毕业设计之隧道防排水设计[全面]

翠峰山隧道防水排水设计

6.1隧道防水排水设计原则

隧道防排水应遵循“防,排,截结合,因地制宜,综合治理”的原则,保证隧道结构物和运营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,洞内外形成一个完整的防排水系统.

“防”即要求隧道衬砌,防水层具有防水能力,防止渗水入洞内.

“排”即隧道应有畅通的排水设施,将衬砌背后,路面结构层下的积水排如洞内中心排水沟或侧边沟.

“截”是设置截水沟等设施,截走易渗入带隧道的地表水.

“堵”是针对隧道围岩有渗漏水的地段,采用注浆,喷涂,堵水墙等方法,堵在岩体内.

1、高速公路的隧道防排水应满足下列要求

(1)拱部,边墙,路面,设备箱洞不渗水.

(2)有冻害的地段的隧道衬砌背后不积水,排水沟不冻结.

(3)车行横通道,人行横通道等服务通道拱部不滴水,边墙不趟水.

2、常用方法

(1)截水措施：在地表水上游设置截水导流沟,地下水上游设置泄水洞或洞外井点降水.

(2)堵水措施：喷射混凝土堵水,塑料板堵水,混凝土衬砌堵水,注浆堵水.

(3)排水措施：利用盲沟,泄水管,渡槽,中心排水沟或排水侧沟等将水排出洞外.

6.2 翠峰山隧道防水设计方案

1、一般规定

公路隧道防水的基本方法与措施如下

(1) 公路隧道首先要重视防止地表水的下渗,其措施为填平、铺砌、勾补、抹面等;

(2) 围岩破碎、涌水易坍塌地段,宜直接向围岩内预压浆;

(3) 公路隧道衬砌防水,首先采取引排措施,然后敷设衬砌内、外防水层;也可修建复合式衬砌,采用夹层防水层;

(4) 混凝土应满足抗渗要求;

(5) 施工缝、变形缝等处的防渗应采用专门的防水措施.

2、复合式衬砌防水系统

隧道采用复合式衬砌,在初期支护和二次衬砌之间铺设防水板和无纺土工布组成的防水层,以防地表水渗漏进入隧道内,无纺布的密度为350g/㎡,防水板采用易于焊接的防水卷材,厚度为1.2米米,接缝长度为120米米.

3、二次衬砌防水系统

二次摸筑衬砌采用防水混凝土,本身具有一定的抗渗阻水性能.充分利用混凝土衬砌的防水性能,是最基本的防水措施.改善和利用混凝土衬砌的抗渗防水性能,可以通过提高混凝土的抗渗等级,以及在施工过程中采用机械振捣,使其密实.二次衬砌施工缝、伸缩缝、沉降缝等是防渗漏水的薄弱环节.可靠的防水措施是指除按施工规范要求处理外,还应进行精心的设计,采用合理的防水材料和构造形式,二次衬砌施工缝、沉降缝的主要构造形式如下图.

图6.1二次衬砌施工缝、沉降缝的构造形式

6.3翠峰山隧道排水设计方案

由水文地质条件可知,隧道区地表水系不发育,仅在冲沟内时有小股水流,雨季流量稍大,旱季甚微,对隧道施工及其运营影响小.场地地下水主要为基岩裂隙水,水文地质条件属于较简单类型.本隧道拟采用防排堵相结合的方法,在初期支护与二次衬砌之间设PVC板和无纺布堵水,全隧道布满.衬砌边墙脚喷砼与防水层之间设纵向透水软管,环向导水盲沟,由于地下水量不大,可不设中心排水沟,衬砌背后的地下水可以直接由路面边沟排出洞外,隧道洞门顶部设置洞顶截水沟,仰坡上设置截水天沟.

隧道的防排水系统具体如下

1、洞身部分

根据地质勘察质料,隧道内一般地段有少量的地下水,仅在冲沟内时有小股水流.二次衬砌采用防水混凝土,衬砌背后采用PVC防水板加无纺布的防水层,采用无钉铺设施工,衬砌防排水见图6.2.防水层外环向每隔10米设一道盲沟,孔径设计为100米米,将喷射混凝土和防水板之间的裂隙水引入隧道洞内的纵向排水沟,环向盲沟见图 6.3.两侧边墙各设纵向排水管一根,用以引导衬砌后的裂隙水聚集进入两侧排水边沟,衬砌边墙留设了纵向排水管检查口,拱角排水大样见图6.4.施工缝设缓膨胀型橡胶止水条,见图6.5,沉降缝采用中埋式橡胶止水带,见图6.6.

图6.2衬砌防排水立面图

图6.3环向盲沟示意图

图6.4拱脚排水大 样图

图6.5施工缝防水示意图

图6.6沉降缝橡胶止水带示意图

2、洞口部分

对两端洞口段地表水采用以截为主,排,堵,截结合的 原则,在洞口山坡上设置截水天沟,尺寸大 小 为50厘米×50厘米.洞门顶部设置排水沟,尺寸大 小 为60厘米×60厘米,见图6.7,边墙设纵向透水软管,使洞内外形成一个完整的 排水体系. PVC垫片复合300g/m2无纺布

防水层1.2mm厚

PVC防水卷材膨胀型橡胶止水条

背贴式PVC止水带

焊接围岩

初期

支护

钢筋卡橡胶止水带

复合300g/m2无纺布

初期

支护

PVC垫片焊接背贴式PVC止水带

围岩

防水层1.2mm厚

PVC防水卷材

图6.7截水天沟

3、路面排水

隧道内路面设置单面横坡,坡度 为-1.29%,隧道两侧对称设置有开口式明沟,

如图 6.8.

检修道路面设计横坡 1.5%,以利于表面排水;在墙脚侧设纵向凹槽,排水槽细部如图 6.9,路侧边沟主要排引隧道围岩中的 地下水、营运中隧道内清洗污水、消防污水和其它污水,电缆沟内集水也应引入路侧边沟,集中排出洞外.

该隧道的 防排水系统布置见图6.10所示

图6.8开口式明沟

图6.9排水槽细部

图6.10防排水系统布置图

4、洞口防排水

洞口排水系统满足不渗漏的要求,起到截排水的作用,并将洞口边、仰坡地表水引出洞口以外.洞外的水不能流入隧道,避免将洞口外泥沙和杂物带入洞内,堵塞洞内排水系统.为了防止地表水冲刷洞口和洞口边、仰坡,洞口和明洞设置截水沟和排水沟,洞门顶部设截水天沟,以形成完善的防排水系统.天沟设于边、仰坡顶5米以外,其坡度根据地形设置,为2%,以免淤积.洞门端墙及挡翼墙背后设置滤水层通过端墙及挡翼墙所设泄水孔排水.对洞口盲沟系统定期检查其通畅性,当有阻塞时及时疏通.排、截水沟形式如图6.11所示.

图6.11 排、截水沟形式

a)排水沟;b)截水沟

5、本隧道处于寒区还应做保温处理

6.4本章小结

隧道防排水在隧道设计中占有非常重要的地位,本隧道严格遵循“防、排、截、堵”结合,因地制宜,结合治理”的原则,结合水文地质条件,因地制宜,选用适宜的方法,最终满足隧道运行要求.