隧道底部结构及防排水设计解析

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。

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。

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。