合武铁路大别山隧道防排水施工设计优化.pdf

2 0 1 0年第 3期 铁道建筑 Ra i l wa y En g i ne e r i n g 3 7 文章 编号 ： 1 0 0 3 1 9 9 5 ( 2 0 1 0 ) 0 3 - 0 0 3 7 - 0 3 合武 铁路大别 山隧道 防排水施工设计优化 喻天金 ， 唐 可 ， 焦苍 ( 沪汉蓉铁路 湖北 有限责任公司 ， 武汉4 3 0 0 7 1 ) 摘要 ： 大别 山隧道 为合 武铁路 最长 的隧道 ， 在 隧道施 工设 计 中综合 采 用 了各种 防排 水措施 。详 细介 绍 隧 道 内无砟 轨 道道床 底板 排 水施 Y - 设计 ， 建议 适 当强化 隧道 底部排 水措 施 ， 无砟轨 道 底板 与隧道 底板 间采 用界 面剂进 行 防水 ， 为类似 工程提 供 参考 。 关键词 ： 大 别 山隧道 防排 水 施 工设 计 中图分 类号 ： U 4 5 3 6 文 献标识 码 ： B l工 程 概 况 言 量 新 建合肥 至武 汉铁 路大 别 山隧道地 处 大别 山腹地D K 2 2 5+6 8 2 ， 隧道 全 长 1 3 2 5 6 m， 大 别 山 隧道 是 合 武 的湖北 省麻城 市境 内 ， 穿越 大别 山 山脉 孟 匠岩 主峰 ， 进 线最 长 的隧道 ， 纵断 面如 图 1 所 示 。 图 1 大别山隧道纵向布置示意 隧道 内设 人字坡 ， 采 用无砟 轨 道整体 道床 ， 为 单洞 双线 电气 化 客货 共 线 铁 路 隧 道 。线 问距 为 4 6 r n ， 隧 道 内轨顶 面 以上有效 面 积为 9 2 IT I 。 隧道设 无轨 运输 斜 井 两 座 ， 一 号 斜 井位 于 隧 道 右 侧 ， 与线路 小 里 程 方 向 平 面 交 角 为 3 8 。 ， 综 合 坡 度 为 9 1 9 ， 斜长 6 4 6 8 8 I T I 。二 号 斜 井 位 于 隧 道 右 侧 ， 与 隧道 中线 正交 ， 综 合坡 度 为 8 2 ， 斜长 1 0 7 6 8 7 m。 隧道位 处剥 蚀 中低 山 区 ， 最 大 埋 深 约 5 3 0 n fl 。隧 道 出露 地层 主 要 有 下 元 古 界 大 别 山群 片麻 岩 组 合 和 K 1白垩系 花 岗岩 系 列 及 少量 第 四系 坡 洪积 层 。隧 道 收 稿 日期 ： 2 0 0 9 1 2 - 1 5 ； 修 回 日期 ： 2 0 1 0 -0 1 - 2 0 作者简介 ： 喻天金( 1 9 6 4 一) ， 男 ， 武汉市人， 高级 工程师 。 洞身 范 围内发育 有 2处 接触 带 、 3处 断层 、 5处节 理 密 集 带 ， 断层 和接触 带处 地表 均表 现为 峡谷或 冲沟 ， 其 中 出露 于 D K 2 1 4+ 7 7 0处 的F d 3 桃 李 冲一 张 广 河 断层 预 测 隧道开 挖 时最大地 下 出露水 量为3 0 0 0 r n d 。 2隧道防排水设计 2 1 防排水 原则 隧道 采取“ 防 、 排 、 截 、 堵 相结 合 ， 因地 制宜 ， 综合 治 理 ” 的原 则 ； 在地下 水 与地 表水联 系 密切 且对 水环 境有 严格要 求地段 ， 采取 “ 以堵 为主 ， 限量排放 ” 的原 则 。 2 2防 排水设 计 1 ) 隧道内设双侧高式水沟及 中心水沟 ， 两侧墙下 部设 泄水 孔排 水 。侧 沟 主要 用 于 汇 集 和排 除地 下 水 ， 0 O O O 0 O 0 O 0 O O 0 O 5 O 5 O 5 O 5 O 5 0 5 7 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 1 m 忙一 一 礓 盒 3 8 铁道建筑 Ma r c h， 2 01 0 并将地下水引人 中心管沟， 同时起到沉淀 的作用。中 心管 沟主要用 于排水 ， 同时汇集道 床顶 部积水 ， 疏 干底 板下积水 ， 见 图 2 。 2 ) 全 隧 道 初 期 支 护 与 二 次 衬 砌 之 间 拱 墙 铺 设 E V A防 水 卷 材 加 土 工 布 防 水 ， 防 水 卷 材 厚 度 1 2 m m， 土 工布质量 3 0 0 g m 。 3 ) 全隧道 防水卷材 背后设 置 4 , 5 0 m m环 向排 水盲 沟 ， 纵向间距 8 m 环 ， 防水卷材下端泄水孔高程处设 置 4 , 8 0 m i l l 纵 向排 水 盲沟 。纵 向盲 沟 81 0 m 一 段 ， 纵向盲沟两端及环向盲沟下端采用圆弯接入 隧道侧 沟 ， 见 图 3 。 4 ) 全 隧道 纵 向施 工 缝 采 用 涂 界 面剂 防水 ， 拱 、 墙 环 向施工缝 设置 中埋式 止 水带 ( 纵 向间距 8 m 环 ) 防 水 和 5 0 m m波纹 管外 包 土工 布 排 水 ； 仰拱 环 向施 工 缝设置中埋式止水带防水； 变形缝处设置橡胶止水带 及 聚硫 密封胶 防水 ， 并 设置排水 暗槽排水 ， 见 图 4 。 5 ) 当隧道 内有单个漏水点 时应埋设硬 塑料管引 排至洞 内侧沟 。 6 ) 初期 支 护 后 有 大 面积 渗 漏 水 或 大股 地 下 出露 水时 ， 采 用围岩 注浆 。 7 ) 在 开 挖 过 程 中 ， 如 发 现 底 部 有 集 中地 下 水 出 现 ， 需埋设盲沟排水 ， 盲沟采用外径 8 9 m m， 壁厚 3 5 m m 的钢 花管 内衬 4 , 8 0 m m 的塑料透水 管组成 ， 引排至 隧道 中心管沟 。 8 ) 隧道 二次衬 砌采 用 掺外加 剂 的 防水 混凝 土 ， 抗 渗等级不低 于 P 8 。 9) DK 2 1 3+9 3 5DK 2 1 3+9 9 0、 D K2 1 4 +7 3 0 DK21 4 +8 6 0、DK2 1 8 + 7 71 DK21 8 +8 21、 DK2 2 2 + 7 4 0DK 2 2 2+8 1 0、 D K2 2 5+8D K 2 2 5+7 3段 V级 围 岩断层 破碎带地 表 水及 地 下 水较 发 育 ， 设计 采 用 5 m 超前 预注浆堵水 。 毒 蛾 赢 ( 先施工段 ) ( 后施工段 l l 初期支护( 或基底 ) 1 0) DK 2 1 3 +3 5 0D K2 1 3+4 1 0、 D K 2 1 3+9 0 5一 DK21 3 +9 3 5、 DK21 3+9 9 0 DK21 4 +2 0、 DK21 8十5 0 9 DK21 8 十5 5 5、 DK21 9 +3 6 0 DK21 9 +41 0、 DK2 2 7 + 5 3 3 D K 2 2 7+5 7 4段 级 围岩接 触带 地 表水 、 地下 水 较发育 ， 设 计采 用开挖后 3 m径 向注浆 。 图 2 级 围岩地段 中心管沟示意( 单位： c m) 线 路 d 线 At 线 路 中 线 I l 初 期支护 。 环 匈捧水 盲沟 E v A j 防水卷材加土工布 I 二次模筑村砌 混 - 64 凝 撩 厚 (纵 向 施 工 6 1 0 0 P V C引水 5 管间 距3 0 m 7 集水井 、 捧水盲沟 水沟 出口 ( 东 ) 间距 8c m 纵向间距 3 0 m 图 3 无缝地段防排水系统断面布置示意 初期支护 防水板加土工布 遇 先施工段) ( 后施工段) 1 哂 ( a ) I I 、 I 级围岩拱墙环向旌工缝 ( b ) I I 、 I 级围岩仰拱墙环向旆工缝 ( c ) I v 、 V级围岩拱墙环向施工缝 ( d ) 、 V级围岩仰拱环向施工缝 图 4 施工缝 防水示意 ( 单位 ： c m) 3 隧道防排水设计优化 排至 有单个漏水点时应埋设硬塑料管引 防排水 设计优 化主要 是根据 隧道施工 中遇到 的各 2 ) 全隧道 侧沟 、 中心 管 沟 、 环 纵 向排 水盲 沟 、 连接 种情况， 由设计院提出相应的对策 ， 确保隧道防排水满 侧沟与集水井的横向排水管必须保持疏通 ， 站后施工 足运营要求。 单位在施工完毕时应及时清理建筑垃圾， 做到“ 工完 隧道 中线 面 顶 轨 内 2 0 1 0年第 3期 合武铁路 大别 山隧道 防排 水施 工设 计优化 3 9 料 清 ” ， 对隧 道 侧 沟 施 工 的 薄 弱 质 量通 病 ( 如 施 工 缝 、 蜂 窝 、 麻面 等 ) 要 加强 施 工 质量 控 制 ， 保 持 隧道 排 水 通 畅 。 3 ) 设计 中隧 道 无 砟 轨 道 道 床 板 与 中 心 明 沟 之 间 两侧 各 9 0 c m 宽地 段 设 置有 2 横 坡 ， 在施 工 过 程 中 严格 控制 ， 必要 时开槽 引排 ， 禁 止无砟 轨 道底板 积水 现 象 发生 。 4 ) 开通 后 ， 建立定 期排 水 系统维 修养 护机 制 。 5 ) 对 于地 下水 出露 较 大 的地 段 ， 为 确 保仰 拱 及 底 板 结构安 全 ， 结 合工 程 实际按 照 “ 释压 排 水 ” 的 原则 进 行 处理 。 在隧道地下出露水量较大的地段 ， 所有 级 围 岩 底板地 下 出露水 地段 隧道 中心 管沟检 查井 在找 平层 下 ( 即检 查井 盖 板 面 下约 4 0 c m) 向 四周 钻 设 引水 孑 L ， 横 向引水孔 应穿透 检 查 井侧 墙 深 入 围岩 中 ， 纵 向应 穿 透 检查 井侧墙 深入 至 中 心 管沟 两 侧 碎 卵 石滤 层 中 ， 检 查 井纵 、 横 向两端 各布 设两孔 ， 横 向布 孔不 得破 坏隧 道 侧 沟 至 检 查 井 的 排水 管 。引 水孔 孔 径 为 + 5 0 mm， 插 入 + 5 o m m 壁厚 3 5 m m 钢花管 ， 见 图 5 。 在 隧道地 下 出露 水 量 较 大地 段 ， 沿 隧道 中线 排 水槽 布设 引水 孔 ， 引水 孔 孔径 为 + 4 2 mm， 引 水孔 纵 向 间距 1 0 m， 引水 孔 由 隧道 中线 向横 向两 侧 的 外 倾 角 为 4 0 。 ， 深 入 围岩 中不 小 于 5 0 c m， 引 水孔 中插 入 + 4 2 m l T l 壁 厚 3 5 mm钢 花管 ， 将地 下水 引排 至 中心管 沟 或 中心 排水槽 ， 纵 向引 水 孔 间距 可 根 据 现 场具 体 情 况 和 引水 效果进 行适 当调 整 ， 见 图 6 。 在隧道地下出露水量较大的地段 ， 所有 、 、 V级 围岩 底板 地下 出露水 地段 在 中心管 沟检 查井 无砟 轨道 垫层 C 3 0 7 昆 凝 土底 高 程 处 向下 钻 设 引水 孔 ， 引 水 孑 L 深 入 围岩 中不 小 于 5 0 e m， 插 入 + 5 0 mm 壁 厚 3 5 m m 的钢 花管 。 譬 ， 内轨顶面、 、 0 l o o 2 0 0 2 罐 床 板 底 面冀 -I I l、 0 丫 一 I ：罱 l ! I I O 0 2 仰拱垄 一 怕壮 I 一 图 5有仰拱衬砌段集水井弓 I 水孔布置 ( 单 位 ： c m) 隧道中线 图 6 隧道无砟轨道底板地下出露水处理示意( 单位 ： e m) 4 建 议 1 ) 隧 道无 砟 轨 道 道 床 板 与 中心 明沟 之 间两 侧 各 9 0 c m 宽地 段 设 置有 2 横 坡 ， 必 要 时开 槽 引排 ， 禁 止 无砟 轨道底 板积 水现 象发 生 。 2 ) 在 后续铁 路无 砟 轨 道 隧道 设计 时 ， 适 当加密 隧 道底 部排 水措施 ， 如 适度扩 大 中心管 沟周 围的反 滤层 ， 保证 排水 效果 。 3 ) 在 后续铁 路 无砟 轨 道设 计 时 ， 无砟 轨 道 底板 与 隧道 底板 间采 用界 面剂进 行 防水 。 4 ) 如遇 到局部 地 下 出露水 量 较 大 时 ， 可借 鉴 武广 铁路 隧道 地下 出露 水 治理 的成 功 经验 ， 在 侧 沟 钻垂 直 孔 释压 排水 。 5 ) 全 隧道 侧沟 、 中心 管沟 、 环 纵 向排 水 盲 沟 、 连接 侧 沟与集 水井 的横 向排 水管 必 须 保持 疏 通 ， 站 后 施工 单 位在 施工 完 毕 时 应 及 时 清 理 建 筑 垃 圾 ， 做 到 “ 工 完 料 清 ” ， 对隧 道 侧 沟 施 工 的 薄 弱质 量 通 病 ( 如 施 工缝 、 蜂 窝 、 麻 面 等 ) 要加 强 施 工质 量 控 制 ， 保 持 隧 道排 水 通 畅 。 6 ) 开通后 ， 建立定期排水 系统维修养护机制 ， 及 时进行 养 护维修 。 参 考 文 献 1 张民庆 ， 孙 国庆 ， 彭峰圆梁 山隧道高压 富水 区径 向注浆技 术研 究及应用 J _ 隧道建设 ， 2 0 0 4( 0 5 ) ： 2 1 2 7 2 王汝澄铁路隧道 防排水 有关问题 的探讨 J 隧道建设 ， 1 9 9 4( 0 2)： 5 9 3 刘文武 ， 史焕祥 铁路隧道防排水工程的质量控制 J 铁道 建筑 ， 2 0 0 4 ( 0 8 ) ： 4 8 4 9 ( 责任 审编 王红) 绻 蛰中线