水板采用无钉铺设，热熔焊接在塑料垫圈上，两幅防水板之间采用双焊缝焊接搭结，搭接圈上，两幅防水板之间采用双焊缝焊接搭结，搭接长度不宜小于长度不宜小于150mm150mm，单条焊缝的宽度不宜小于，单条焊缝的宽度不宜小于15mm15mm。防水板搭接缝的焊接质量应按充气法检查，。防水板搭接缝的焊接质

23、量应按充气法检查，当压力表达到规定压力（一般为当压力表达到规定压力（一般为0.25MPa0.25MPa）时停止）时停止充气，保持充气，保持10min10min以上，若压力下降在以上，若压力下降在10%10%以内，说以内，说明焊缝合格；如压力下降过快，说明焊缝不严，应明焊缝合格；如压力下降过快，说明焊缝不严，应进行补焊。进行补焊。 防排水防排水洞口截排水设施防水板及土工布铺设防排水防排水左：防水板铺设机示意右：防水板焊接（3 3）二次衬砌）二次衬砌 二次衬砌是隧道的永久支护结构，在仰拱超前二次衬砌是隧道的永久支护结构，在仰拱超前情况下，采用模板台车进行拱墙一次衬砌。情况下，采用模板台车进行拱墙一次衬砌。 施工要点：施工要点： 衬砌混凝土应在自动拌合站集中拌合，搅拌时间衬砌混凝土应在自动拌合站集中拌合，搅拌时间不应小于不应小于3min3min，振捣时间宜为，振捣时间宜为101030s30s，振捣优先使，振捣优先使用插入式振捣器，可用附着式振捣器配合，避免漏用插入式振捣器，可用附着式振捣器配合，避免漏振、欠振、超振。振、欠振、超振。 二次衬砌混凝土应连续灌筑，