隧道底部结构及防排水设计解析
防排水设计及施工(隧道)
隧道工程防（排）水设计及施工一、认知水害、重视隧道防排水1、水害现状据工务部门统计， 2002年我国正式投入运营的铁路隧道有5711座，总长度2833km；其中有严重渗漏水病害的隧道1620座、23400处、约150km，占隧道总座数的28.4%、总长度的5.3%。
有关统计资料表明近60％的渗漏水病害发生在拱部。
2、隧道防排水设置的目的（1）维持正常的运营环境、降低维修维护成本；（2）保证隧道工程的坚固性和耐久性；（3）保护隧道的工作环境及地下水资源。
3、防水等级客运专线铁路隧道防排水必须满足《地下工程防水技术规范》（GB50108）规定的一级防水标准。
地下工程防水等级一级防水等级，要求做到不漏、不渗、无湿渍，检测手段以目测方式为主，要求衬砌密实且表面观察不到湿渍为准。
客运专线隧道防排水材料二、认识防排水系统隧道防排水作为一个系统，其内容涵盖表水、地下水及地层的保护、防排水措施设计、结构设计以及施工等。
1、排水型隧道设计原则排水型隧道的防排水设计采用“防、排、堵、截结合，因地制宜，综合治理”的总原则。
对于隧道穿过岩溶、断裂破碎带，预计地下水较大，当采用以排为主可能影响生态环境时，根据实际情况采用“以堵为主，限量排放”的原则，达到“堵水有效、防水可靠、排水畅通、经济合理”的目的。
在岩溶发育地段，则采用“以疏为主、以堵为辅”的原则，强调尽量维系岩溶暗河的既有通路，严禁随意封堵溶洞、暗河。
一般碎屑岩区，对不透水或微弱透水地层采用“防、排、截”相结合的处理原则，对强透水地层采用“以堵为主，限量排放”的原则。
排水型隧道特别应该强调注意的是必须保证排水畅通。
实施中只要做到“不空、不破、不裂、畅通”，应能满足客运专线隧道防排水要求。
2、防排水措施设计（1）堵、截水措施设计主要针对地下水发育、地下水无控制排放影响生态环境等情况，采用开挖前预注浆或开挖后围岩注浆等措施对地下水进行截堵，是防排水系统设计的重要措施。
隧道工程防排水设计及优化措施分析
隧道工程防排水设计及优化措施分析摘要：随着科技的快速发展，先进的隧道防水材料不断的被开发和引用，以便于提高公路隧道的防水效果，对我国的公路隧道创造了有利的条件。
文章主要对隧道工程防排水设计及优化措施进行了简要分析，以供参考。
关键词：隧道工程；防排水；设计引言随着我国经济的快速发展，我国公路建设不断发展，会有大量的隧道工程。
隧道工程防水就是为了防止地下水渗漏出来，而排水就是把衬砌背后的地下水汇积到边墙脚通过泄水孔进入侧沟或中心水沟排出。
在设计隧道工程防排水的时候，需要根据相应的原则，依照隧道工程的不同类型来进行相适应的防排水设计。
1隧道防排水设计原则隧道工程防排水的设计中有全防型和排为主，而有很多国家都有自己的不同模式，比如说在德国新建的铁路隧道全部按照不排水、全封闭进行设计，没有地下水流入隧道中，而法国就是采用以排为主的原则，而且要求围岩水与污染水的排放要分开，排水型与防水型隧道都有各自的特点。
现在我国使用的是与欧洲基本相同的隧道防排水体系，但是还是存在一定的差异。
在隧道工程的防排水工程进行设计时，如果没有对涌水量进行充分的估算和计算，就会导致施工过程中的涌水过多，设计的排水系统无法满足需求，所以在隧道的涌水量计算时是十分重要的。
当隧道施工时，隧道的底部含水量是比较高的，施工机械设备很难进行正常的施工，导致作业效率和安全性降低，对于一些泥泞化显著的场合也会造成支护下沉等问题，对隧道的稳定性的影响是不可以忽略的。
当地下水位下沉会回使地层产生严密下沉，对地面结构产生很大的不良影响，地下水位降低因此比地面下沉范围广，对隧道及周边都有很大的影响，出现严重的下沉情况。
2隧道工程防排水设计及优化措施2.1进洞前的防排水措施对于通过隧道顶部并且岩石存在较多裂缝的情况，应该首先使用喷射混凝土的方法将这些裂缝封闭，然后在进行铺砌处理。
对于地面积水较多的路段，应该适当引水以将其排出路面。
如果施工区域的地表有泉眼，则应该设置导管将其引出该区域。
高铁隧道(结构防排水)课件
采用多重防排水措施，包括防水混凝土、防水卷材、排水沟、集 水井等。
难点分析
如何有效应对地下水的侵蚀和渗透，特别是在地质断裂带和含水层 区域。
解决方案
采用高分子防水材料和复合防水层设计，强化隧道结构的自防水能 力。
防排水工程施工过程及效果
施工过程
01
严格遵循设计方案，确保每道工序的施工质量。
02
03
净；
防水层施工完成后应进行质 量检测，确保无渗漏现象；
04
05
在防水层施工过程中，应注 意保护其他设备、管线等设
施。
隧道排水系统施工中的质量控制
01
保证排水设施的完好性
对所有的排水设施进行定期检查和维护，确保其完好无损。对于损坏或
失效的设施应及时进行维修或更换。
02 03
定期清理和维护
排水系统在长期使用过程中可能会积累各种杂物和淤泥，定期进行清理 和维护可以保持其良好的排水效果。同时，要确保排水沟或管道的畅通 无阻，防止堵塞。
紧急情况下能够迅速响应。
05
高铁隧道地理位置
该高铁隧道位于我国南方地区，穿越多条地质断 裂带和含水层。
隧道长度与规模
隧道全长约10公里，为双线隧道，采用分离式结 构。
工程特点
地处复杂地质环境，需特别注重防排水设计，以 保障隧道结构安全和运营顺畅。
防排水系统的设计特点与难点
对防排水系统中的设备进行定期保养 ，如水泵、管道等，确保设备性能良 好。
定期清理排水沟、集水坑等设施，确 保排水通畅，防止淤积。
防排水系统的定期检修
季度检修
每季度对防排水系统进行全面检 查，包括隧道衬砌、排水沟、集
水坑等设施。
年度检修
隧道建设中的隧道排水系统设计有哪些
隧道建设中的隧道排水系统设计有哪些在隧道建设中，隧道排水系统的设计是至关重要的一个环节。
一个良好的排水系统能够有效地排除隧道内的地下水和雨水，保证隧道的结构安全和正常使用。
下面我们就来详细探讨一下隧道排水系统设计的相关内容。
首先，我们需要了解隧道排水系统的作用。
隧道排水系统的主要作用是排除隧道内的地下水和雨水，防止水对隧道结构造成侵蚀和破坏，确保隧道的稳定性和耐久性。
同时，良好的排水系统还能够提高隧道内的行车安全性和舒适性，减少路面湿滑和积水现象的发生。
在设计隧道排水系统时，需要对隧道所处的地质条件和水文情况进行详细的勘察和分析。
地质条件包括岩石类型、地质构造、岩层倾角等，水文情况包括地下水位、含水层分布、水的流量和水质等。
这些因素都会影响排水系统的设计方案。
隧道排水系统通常由排水盲管、排水边沟、中心排水沟、检查井和泵站等组成。
排水盲管是一种埋设在隧道衬砌背后的排水管道，通常采用塑料或合成纤维材料制成。
其作用是收集衬砌背后的地下水，并将其引导至排水边沟或中心排水沟中。
排水盲管的布置方式和间距需要根据地质条件和地下水的流量来确定，一般在隧道拱顶和边墙部位均匀布置。
排水边沟通常设置在隧道两侧的路面边缘，用于收集路面上的雨水和从衬砌渗出的少量地下水。
排水边沟的截面形状和尺寸需要根据排水量来设计，一般采用矩形或梯形截面。
为了防止边沟堵塞，需要在边沟上设置盖板，并定期进行清理和维护。
中心排水沟是隧道排水系统的主要排水通道，通常设置在隧道底部的中央位置。
中心排水沟的截面形状一般为矩形或圆形，其尺寸和坡度需要根据排水量和排水距离来确定。
中心排水沟通常采用预制混凝土或钢筋混凝土管，其内部需要设置过滤层和沉淀井，以防止泥沙和杂物进入排水系统。
检查井是为了便于检查和维护排水系统而设置的设施，通常每隔一定距离设置一个。
检查井的深度和直径需要根据排水管道的尺寸和埋深来确定，其内部需要设置爬梯和井盖，以便人员进入检查和维修。
隧道衬砌结构防排水施工方案设计[优秀工程方案]
![隧道衬砌结构防排水施工方案设计[优秀工程方案]](https://img.taocdn.com/s3/m/7a60e74571fe910ef12df8d5.png)
隧道衬砌结构防排水施工方案设计6．1防排水原则隧道防排水工程按照“防、堵、截、排结合,因地制宜,综合治理的原则,采取切实可靠的施工措施,达到防水可靠、排水畅通、经济合理的目的。
根据现场情况为保护当地水资源,六坎隧道防排水工程采取“以堵为主、限量排放”的原则进行施工。
6．2隧道衬砌结构防排水设计隧道的防水措施,复合衬砌有内外三层防线:①即在隧道爆破开挖后,以喷锚支护为初期支护；②经监控量测确认初期支护基本稳定后,则在喷射混凝土基面上铺设的防水层；③立模灌注的二次衬砌混凝土。
复合式衬砌防水层及二次衬砌混凝土两道防线,二者相辅相成,缺一不可。
防水层是不透水、表面光滑的塑料片材,因而它不仅起到防水作用,而且在初期支护喷射混凝土与二次衬砌间起到隔离、润滑作用。
这对于二次衬砌混凝土在硬化过程中,其内部发生的温度应力、收缩应力,在初期支护的粗糙表面上就容易发生变形、拉裂。
由于在初期支护表面铺设了隔离润滑层,二次衬砌混凝土表面附加应力就很小,就不易产生裂缝,其防水作用就有保证,所以复合式衬砌防水效果就好。
6．3防排水材料防水板(厚1.5mm,EV A分离式)、无纺布(400g/㎡)、中埋式橡胶止水带、外贴式橡胶止水带、中埋式钢边橡胶止水带、遇水膨胀橡胶止水条、双组分聚密封膏、PVC透水管、聚合物防水水泥砂浆、防水密实剂。
6．4浅埋段防排水当围岩内的水主要由洞顶地表水补给时,可在洞顶地表进行处理,以隔断水源。
对于隧道的覆盖层较薄,地农水易渗入围岩形成渗漏水,造成隧道漏水时,应进行下列处理:清理覆盖层地表杂草树丛,开沟疏导封闭积水洼地．促使地表径流畅通；覆盖土层易渗水时,可根据地形及地质条件采用局部夯填粘土,使洞顶顺坡．排水顺畅。
6．5洞口防排水6．5．1截水沟设置按设计要求在边仰坡刷坡线5～l0m外根据现场地形施做Ⅲ式截水沟(截水沟尺寸见下图),截排水沟在两侧须延伸到既有道路排水沟或河沟内,防止雨水冲刷隧道边仰坡及洞脸。
铁路隧道工程结构防排水设计理念及施工措施的探讨
铁路隧道工程结构防排水设计理念及施工措施的探讨摘要：隧道的防排水方案及措施是根据隧道施工部位水质条件和渗漏情况决定的，在渗水量较大处适当的增加安装环向及纵向盲管，特别严重的部位可使用钻孔排水，将水集中汇入排水沟。
隧道防水施工的实践表明,隧道的防排水是一项综合性工程，是以排水为主、防排结合、综合治理，采用防、堵、截、排相结合，以形成完整的防排水体系。
本文对铁路隧道工程结构防排水设计理念及施工措施进行了探讨。
关键词：铁路隧道工程结构防排水设计理念施工措施一、关于铁路隧道防排水设计理念1.铁路隧道防排水设计应遵循“防、堵、截、排，因地制宜，综合治理”的原则，在设计时主要考虑的因素有以下几点：第一，地下水肆意排放对周边生态环境的影响；第二，隧道区的工程地质，水文地质条件和气候及水文条件；第三，隧道开挖途径及隧道衬砌设计等。
2.根据防排水的形式，隧道防排水的设计可以分为：排水型隧道及防水型隧道。
排水型隧道以排为主或以堵为辅，坚持限量排放的原则，通常在山岭隧道中有所应用。
我国很多铁路隧道位于山区，通常情况下隧道排水对周边的环境影响不是很大，因此绝大多数使用的是排水型隧道，所允许的地下水排放量需依据具体的隧道环境来决定。
若排水对周边的生态环境影响不是很大，就可以不控制排水。
另在确保初期支护及二次衬砌的排水系统顺畅的前提下，则利用衬砌后面的盲沟使水排进隧道的侧沟及中心水沟排出洞外。
然而，一旦排水系统发生比较严重堵塞，就可能会引起隧道结构承受超出设计允许水压，导致隧道失格。
防水型隧道是利用止水带或防水层等各种方法把水控制在衬砌以外。
此类型的隧道广泛应用在静水头压力限于30m的隧道区中。
经研究发现，防水型隧道的静水头压力的上限是60m，但这对隧道防水及结构的标准要求较高而且不符合经济性的原则。
然而，如果在下列的条件下是要首选防水型隧道的：1）当地表下沉对周围的环境及结构正常使用影响比较大并可能对其造成一定危害时；2）当地下水排放对周围环境影响比较大时，尤其是城市条件下或大量排水对生态环境及地表植被等造成较大影响的地区；3）当地下水有腐蚀性时，则需要将地下水和混凝土进行隔离处理，避免地下水对混凝土的侵蚀，减缓混凝土退化等情况的发生。
隧道结构防排水设计与施工
隧道结构防排水设计与施工一. 防排水系统设计隧道防排水应贯彻了"以排为主，防、排、堵相结合"的综合治理原则。
一般地段以排为主、防排结合；在断层破碎带以堵为主，防、排、堵相结合；特殊地段（如断层破碎带及其它富水区段）采用防水混凝土二次衬砌。
1、柔性防水层明洞在衬砌背后设泥胶防水层及EVA复合防水板。
暗洞在二次衬砌与初期支护之间铺设EVA复合式防水板，二次衬砌施工缝在一般地段设外贴式BW-96型遇水膨胀止水条（2×3cm），在富水地段设E型橡胶止水带。
2、疏排管道在明洞墙脚外侧设置砂砾盲沟，盲沟底部设置纵向排水管。
在暗洞衬砌拱背，防水层与喷射混凝土之间设环向盲沟，一般地段采用Φ50软式透水管，每20m设一道，在渗水地段采用Ω型环向排水管，每5~10m设一道。
隧道边墙底部设纵向排水管，采用Φ160双壁波纹管（带孔），纵向排水管采用砂砾盲沟包裹。
隧道底部设横向排水管，采用Φ100双壁波纹管（不带孔），隧道纵向每10m设一道。
环向排水管及纵向、横向排水管采用PVC 三通连接牢固（接头处采用无纺布包裹牢固），将水导入隧道仰拱下中心水沟（考虑到该隧道地处寒冷地区，为防止中心水沟受冻，将中心水沟设置于仰拱下深埋，利于隧道排水）。
洞内侧沟设于洞内电缆槽外侧（行车路面两边），主要排放消防及清洗水，消防及清洗水流经铸铁蓖进入侧沟。
3、刚性防水隧道一般地段采用C25混凝土进行衬砌，隧道富水地段采用C25防水混凝土进行衬砌，防水混凝土中加AEA抗裂防水膨胀剂，掺量占水泥用量的10%左右，以提高衬砌结构的自身防水能力。
二、防排水施工工艺1、柔性防排水施工工艺1）防水层施工工艺防水材料的选择应考虑以下几个因素。
（1）有较好的物理力学性能，即抗拉强度、断裂伸长率等。
（2）具有较高的耐久性。
（3）具有较高的抗渗性能。
（4）具有良好的可焊性。
经过理论分析、试验研究和现场对比试验，采用具有低温性能好、质地柔软、适于机械焊接并能保证焊缝密实的EVA复合防水板，厚度1.0mm。
公路隧道的防、排水(毕业设计隧道方向)
4．嵌缝密封材料
洞内防水设计 1．围岩注浆 围岩注浆堵水即在隧道围岩的富水区段向地层
灌注浆液，封堵地层中的渗水裂隙，减少流向隧道 的渗水。围岩注浆堵水既可在隧道开挖前从地表钻 孔实施，也可在隧道开挖后通过径向或超前向围岩 钻孔注浆来完成。在我国，由于经济上的原因，在 有水区段用向围岩注浆的方法进展堵水常常被放弃。 放弃围岩注浆堵水，放任地下水外泄会导致多方面 的不良后果： (1)洞内排水会破坏地下水的原有平衡，造成地下水 资源流失， (2)地下水外泄可能冲蚀围岩裂隙和软弱夹层，不利 于围岩稳定； (3)地下水携带大量泥沙，不利于隧道排水通畅。
进展隧道防排水设计时，应根据隧道所处的地下水 环境、构造特点和施工特点，因地制宜地采取各种有效 的防排水措施，对地表水、地下水妥善处理，形成完整 洞内外防排水系统，使隧道取得良好的防排水效果。对 于地表水，主要采用截排和封堵措施，即对地表水进展 截流和疏导，尽量使地表水不进人隧道区域，同时，对 于地表存在的坑洼、钻孔、裂隙等容易使地表水下掺的 通道进展填平封闭。对于地下水，按照新奥法设计施工 的隧道一般都采用复合式衬砌构造。复合式衬砌构造的 防排水体系，可用“一堵两排两防〞来概括，即围岩注 浆堵水，喷射混凝土与防水层间、防水层与衬砌间两圈 排水，专用防水层和衬砌混凝土两层防水。
临时性建筑防水等，目前防水卷材主要为沥青系防水 卷材、高聚物改性系防水卷材、合成高分子防水卷材 三大系列，假设干品种规格，分类如图
一定抗渗能力的水泥砂浆、混凝土类 防水材料，可到达增强混凝土构造自 身防水性能的目的。
水泥砂桨类防水材料多作为附加
防水层，用于有防水、防潮等要求的 地下工程的迎水面和背水面，弥补工 程中出现的蜂窝、麻面等缺陷。
一般山岭隧道防、排水设计的具体要求为：
隧道结构设计规范要求中的排水系统安排
隧道结构设计规范要求中的排水系统安排在隧道工程中，排水系统的设计非常关键，它不仅能保持隧道内部的良好工作环境，还能有效预防水灾和保护隧道结构的安全。
本文将从设计规范的角度出发，探讨隧道结构设计规范要求中的排水系统安排。
一、设计原则隧道结构设计中的排水系统应符合以下原则：1. 合理布置：排水系统的布置位置和方式应根据隧道的实际情况进行合理选择，以确保水流顺畅，避免积水和渗漏。
2. 安全可靠：排水系统应具备良好的排水能力和排水稳定性，确保排水通畅，并能在不同条件下安全可靠地工作。
3. 经济高效：在满足工程要求的前提下，尽可能采用经济合理的排水方案，减少投资成本和运营维护费用。
二、排水系统的组成隧道结构的排水系统通常包括以下几个部分：1. 引水系统：引水系统用于将雨水和地下水引导出隧道。
通常采用明渠、管道或渗流道等方式进行引水，以确保隧道内部的排水畅通。
2. 排水系统：排水系统用于收集和排除隧道内部的积水，通常包括排水沟、排水井、泵站等设施。
排水系统应设计合理，确保排水通畅，避免积水对隧道结构的影响。
3. 防渗系统：隧道结构常常需要考虑地下水渗透的问题。
通过采用合理的防渗措施，如隧道衬砌、防渗板等，可以有效防止地下水对隧道结构的不利影响。
三、设计要求和技术细节在进行排水系统的设计中，需要满足以下要求和注意事项：1. 设计排水能力：根据隧道的设计需求和地质条件，确定排水系统的设计流量和排水能力。
考虑到降雨量、地下水位和渗水量等因素，确保排水系统具备足够的设计容量。
2. 考虑安全因素：排水系统应结合隧道的安全要求，考虑在不同情况下的排水能力和排水稳定性。
例如，在紧急情况下，排水系统应能够快速排除隧道内的水，确保隧道的安全运行。
3. 考虑维护便利性：排水系统的设计应充分考虑到维护和清洁的便利性，以确保排水设施的长期可靠运行。
例如，在设计排水沟时，应设置合适的检修通道和清洁口，以便于排水设施的检查和维护。
4. 应用新技术：在排水系统的设计中，可以考虑采用新技术和新材料，以提升排水效果和降低运维成本。
交通隧道防排水设计
交通隧道防排水设计一、设计概述交通隧道防排水设计首先是要确认隧道采用的防排水方式，其基本依据是隧道所处地理、地质环境。
根据隧道排水对环境、对衬砌结构稳定性的影响来确定防排水方式。
如，在灰岩地区的山岭隧道，采用注浆封堵岩溶管道工程量大、难度大、还易产生高水压引起施工和运营危害，因此，多数情况下会选择以排为主的半包式防水。
而在水下隧道环境或水环境敏感区（自然保护区、居民用水保护区等）的隧道排水不仅会对隧道工程本身带来灾害，也会严重影响自然环境或人民群众生存条件，因此，必须采用全包式防水。
在部分城市地区，隧道排水引起地下水位大幅降低，可能引发地表沉降继而引起影响区域房屋沉降、损坏，而采用全包式防水工程造价过高而使工程无法实施，因此，可采用防排结合的控制型防排水方式。
防排水方式确定后的主要工作是防排水材料的选择。
交通隧道防排水材料主要依据相关规范《公路隧道设计规范第一册土建工程》（JTG 3370.1—2018）、《铁路隧道设计规范》（TB 10003—2016）确定，其中铁路隧道通过《铁路隧道防水材料第1部分：防水板》（TB/T 3360.1—2014）及《铁路隧道防水材料第2部分：止水带》（TB/T 3360.2—2014），专门对防排水材料的使用做了进一步的要求。
二、排水材料选择及技术指标交通隧道中，常用的排水材料有无纺织物（土工布）、排水管等，它们的基本参数与选择如下。
（一）土工布类型及技术指标如前所述，在隧道防排水系统中，使用的无纺织物不仅起排水、反滤作用，同时作为防水层与围岩或初期支护接触的缓冲层，起到保护防水层的作用。
因此，交通隧道用土工织物单位面积质量是最主要的指标。
2004年以前，公路隧道内采用的无纺织物单位面积质量一般为200～250g/m2。
《公路隧道设计规范第一册土建工程》（JTG 3370.1—2018）、《铁路隧道设计规范》（TB 10003—2016）均规定，隧道排水层内使用无纺织物单位面积不小于300g/m2，但从目前多数公路隧道实例工程设计来看，均已用到了350g/m2，而从国外发达国家或地区实用情况来看，无纺织物的单位面积有的已用到700g/m2，如德国、中国台湾等。
浅谈公路隧道结构防排水施工及防治措施
浅谈公路隧道结构防排水施工及防治措施摘要：目前公路隧道防排水设计采取“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则，以达到隧道防水质量可靠的目的；隧道结构防排水设施措施由环向排水管、纵向排水管、在复合式衬砌之间设置土工布加防水板和隧道两侧的排水沟组成完善的排水系统；本文浅析了隧道复合式衬砌防排水机理，并就隧道防排水施工工艺重点进行了概述，以供读者参考。
关键词：公路隧道;防排水;施工工艺Abstract: The current highway tunnel waterproof and drainage design to take “prevent, row, cutting, block combination, suit one’s measures to local conditions, comprehensive management “ principle, in order to achieve the purpose of reliable quality of tunnel waterproofing; waterproof and drainage of tunnel structure facilities measures by circumferential drainage tube, longitudinal drainage tube, in composite lining is arranged between the geotextile waterproof board and the tunnel on both sides of the drainage ditch perfect drainage system; this paper made a brief analysis of the composite lining of tunnel drainage prevention mechanism, and the tunnel waterproof and drainage construction technology key are summarized, which provide reference for readers.Key words: highway tunnel; drainage; construction technology一、前言公路是国民经济的重要命脉，由于其特有的灵活和优越性，发挥着其他运输方式不可替代的作用。
隧道工程中防排水系统的组成结构及施工关键技术
隧道工程中防排水系统的组成结构及施工关键技术摘要：随着隧道工程日新月异的发展，我国交通运输有了很大的改善。
隧道工程的合理设计，大大缩短了交通的里程，改善了路线平面线形和纵断面的指标，其优越性越来越受到关注并且被广泛认可。
但是由于现有的勘探及施工技术还不完善，因此我国的隧道工程还存在许多问题。
例如，防排水系统的施工不合理，容易导致漏水坍塌等重大事故的发生，本文就此进行探讨，明确了隧道工程中防排水系统的组成结构，并深入阐述了防排水施工的关键技术。
关键词：隧道工程防排水系统组成结构关键技术根据相关的统计资料表明，在我国现有的隧道工程中，有将近百分之七十的隧道或多或少的存在渗漏的问题。
隧道工程是一个地下工程，如果在设计和施工的过程中没有妥善的处理好防排水问题，将会对未来的运营产生巨大的影响。
因此，在隧道工程施工的初期，就应严格规范操作，确保防排水系统的完善。
1、防排水系统的指标和设计原则防排水工程的指标包括施工阶段对地下水的控制、结构物的防水和提高结构物的耐久性。
它的设计原则主要是指在结合支护设计的情况下根据实际的情况采取“防、排、截、堵”等综合的治水措施，从而完善防排水系统。
其中“防”是指衬砌抗渗和衬砌的外围防水；“排”是指排除衬砌背后空隙及围岩里的积水，从而减少衬砌背后渗水事故的产生。
2、现代常用的防排水办法及其组成结构若渗水具有侵蚀性，将会对衬砌和其它的设施产生腐蚀，路面积水也降低了轮胎和路面的摩擦系数，在寒冷的地区，还将会冻胀顶拱和损坏墙面。
因此在隧道施工时，必须严格按照要求施工防排水系统。
当今较为常用的防排水方法是复合式衬砌法，其组成结构分为防水系统和排水系统。
防水系统主要是将防水板和土工布布置在初期支护和二次衬砌之间，与二次衬砌中的工作缝、施工缝和沉降缝处的止水条或止水带形成有机完整的防水系统。
排水系统包括顶拱和侧墙的环向弹簧盲管、侧墙趾部纵向排水管、横向排水盲管及中央排水管等几部分，地下水的整体流程便应运而生。
铁路隧道工程结构防排水设计理念及施工措施
数字应用59产 城铁路隧道工程结构防排水设计理念及施工措施赵冬旭摘要：隧道的防排水措施是一项隐蔽工程，在施工后出现了一些问题，处理起来很麻烦，而且一般处理效果不好。
为此，在铁路隧道工程建设中，应重视隧道结构的防排水工程，充分了解隧道结构的防排水设计思想，优化施工工艺与技术，制定完善的施工措施，确保施工质量，从而提高铁路隧道结构的综合防排水质量。
因此，对铁路隧道工程结构防排水设计思想和施工措施进行探讨，具有十分重要的现实意义。
关键词：铁路隧道工程；结构防排水；设计理念；措施文章通过对铁路隧道工程防排水设计要求的分析，在充分理解其设计思想的基础上，指出了隧道防排水工程施工中的薄弱环节和控制难点，通过对难点的控制，可以提高隧道的整体防排水工程的质量，提高隧道整体施工的优良率，为相关施工人员提供了参考和借鉴。
1 铁路隧道工程结构防排水设计理念围岩破碎带、断层及含水层出水较多的情况下，通过提前小导管或空心锚杆进行预注浆、径向小导管注浆、局部注浆等措施，为围岩岩层内的水堵创造了有利条件，并为开挖及喷灌初期支护创造了条件。
截流主要是针对洞顶地表水、地表径流、雨水等向隧道内部倒灌，通过设置截流孔、排水沟，将地表水引向洞外。
防渗是指利用初支混凝土、柔性防水材料及次衬层混凝土的自防水性能，阻断地下水流入隧道的通道。
排泄是将衬砌反面聚集的地下水排出隧道外，通过设置合理畅通的排泄管道、排水沟等，释放衬砌反面的地下水压力，否则在强大的水压作用下，地下水会沿防水薄弱的表面侵入隧道内。
此外，铁路隧道工程结构防排水设计还应遵循合理、适用、高效的设计理念，以合理、适用为设计目标，以高效为设计标准。
收集施工场地的地质情况，并结合山体结构、外部环境等自然环境因素，通过现场地质环境考察和分析，对隧道结构的防排水措施进行相应调整。
排水管道的合理布置，排水管道与排水管道之间的相互协调，避免管道冲突。
基于现场资料反馈，不断地进行改进，以提高防排水设计的综合水平。
2021.11.05公路隧道结构防排水
公路隧道结构防排水
防排水设施示意图：环向排水管、初期支护、土工布、防水板、模筑混凝土衬砌；纵向排水管，横向引水管，中心排水管沟。
1、隧道防水应提高混凝土自防水性能，防水混凝土抗渗等级应符合设计要求。
在有冻害地区，防水混凝土的抗渗等级应适当提高。
2、纵向、横向、环向盲管、中心排水管沟的施工应符合：
（1）排水管系统应按设计连通形成完整的排水系统。
（2）中心排水管沟设在仰拱下时; 应和仰拱、底板同步施工。
3、防水板选用高分子材料，幅宽2-4米，厚度不小于1.5mm,并应符合设计要求，耐刺穿性好，柔性好，耐久性好。
防水板铺设应超前二次衬砌施工1-2个衬砌段，并应与开挖掌子面保持一定距离。
初期支护表面应平整，无空鼓、裂缝、松酥，对支护表面外露的坚硬物和局部渗漏水处应先进行处理，不平处用喷射混凝土或砂浆找平。
【例题案例节选】[2015]
【背景资料】
某高速公路隧道为双向四车道分离式隧道，隧道右线长1618米，左线长1616米，设计净空宽度10.8米，净空高度6.6米，设计车速80km/h。
该隧道围岩主要为IV级，采用复合式衬砌，衬砌断面设计如图所示：
【问题】写出图中构造物A、B、C、D的名称。
【参考答案】构造物A是二次衬砌，B是纵向排水盲管，C是中心排水管沟，D是仰拱。
铁路隧道工程结构防排水设计理念及施工研究
铁路隧道工程结构防排水设计理念及施工研究摘要：防排水工程设计及施工在铁路隧道领域所发挥的作用是无法替代的，其应用价值高，对于铁路隧道工程的正常运行起到重要的保障作用。
做好防排水设计与施工能够为其后期功能的发挥使用奠定良好的工程基础。
就此，笔者以铁路隧道工程结构方式排水设计的理念入手，着重对铁路隧道工程结构渗漏问题与危害及相关施工措施进行分析，希望能够对相关作业起到一定辅助作用。
关键词：铁路隧道工程；结构防排水；设计理念；施工研究；问题；措施1.引言我国城市进程的加快使得铁路交通的需求量越来越大，而土地资源的有限性和可持续发展观念的目标导致铁路隧道工程的增多，在近年来铁路隧道工程已展现出了一定的作用效果，但在相关工程设计方面仍然存在较大进步空间。
相比于其他工程，铁路隧道工程涉及到的防排水设计具有高难度性和先进性，其设计理念与施工方式亟待进一步加深研究并不断完善，因此，如何完善铁路隧道工程结构防排水设计理念和施工成为重要课题。
2.铁路隧道工程结构防排水设计理念根据相关标准规范及多年来的实际案例经验，铁路隧道工程结构防排水设计应当遵循等级确定合理、系统构成完善以及结构耐久可靠的理念。
首先，等级确定合理主要是指不同隧道工程的防排水要求不同，因此防排水设计的标准也是有所差异的，只有认识到铁路隧道工程结构的防排水设计等级分类标准并严格分类，才能降低造价，提高效率；其次，由于外部环境因素以及隧道防水效果能力的差异，排水设施必须具有系统完善且经过多次检测后才能投入使用，防止因排水措施单一、效果较差造成的无法正常运营的状况；最后，只有构建防排水结构材料真正满足相关指标，并达到足够的耐久、耐腐蚀和强度后，才能确保防排水结构的质量，从而保证铁路隧道工程的可靠、安全、耐用。
3.铁路隧道工程结构渗漏问题与危害3.1对防水板认知不足，设计与施工脱节铁路隧道工程结构防排水设计所使用的材料在选购时很可能因材料不达标、质量不合格等问题导致结构渗漏，防水板这一重要材料从理论上来讲，无论是初期支护还是二次衬砌，它属于不透水层，是不会导致渗漏的，但是材料的性能和缓冲层的不确定性仍然难以完全保证隧道建成后不发生渗漏。
铁路隧道排水系统设计分析
铁路隧道排水系统设计分析在北方严寒地区，隧道构造因为地下水的存在，长期出现冻胀现象或因在施工阶段对隧道防排水工程质量控制不到位，发生积水、结冰等病害，如在集包增建第二双线八苏木隧道、____隧道，张集线旧堡隧道都不同程度存在排水冻结、渗漏等问题，给运营带来安全隐患且病害处理非常困难。
现以八苏木隧道为例分析病害产生及处理措施。
设计情况：该隧道均设置双侧水沟及盖板式中心水沟，两端洞口各１０００ｍ范围内设置双层盖板保温水沟，在两层盖板间加聚氨酯保温材料，侧沟水流经隧底φ１００ｍｍ波纹管（间距９ｍ一道）聚集于中心水沟后流出洞外。
病害的产生：八苏木隧道于２０１０年年底贯穿，２０１３年年初发现隧道出口至洞内１２００ｍ范围内两侧水沟存在冻结现象，局部地段漫出水沟盖板后引起道床结冰现象，其中距离出口约６００ｍ位置最为严重，侧沟冻结，导致溢出道床现象。
中心水沟及洞外保温暗管排水系统正常，无冻结现象。
产生原因：①隧道处于严寒地区，设计对严寒地区的防排水考虑缺陷，侧沟保温材料缺陷以抵御严寒，致使侧沟发生冻结；②侧沟与中心水沟连接收出现堵塞现象，侧沟流水不畅，侧沟底部淤积未及时清理彻底，导致侧沟水流速缓慢，产生结冰造成排水沟堵塞，水溢出道床。
处理措施：出口８００ｍ范围内的两侧侧沟铺设电加热设备，通过敷设伴热电缆化冰，采用集中抽水排入中心水沟。
使用电伴热存在伴热电缆有一定的使用寿命，运营中应根据伴热电缆的使用情况及时更换，每年冬季降临之前，应检查有关设备能否正常使用等问题，增加运营期间维护成本。
为防止类似问题再次出现，为此在张呼铁路初步设计阶段，我公司和**咨询在总公司鉴定中心专家指导下，就如何防止隧道排水系统产生冻害开展了研究总结，现就张呼铁路隧道深埋中心排水沟的设计与施工技术做粗浅的研究，对隧道防排水开展探讨。
１工程概况张呼铁路线路全长２８６.８０３ｋｍ，全线新建双线隧道共３０座，合计４１９４２ｍ，占线路总长度的１４.６２％；其中最长隧为东土村隧道，全长４５６０ｍ，位于##乌兰察布市三岔口乡境内；其中埋深最深隧道为福生庄１号隧道，最大埋深约２４３ｍ，全长３２７６ｍ，位于##乌兰察布市卓资县境内。
隧道防排水详解
2.加固围岩由于系统锚杆的加固作用，使围岩中，尤其是松动区的节理裂隙、破裂面等得以联结，因而增大了锚固区围岩的强度（c、φ值）。
锚杆对加固节理发育的岩体和围岩松动区是十分有效的四、锚杆支护类型选择与支护参数设计(1)预设计以工程类比为主，设计时通过把本工程的地质条件与类似的已建工程进行充分分析对比，以确定出本工程的预选设计方案。
一般公路隧道复合式衬砌支护参数在预设计可参考表4-14-18和表4-14-19的衬砌参数。
对地质复杂、大跨度、超浅埋和有特殊要求的隧道，应在做充分的地质调查资料的基础上，通过数值模拟进行检算。
预选设计方案通常包括以下内容：①隧道断面形状和尺寸；②开挖的方式、方法、主要机械设备；③初期支护的结构和设计参数；④二次衬砌结构参数和构筑时机；⑤施工程序，一次掘进长度；⑥监控量测计划；⑦复杂地质区段必须采用的和可能采用的预支护、预加固、排水等辅助施工方法及机械设备。
(2)对重要隧道，制定设计方案应当分阶段进行。
第一阶段，把已建工程的客观条件和经验与本工程的客观条件相比较，应用工程类比法制定预选设计施方案。
第二阶段、先通过施工试验段验证预选方案是否可行，然后再制订工程实施设计方案。
(3)制订围岩监控量测方案。
通过对隧道围岩动态的量测工作监控设计施工全过程、并根据量测反馈信息在需要时修改和变更实施设计方案。
两车道隧道复合式衬砌的设计参数表4- 14-18注：有地下水时，可取最大值；无地下水时，可取小值。
采用钢架时，宜选用格栅钢架。
第四节隧道防排水一、隧道防排水的基本原则和基本要求1. 隧道防排水的基本原则隧道防排水应遵循“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，保证隧道结构物和营运设备的正常使用和行车安全。
隧道防排水设计应对地表水、地下水妥善处理，洞内外应形成一个完整通畅的防排水系统。
2.隧道防排水的基本要求(1)高速公路、一级公路、二级公路隧道防排水应满足下列到要求：①拱部、边墙、路面、设备箱洞不渗水；②有冻害地段的隧道衬砌背后不积水、排冰沟不冻结；③车行、人行横通道等服务通道拱部不滴水，边境不淌水。
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（三）防水工程措施
防水工程措施包括： ➢ 初期支护喷射混凝土防渗； ➢ 防水层； ➢ 施工缝及变形缝防水； ➢ 衬砌混凝土自防水； ➢ 衬砌背后回填注浆。
（三）防水工程措施
初期支护喷射混凝土防渗：为提高其防水质量，应 做好以下几点： ➢ 对喷射混凝土的围岩基面进行处理；
➢ 对喷射混凝土背后孔隙进行注浆； ➢ 对突出的锚杆头进行处理； ➢ 加强喷射混凝土的湿润养护，减少裂纹； ➢ 调整混凝土配合比或掺加外加剂等，提高混凝土的抗渗 能力。
（三）防水工程措施
衬砌背后回填注浆： ➢ 回填注浆是二次衬砌完成后，为了填充二次衬砌与防水
板之间的空隙而进行的注浆；回填注浆应在衬砌混凝土强度 达到70%后进行；一般来说，通过在浇筑二次衬砌时拱顶 按一定间距预埋的垂向注浆管可进行回填注浆； ➢ 衬砌背后注浆宜选用水泥浆液、水泥砂浆或掺有石灰、 黏土、膨润土、粉煤灰的水泥浆液； ➢ 回填注浆及衬砌内注浆的压力应小于0.5MPa。
（三）防水工程措施
防水层： ➢ 复合式衬砌中的防水层是隧道防排水技术的核心；
➢ 防水层为不透水表面光滑的高分子防水卷材，不仅起到 将地层渗水拒于二次衬砌之外的防水作用，而且对初期支护 与二次衬砌还起到隔离与润滑作用，使初期支护喷射混凝土 对二次衬砌模筑混凝土的约束应力减少，从而避免二衬混凝 土产生裂缝，提高了二次衬砌的防水抗渗能力； ➢ 防水层通常由缓冲垫层与防水板两部分组成。
（四）排水工程措施
侧沟： 侧沟主要用于汇集地下水，并将地下水引入中央排水沟，同 时起到沉淀和兼顾部分排水的作用。
（四）排水工程措施
中央排水沟： 中央排水沟是主要排水沟，同时汇集道床顶部积水，疏干底 板下积水。中央排水沟采用带孔预制混凝土管段拼接而成， 纵向间隔一定距离设置检查井。
西南交通大学
Southwest jiaotong university
第四章 隧道底部结构及 防排水设计
主讲老师张俊儒
隧道底部结构
无碴轨道概念
先学习：有砟轨道 用散体材料碎石组成道床的传统轨道形式，也叫普通轨道，即 我们最常说的有砟轨道。 特点：因在轨枕下铺设一层碎石组成的道床，减少了地面应力， 碎石道床还提高了轨道的弹性和排水性能，使轨道便于维修。
无碴轨道概念
（四）排水工程措施
排水盲管： 纵向排水盲管是沿隧道纵向设置在衬砌底部防水板与初期支 护间的透水盲管，作用是将环向排水管等排下来的水汇集并 通过横向排水管排到侧沟或中央排水沟。
（四）排水工程措施
排水盲管： 横向排水盲管位于衬砌基础的下部，布设方向与隧道轴线垂 直，是连接纵向排水管与侧沟或中央排水沟的水流通道。
无碴轨道概念
无碴轨道概念
隧道内铺设无碴轨道的基本要求
隧道内板式轨道结构由钢轨、扣件、轨道板、混凝土底座或混凝土 支承层等组成。
隧道内铺设无碴轨道的基本要求
双块式无碴轨道结构由钢轨、扣件、混凝土道床板、混凝土支承层 等组成。
隧道内铺设无碴轨道的基本要求
根据隧道仰拱和填充或底板的结构受力情况，可以利用隧道的仰拱或 底板兼做无碴轨道的混凝土支承层或混凝土底座。 利用填充作为无碴轨道支承层的结构如下图所示。
隧道内铺设无碴轨道的基本要求
➢ 隧道仰拱基底不得有积水，必要时应采取注浆或其 他措施治理，防止隧底基底软化或水土颗粒流失。隧 道内应设双侧水沟，并确保排水系统通畅，根据各隧 道的水文地质情况，预留必要的排水储备能力。 ➢ 不良地质地段，仰拱施工前应进行基底承载力检测。 当围岩基底承载力达不到0.3 MPa，或者预计发生沉 降变形时，应采取地基加固措施。一般情况下，活动 断层地段不宜铺设无碴轨道。如铺设无碴轨道。应采 取方便维修或调整的相应措施。
隧道内铺设无碴轨道的基本要求
利用底板作为无碴轨道混凝土支承层的结构如下图所示。
隧道内铺设无碴轨道的基本要求
➢ 隧道内混凝土支承层或混凝土底座在距隧道洞口 200m范围内伸缩缝设置与露天区间一致，洞内其余地 段伸缩缝间距可适当加大，在隧道结构沉降缝处对应 设置伸缩缝。 ➢ 隧道混凝土回填层是基底内无碴轨道的直接承力层， 回填层混凝土强度等级不低于C20，以兼做支承层回 填混凝土的强度等级不低于C25。
（三）防水工程措施
施工缝与变形缝： ➢ 施工缝是由于隧道衬砌混凝土施工所产生的冷接缝，是
防水薄弱环节之一，施工缝若处理不好，不仅造成衬砌混凝 土裂缝及洞内漏水，还会降低结构的强度和耐久性； ➢ 为防止由于衬砌不均匀下沉而引起裂缝，在地质条件变 化显著、衬砌受力不匀地段，应设置沉降缝，为防止由于温 度变化剧烈或混凝土凝结时的收缩影响而引起衬砌开裂，应 设置伸缩缝，这两种结构缝统称为变形缝；变形缝应采用柔 性材料做防水处理。 下页图！
路隧过渡段工程
中国
隧道内无碴轨道的防噪声措施
与铺设有碴轨道相比，铺设无碴轨道对隧道 内压力波的传播和洞口微气压波均有明显的负面 作用，不利于缓解隧道内空气动力学效应。
采取措施：尽量在洞内轨道上面或隧道边壁， 采取一些增加壁面粗糙度或具有吸声作用的材料。 另一种措施是在洞外设置加高的防声墙。
隧道内无碴轨道的防噪声措施
（四）排水工程措施
在排水型隧道中，必须做好衬砌背后的排水系统， 使水能通畅排出。隧道排水系统主要包括环向排水 盲沟、纵向排水盲沟、侧沟、横向排水盲管和中央 排水沟这一体系。
（四）排水工程措施
排水盲管： 环向排水盲管的作用是在岩面和初期支护喷射混凝土之间、 初期支护喷射混凝土与防水板之间提供过水通道，并使之下 渗到纵向排水管。
荷兰某隧道为降低隧道内及洞口噪声，在两侧墙壁安装吸声板的措施。
隧道内无碴轨道的防噪声措施
德国科隆-法兰克福某隧道内在无碴轨道面上铺设预制吸声材料， 以减小无碴轨道对空气动力学效应的负面影响。
隧道防排水设计
（一）高速铁路隧道防水标准
为了保证高速铁路安全运行和设备正常运转，根据 《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》（TZ2142005）和《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标 准》（铁建设[2005]160号），隧道衬砌和设备洞室衬 砌的防水等级应达到《地下工程防水技术规范》 （GB50108-2001）规定的一级防水标准，即二次衬砌 不允许渗水、二次衬砌表面无湿渍。
（三）防水工程措施 施工缝与变形缝：
高速铁路隧道施工缝构造形式
高速铁路隧道带接水盒 的变形缝构造形式
（三）防水工程措施
防水混凝土： ➢ 二次衬砌混凝土既是外力的承载结构，也是防水的最后
一道防线，因此要求衬砌具有一定的抗渗性； ➢ 防水混凝土是以水泥、砂、石为原料，通过规定的及配 比，并掺入少量外加剂，通过调整配合比、抑制或减少空隙 率、改变孔隙特征、增加各原料界面间的密实性等方法，配 置具有一定抗渗能力的防水混凝土； ➢ 根据《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》要求，二 次衬砌防水混凝土抗渗等级不低于P8。
路隧过渡段工程
为减小过渡段线路的刚度突变，需要在路基与隧道连接处设置过渡 段，以实现过渡段范围内线路刚度的渐进过渡。
下图为韩国无碴轨道与有碴轨道路基过渡段结构。 洞外有碴轨道侧33.6m范围内道床碎石按照不同的密实度捣固，形 成不同的刚度梯度。无碴轨道的素混凝土基础延伸到有碴轨道约60m长 度范围内，形成刚度的渐进过渡。
路隧过渡段工程
下图为德国无碴轨道路隧过渡段，在隧道出口铺设5cm厚的硬泡 沫板，从隧道出口按照5.75%的坡度填筑楔形水泥土，.逐步向普通填 筑路基过渡。
路隧过渡段工程
我国的相关技术规定：为保证过渡段 无砟轨道末端支承层的可靠连接，自无砟 轨道起点至洞内25m范围内，对仰拱回填 层进行凿毛处理，并应预埋与底座的连接 钢筋。
无碴轨道的应用情况
下图为博格板式无碴轨道在国外隧道中的应用情况。
博格板是一块块长6.45米、高 20厘米、重达9.6吨的混凝土 承轨台，每一块的长、宽、高 误差都被严格控制在３毫米以 内。实际上，每块博格板就相 当于连成一体的10块枕木。博 格板全部铺设完成后，钢轨就 被直接固定在博格板上。 我国在京津城际使用！
（二）防排水原则
在下列条件下，需优先设计防水型隧道： 1 地面生态和社会环境敏感，要求严格限制排水以免 对其造成影响，特别是在隧道地区居民分布密集或存在地下 水供水水源，大量排放会对环境等造成重大影响的场合； 2 地表下沉影响较大，从而危及结构物正常使用及周 边环境的场合； 3 地下水具有腐蚀性，需要将地下水与混凝土隔离的 场合。
无碴轨道的应用情况
雷达2000型无碴轨道的结构图
德国雷达型无碴轨道于 1972年首次铺设于德国 比勒菲尔德至哈姆的一段 线路上，以Rheda车站而 命名，属轨枕埋入式无碴 轨道。雷达2000型无碴 轨道是雷达型无碴轨道系 统发展的最新型式，主要 由钢轨、扣件、预制双块 式轨枕、混凝土道床板以 及水硬性支承层组成。
（二）防排水原则
高速铁路隧道防排水应遵循“防、排、截、堵结合， 因地制宜，综合治理”的原则，在设计时需要考虑以下因素：
1 水文和气候因素； 2 地下水类型、水位，以及补给径流和排泄特征； 3 地下水化学成分（是否具有侵蚀性或腐蚀性）； 4 地下水排放对周围生态环境的影响； 5 隧道开挖方法和隧道衬砌设计等。 隧道可分为防水型隧道和排水型隧道。
无碴轨道的应用情况