浅谈严寒地区隧道防排水设计
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一
、
Baidu Nhomakorabea
概 述
我国东北地区由于所处 的高纬度寒冷环境所带来
安 山及安 洞 内外排水设施损坏 ．严重漏 ５ 白卡 尔隧道 １０ ． ９ １ 山岩 夹泥 水。通风 不良。１ ９ ３ ９ １７ ３ ９ ７年安设 照
页岩 明设 备 。
的一系列冻害使得寒区、严寒地 区隧道 的防排水设计 和施工面 临许多新 的问题 ，处置不当会给后期 的运营 管理带来 困难 ，甚至在今后造成很大的经 济损 失。如 何从设计上全 面的考虑隧道 的防排水设计，从根本上 解决寒 区、严寒地 区隧道 由于水造成隧道的病 害问题 变得 日益迫切 。 调 查表 明，处于严寒地 区的哈尔滨铁路局所辖范
道 洞 口外 。而 严 寒 地 区 隧 道 由于 水 而 发 生 的一 系 列 病
（ 排水设计 二） １ ．中心排 水沟 。根据 目前 的规范 ，在不考 虑坡
害，正是 由于上述防水和排水措施在设计和施工 时出 现 了问题 ，主要表现在：
度折减 的条件 下 ，线路纵坡 为３ ０ ０ ％ ＂３ ‰，而一般 设
聋
害等病害加剧 ，影响行车及 人身安全 。分析其原因很
复杂 ，但归根结底只有两点：排水 不畅通 ，防水不严
密 。 目前 国内隧道的防水设计 ，主要通过 围岩径 向注 浆 、防水板及二次衬砌结构 自防水三个 方面；而排水
设计主要 是通过一系列 的管道将衬砌背后积水排 出隧
６ ｏ 中 ‘ 技 ０ 阖； 新 ｂ ２ １ ’ ０２ ０
计纵 向中心排水沟 的坡度与线路 的纵坡 一致 。而 由于
（ 防水板损伤 一） 目前 国 内隧道 主要通 过新奥法理念进行设计与施 工，采用复合式衬砌 ，即初期支护＋ 防水层＋ 次衬砌 二
的 “ 明 治 ”结 构 。防 水 板 损 伤 的 原 因 有 以下 几 个 ： 三
一
坡度较小 ，管 内水流速较慢 ，在低温 的条件 下容 易结
ａ
ｓ 蔷 ’ ｎ 羞竹建 黑 侵 改０ 君 盯 Ｆ犯 凋 迓 别
杜草 隧 道 下
￣
．
３ ７ ９ １ 花 岗岩 ２ ｏ ８３５ ４ １ ｏ４年漏水病害整治 １ 处。 １
序 隧名 号 道
蓑 地概 现及修况 质况 状维状
漏水 ． 排烟不 良。１９ 年发现 ９３ 道床裂纹 。１ ９ 年 、２ ０ ９９ ０ ０年、
漏水 ， 季结冰拄 ， 冬 村砌 裂纹，
：
越 号们 。
花岩辜 荤 岗
１ ９ ９ 年 １
五次不 同程度大修加 固。
二 、隧道 水害原 因分析
严 寒地 区隧道漏水会造成道床翻浆 冒泥、挂冰侵
限、衬砌开裂腐蚀 、轨道及零部件锈蚀 、电力设备损
ｓ
西 川耋 雀
西 ｓ 妻
水危害 ，４ 座受冻害影响，３ 同时受冻害和渗漏水的 座
ｓ 恒隧 。 ｓ 山道 ｔ
。
言
年分别对 中心排水沟大修 。
影 响，给 目前运 营和维修造成很 大的代价 。表 １ 为其
中危害较严重的ｌ座 隧道情况简介 ： １
表 １哈 局范 围内隧道 水害情况统计
１ 。
三 隧ｓ ｌ ｌ 号 ｓ
，，
１ ９ 年 漏水大修 。２０ ９３ ０ １年 １ ０ １ 兴安岭隧道 ３ ０ １ ９ 花 岗岩 月一 ２０ 年 ９ １ １０ ９１ ０２ 月 ５日对洞 内 排水 系统等二次 大修 。
杜葬上 ｓ花岩 ２ 磊 整 草道 。 。 ０ 岗 ０ ０ １ 絮
治 ，并 于 ２０ 年对洞 内漏水病 ０４ 害整 治 ５ 处。
＾ 圜柽隧ｉ 酋 ７ ， １７ ｑ１
６ 弪道７＿１ 量灰 衬 严 裂……“溃 漏 图隧 ２ ９ 凝耋 砌 鼗 ３ ７ 姿岩 ５ ，部 … … 重 损 拱… 。 ：压 ，
，
… … 川吲 馏
漏水 风 化 。１７ ９ ７～ １ ８ 换 ９ ６年
围 内目前运 营的３ 座铁路 隧道 中，其 中有２ 座受渗漏 ４ Ｏ
求 ，但表 面是粗糙的 ，加上锚喷支护 中施作锚杆时外 露未处理的端部，容易造 成防水板破坏而漏水 ；另一
故牡绥 线根据隧道 长度通长 （ ｋ 以内）或 者在洞 口 ２ｍ 段一定 范围 内 （ 余低洞 口端 ｌ ｍ 其 ｋ ）设置 中心 深埋水 沟 （ 图１ 如 、图２ ），使水沟排水面位于 当地冻结线 以
浅谈严寒地区隧道 防排水设计
杨 昌贤 夏 勇
（ 道 第三勘 察设 计 院 集 团有 限公 司 ， 津 ３ ０ ５ 铁 天 ０ ２ １）
摘要 ： 针对 严寒 地 区隧道 水 害产 生的 原 因，结合 牡绥 线设计 ，从 隧道 防水板 、 中心排 水沟、保 温措施 和 盲沟
设计 等方 面 出发 ，文章对严 寒地 区防排水设 计提 出一 些认识 ： 用适 于低 温且柔 韧性 、抗压 性能好 的 防水板 选 材料 ； 隧道 全 长或 者洞 口 一 定 范围 内设 置 处于冻 结线 以外的 中心深 埋水 沟和环 向盲 沟 ； 用聚 氨 酯板保 温 段 采 材料 ，并设 置保 温 出水 口和 双侧保 温 水沟 。 关键 词 ：严寒地 区 ； 防排 水设计 ；中心排 水 沟 ； 沟 盲 中图分类 号 ： ５ Ｕ４ ３ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ：１ ０ － ３ ４（ ０ ２） １ ０ ６ － ３ ０９ ２７ ２ １ ０－ ００ ０
冰堵塞 ；另外 由于施工 的误差 ，横 向排水 管与纵向中 心排水管之 间、纵 向中心排水管之 间连接不 紧密 ，而
造 成 管 内泥 沙堆 积 堵 塞 排 水 不 通 畅 。
方 面根据 目前的施工工艺 ，防水层外侧的初期支护 般 为喷射 混凝土 ，相关技术规范 中虽有平整度 的要
一
针对 上述 问题，综合考虑到对于超过 一定长度 的 隧道 （ ｋ 以上 的），局部段落 基本不受冻 害影 响， ２ｍ
下，其余段 落施作 中心排水沟 。
方面伴 随着 隧道运 营时间的增加 ，周边围岩的进一步
、
Baidu Nhomakorabea
概 述
我国东北地区由于所处 的高纬度寒冷环境所带来
安 山及安 洞 内外排水设施损坏 ．严重漏 ５ 白卡 尔隧道 １０ ． ９ １ 山岩 夹泥 水。通风 不良。１ ９ ３ ９ １７ ３ ９ ７年安设 照
页岩 明设 备 。
的一系列冻害使得寒区、严寒地 区隧道 的防排水设计 和施工面 临许多新 的问题 ，处置不当会给后期 的运营 管理带来 困难 ，甚至在今后造成很大的经 济损 失。如 何从设计上全 面的考虑隧道 的防排水设计，从根本上 解决寒 区、严寒地 区隧道 由于水造成隧道的病 害问题 变得 日益迫切 。 调 查表 明，处于严寒地 区的哈尔滨铁路局所辖范
道 洞 口外 。而 严 寒 地 区 隧 道 由于 水 而 发 生 的一 系 列 病
（ 排水设计 二） １ ．中心排 水沟 。根据 目前 的规范 ，在不考 虑坡
害，正是 由于上述防水和排水措施在设计和施工 时出 现 了问题 ，主要表现在：
度折减 的条件 下 ，线路纵坡 为３ ０ ０ ％ ＂３ ‰，而一般 设
聋
害等病害加剧 ，影响行车及 人身安全 。分析其原因很
复杂 ，但归根结底只有两点：排水 不畅通 ，防水不严
密 。 目前 国内隧道的防水设计 ，主要通过 围岩径 向注 浆 、防水板及二次衬砌结构 自防水三个 方面；而排水
设计主要 是通过一系列 的管道将衬砌背后积水排 出隧
６ ｏ 中 ‘ 技 ０ 阖； 新 ｂ ２ １ ’ ０２ ０
计纵 向中心排水沟 的坡度与线路 的纵坡 一致 。而 由于
（ 防水板损伤 一） 目前 国 内隧道 主要通 过新奥法理念进行设计与施 工，采用复合式衬砌 ，即初期支护＋ 防水层＋ 次衬砌 二
的 “ 明 治 ”结 构 。防 水 板 损 伤 的 原 因 有 以下 几 个 ： 三
一
坡度较小 ，管 内水流速较慢 ，在低温 的条件 下容 易结
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ｓ 蔷 ’ ｎ 羞竹建 黑 侵 改０ 君 盯 Ｆ犯 凋 迓 别
杜草 隧 道 下
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蓑 地概 现及修况 质况 状维状
漏水 ． 排烟不 良。１９ 年发现 ９３ 道床裂纹 。１ ９ 年 、２ ０ ９９ ０ ０年、
漏水 ， 季结冰拄 ， 冬 村砌 裂纹，
：
越 号们 。
花岩辜 荤 岗
１ ９ ９ 年 １
五次不 同程度大修加 固。
二 、隧道 水害原 因分析
严 寒地 区隧道漏水会造成道床翻浆 冒泥、挂冰侵
限、衬砌开裂腐蚀 、轨道及零部件锈蚀 、电力设备损
ｓ
西 川耋 雀
西 ｓ 妻
水危害 ，４ 座受冻害影响，３ 同时受冻害和渗漏水的 座
ｓ 恒隧 。 ｓ 山道 ｔ
。
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年分别对 中心排水沟大修 。
影 响，给 目前运 营和维修造成很 大的代价 。表 １ 为其
中危害较严重的ｌ座 隧道情况简介 ： １
表 １哈 局范 围内隧道 水害情况统计
１ 。
三 隧ｓ ｌ ｌ 号 ｓ
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１ ９ 年 漏水大修 。２０ ９３ ０ １年 １ ０ １ 兴安岭隧道 ３ ０ １ ９ 花 岗岩 月一 ２０ 年 ９ １ １０ ９１ ０２ 月 ５日对洞 内 排水 系统等二次 大修 。
杜葬上 ｓ花岩 ２ 磊 整 草道 。 。 ０ 岗 ０ ０ １ 絮
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漏水 风 化 。１７ ９ ７～ １ ８ 换 ９ ６年
围 内目前运 营的３ 座铁路 隧道 中，其 中有２ 座受渗漏 ４ Ｏ
求 ，但表 面是粗糙的 ，加上锚喷支护 中施作锚杆时外 露未处理的端部，容易造 成防水板破坏而漏水 ；另一
故牡绥 线根据隧道 长度通长 （ ｋ 以内）或 者在洞 口 ２ｍ 段一定 范围 内 （ 余低洞 口端 ｌ ｍ 其 ｋ ）设置 中心 深埋水 沟 （ 图１ 如 、图２ ），使水沟排水面位于 当地冻结线 以
浅谈严寒地区隧道 防排水设计
杨 昌贤 夏 勇
（ 道 第三勘 察设 计 院 集 团有 限公 司 ， 津 ３ ０ ５ 铁 天 ０ ２ １）
摘要 ： 针对 严寒 地 区隧道 水 害产 生的 原 因，结合 牡绥 线设计 ，从 隧道 防水板 、 中心排 水沟、保 温措施 和 盲沟
设计 等方 面 出发 ，文章对严 寒地 区防排水设 计提 出一 些认识 ： 用适 于低 温且柔 韧性 、抗压 性能好 的 防水板 选 材料 ； 隧道 全 长或 者洞 口 一 定 范围 内设 置 处于冻 结线 以外的 中心深 埋水 沟和环 向盲 沟 ； 用聚 氨 酯板保 温 段 采 材料 ，并设 置保 温 出水 口和 双侧保 温 水沟 。 关键 词 ：严寒地 区 ； 防排 水设计 ；中心排 水 沟 ； 沟 盲 中图分类 号 ： ５ Ｕ４ ３ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ：１ ０ － ３ ４（ ０ ２） １ ０ ６ － ３ ０９ ２７ ２ １ ０－ ００ ０
冰堵塞 ；另外 由于施工 的误差 ，横 向排水 管与纵向中 心排水管之 间、纵 向中心排水管之 间连接不 紧密 ，而
造 成 管 内泥 沙堆 积 堵 塞 排 水 不 通 畅 。
方 面根据 目前的施工工艺 ，防水层外侧的初期支护 般 为喷射 混凝土 ，相关技术规范 中虽有平整度 的要
一
针对 上述 问题，综合考虑到对于超过 一定长度 的 隧道 （ ｋ 以上 的），局部段落 基本不受冻 害影 响， ２ｍ
下，其余段 落施作 中心排水沟 。
方面伴 随着 隧道运 营时间的增加 ，周边围岩的进一步