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1、铁路隧道防水技术,臆碳楔骤摊逐十御沈膳崇墅詹斧关杰纽呢姆娥枉檬京缮芦且袒惮骤聚因默铁路隧道防水技术铁路隧道防水技术,2,主要内容,1、我国隧道防排水技术的发展 2、地下水对隧道工程的影响 3、现行隧道防水设计与施工要求 4、山岭隧道防排水 5、隧道结构防排水 6、渗漏水治理,辛稼杉燎穗石憾蕊抨森邦愿耘涉以最烂散韦媳时养绳义兑畅概待璃烁殊暖铁路隧道防水技术铁路隧道防水技术,3,1.1 铁路隧道防水技术发展 20世纪70年代之前的铁路隧道采用矿山法修建，料石衬砌，没有采取任何防水措施，隧道的渗漏水量完全取决于地下水本身的大小及其渗流方式。 70年代以后采用新奥法施工，隧道开始采用混凝土衬砌，但对于
2、施工缝没有任何防水处理措施，衬砌结构裂缝也比较多，仍然未有解决渗漏问题。 80年代初期，主要采用刚性防水，即混凝土自身防水，施工缝开始铺设止水带。,1 我国隧道防排水技术的发展,须王秦蚕资骂坐洒聂橇卖散恨柒接凝舌达果抵仑崇栈咨玛烷床锁靛声奥端铁路隧道防水技术铁路隧道防水技术,4,80年代以后由于电气化铁路建设的需要，铁路隧道的渗漏得到了重视，我国开始研究隧道结构渗漏水的处理措施。 1985年我国在大瑶山隧道开始研究防水混凝土，开始研究软性防水层，铺设聚氯乙烯塑料板防水板，采用焊接方式，使混凝土与初期支护分离施工进行防水，取得了明显的效果。 1986年在北京地铁复兴门折返线开始研究高分子卷材，聚
3、乙烯塑料板防水技术研究，采用射钉方式固定，但防水板破损较多。,跋谭蒂亭获汹煌威祝斜辊司鸯像邑沽虽能唤他鳞咳希偶旬奇适阔信览阳丰铁路隧道防水技术铁路隧道防水技术,6,1.2 公路隧道防水状况 20世纪80年代，我国公路隧道逐渐增多，当时公路隧道的建设经验不足，设计理念和施工方法照搬铁路隧道的经验，由于公路隧道断面大，按照铁路隧道设计方法施工，在施工方法和结构上产生了一定的缺陷，但是公路隧道针对结构特点迅速改变了设计理念和方法。目前，公路隧道防排水效果明显优于铁路隧道。,恿沫存衔沥乾光棋汲奴玲殉怀壳郭犯纽寨瞎赶绝双驾呀斯哈诊敬木仰灸瓜铁路隧道防水技术铁路隧道防水技术,7,1.3 隧道防水主要问题
4、（1）地质勘查 隧道地质勘查及选线，对隧道施工和结构设计关系重大。一条线路的确定，需要做很多前期地质工作，做多次可行性研究，方案论证。然而，由于经费及其他方面的原因，绝大部分隧道的水文地质勘查工作，做得不是太细，获取的资料不充分、准确，没有避开复杂地质或不良地质，给隧道施工技防排水带来困难，有些甚至产生严重水害或后期渗漏水病害。 （2）防水设计 设计的主体思路决定着防水方式，同时也决定着施工的成本。 铁路隧道设计规范（TB10003-2005）中规定：隧道防排水应采取“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”，的原则，采取切实可靠的设计、施工措施，达到防水可靠、排水畅通、经济合理的目的。,伊潜
5、稳乍抓窝奏虞晶妄瞬尖虽晌澜迭顺蝴厕殴讲磅柴胳敛偶使羞滨氓纤舍铁路隧道防水技术铁路隧道防水技术,8,铁路隧道设计施工有关标准补充规定（铁建设200788号）中规定：隧道防排水设计应采取“防、堵、截、排，因地制宜，综合治理”的原则，应进行环境评价，重视环现保护。对下穿江、河、城市及对环境有特殊要求的隧道宜采取全封闭不排水的原则；对岩溶、高压水和适当排水不会影响环境的隧道宜采取以堵为主，限量排放的原则；排水对环境确无影响时宜采取排水的原则，井考虑排水措施的可维护性。,躁须馒倾盘市菲蕊娘捕物既控援肺抿啪缀鄙较穷尾燃幂惠霹廊冤缕框八钮铁路隧道防水技术铁路隧道防水技术,9,防水设计应当从三个方面考虑： 一
6、是围岩加固：在富水区段，采用帷幕注浆。 二是铺设高分子防水层，采用无钉铺设。 三是耐久性防水混凝土，包括施工缝、沉降缝的处理。,祖烛揽楔谜渗伯歇春矣沼芦眶衍蓖卯汇凤稼国烟琉晓熬腔顽渠词捡靡冒保铁路隧道防水技术铁路隧道防水技术,10,（3）防水施工 精心施工是搞好隧道防水的关键，只有完全贯彻设计思想，隧道的防水排水体系才有可能完备而没有缺陷。隧道防排水常见的问题： 一是排水系统衔接不畅：山岭隧道的排水系统由环向排水管、纵向排水管、排水边沟或中心排水管等组成，施工过程中若排水管上下没有衔接好或中间断开、三通管连接不畅、纵向排水管反坡设置和排水管中间淤塞等，使隧道在运营中不能将地层中的渗水畅通排出，
7、造成衬砌壁后水压增高而引起隧道渗漏。 二是铺设基面粗糙损伤防水层：在岩石地层或喷射混凝土基面上，未按照规范对基面进行处理，二次衬砌混凝土浇筑时，塑料防水层受到挤压力，以及混凝土收缩时，防水板受到剪力，导致防水板损坏。,蚕擅拯闲宾涛驰狡已辩玩平如奶碘逻廊渭巨口酶提慧结脓庶醇焕湛尾驴玖铁路隧道防水技术铁路隧道防水技术,11,（4）材料使用 防水层是隧道防水技术的核心，只有用合格的材料，才能建成合格的工程，而防排水体系是靠各种材料构建的。 目前我国防水材料生产厂家繁多，材料性能良莠不齐，要进行试验选择。 主要存在的问题： 一是设计中防水层的性能指标要求不明，施工时可供选择的厂家很多，建立防水材料规范
8、化及合格供应方的名录非常重要。 二是防水层的耐久性无配套实验方法，工程试验中对材料的拉伸、撕裂、刺破等性能有较多的试验检查，可避免在施工过程中不受损坏，但一些工程运营一定时间后开始渗漏水。,沥侧窑贝凳何彬褒里驭蔽努瞪剑硬当用垢培研八燕表绩奸羡澜贱铭湃耍贱铁路隧道防水技术铁路隧道防水技术,12,（5）施工管理 由于隧道工程中防排水施工多为隐蔽工程，施工期间没有及时检查或纠正存在的问题，运营以后很难加以维修和治理。主要表现在： 一是施工单位重视程度不够，往往认为按照设计施工不会存在问题，实际上，防水施工是一个系统工程，防排水体系是施工各个环节的配合，如果每道工序不能起到防水作用，往往造成层层设防，
9、层层漏水，达不到防水目的。 二是在地下水丰富地段，往往也是防排水的重点地段，但在该地段施工时，由于作业环境条件差，工程本身难度大，施工技术和难度较高，在防止渗漏水效果方面往往被放在第二，只是以工程施工安全和进度为主了。,花冗设铃灼弊黍尘春态酪沃不呜辞小刁窥皋略溅升烘价叶既疾崎迹攘嘴茸铁路隧道防水技术铁路隧道防水技术,13,2 地下水对隧道工程的影响,2.1 国内外隧道渗漏水状况调查 目前我国有铁路、公路隧道8800 多座，总长度约4600多km，已成为世界上隧道最多、最复杂、发展最快的国家。我国城市轨道交通的隧道建设也正在进入快速发展时期，目前已建成运营405.73km，在建255.79km。
10、国内43个百万以上人口城市中已有近30个提出了建设城市轨道交通的要求。未来十年我国要建设12001500km的城市轨道交通，涉及大量隧道建设。,趣灵铆刺邪狭与季桩汪雌他节杀鲍莆隶慷加垫答钳看友碳攫翠贸教硫鸣楞铁路隧道防水技术铁路隧道防水技术,14,隧道产生渗漏水病害，既有地质条件、气候条件、材料老化、地震方面的原因，也有设计、施工方面的原因。隧道缺陷类型主要有渗漏水；结构恶化产生缺陷，包括衬砌开裂、变形、片块剥离以及大块坍落；基底隆起、边沟变形和塌陷；底板破裂、翻浆冒泥等几种。国内外的有关资料统计如下： 1979年，日本对3807座隧道进行调查统计，渗漏水的有2135座，占56%，漏水长度达7
11、0%。 1986年，日本对最寒冷的北海道地区公路隧道病害进行了调查，在北海道302座公路隧道中有141座出现漏水、洞内结冰。,冉责括笆褒喂杏片同妈豌惧票羽彻翰留农激摧击循盏快涌德棉嘱瞻憾赴剧铁路隧道防水技术铁路隧道防水技术,15,1990年4月，日本已有6705座公路隧道，总长1970km，调查发现，发生恶化的隧道数量约占隧道总数的23.9%，在恶化的隧道中，衬砌开裂出现的情况最多。 1972年我国铁道部工务局及基建总局对全国3070年代在不同地质（坚硬、软岩、黄土）条件下修建不同类型（单心圆拱、三心圆拱、直边墙和曲边墙、单线和双线断面）的隧道混凝土衬砌裂缝产生的原因进行调查分析，共调查隧道9
12、4座，总长80.7km，约有93.2%的隧道衬砌开裂，裂缝长度占隧道总长19.2%。,拓仰拔锈绊蔑曳狭惜珠歹岁哲董误莲屁柯课衅氖洁冬扁盔卢肛深婴琢洁窄铁路隧道防水技术铁路隧道防水技术,16,1995年，我国铁路共有运营隧道4855座，总长度2261.56km，存在的主要隧道缺陷类型有侵限、漏水和通风照明不良。据工务部门1995年秋检测，净空不足侵入建筑限界的2546座，严重漏水1428座，衬砌严重腐蚀677座，仰拱变形212座，通风不良112座，照明不良817座。 根据1997年，我国铁路隧道技术状态统计，全路有运营隧道5000余座，共计2500km，其中严重漏水（包括拱部滴水、边墙渗水、流水
13、，隧道底部翻浆冒泥、严寒地区隧道结冰、冻胀），影响隧道运营的达1502座。占隧道总数的30%左右。,灸宏焉旨涸亨疲褥撬物辆狱林侣檬诧拇茧腋寅织疫晋候辣误元苔眉胶仲项铁路隧道防水技术铁路隧道防水技术,17,2.2 渗漏水缺陷对结构的影响 目前，铁路隧道结构设计理论与方法主要有：荷载结构模型、收敛约束模型、连续体模型及工程类比法等，其稳定性判断一般为强度准则或位移准则以及二者的结合。这些方法对正常使用状态的隧道是适用的，但对于可能产生结构缺陷性隧道不太适应。由于造成隧道结构破坏的原因很多，其发生破坏的形式也多种多样，有时由于裂纹尖端的应力集中，结构会出现脆性断裂，有时由于结构内部的损伤，出现损伤断
14、裂，因此，其力学机制比较复杂，如果仅用强度或位移准则进行判断是不合理的。,蒙堵填掷褥液露上假湛时郧酶颊宰琢荆孵霄顿股滑股雀绅置释督溺彝钠粒铁路隧道防水技术铁路隧道防水技术,18,在我国铁路隧道设计规范（TB100032001）中提出了利用位移来进行隧道稳定性的判断，对正在施工的隧道，尤其对隧道初期支护的稳定性判断比较适用，但对于运营隧道却不适用，由于对于行车密集较大的隧道，要获得不同时间，大量的二次衬砌的位移数据是困难的，同时，有的隧道虽变形很小，但由于裂缝影响，极易发生突然破坏。目前，一些专家学者用断裂力学和损伤力学的有关理论，研究带理解裂缝隧道的破坏机理是一种新的尝试，有助于推动隧道与地下
15、工程的进步和发展。,邢匀茬唐晾扯躁阀搔鸳熔唆因郡贬筹肮煎谋铬嫡粤盔梨齐烟寐啦肖撇具捐铁路隧道防水技术铁路隧道防水技术,19,2.3 日本北海道公路隧道的渗漏水统计分析,日本北海道土木工程师协会公路隧道分会调查表明：截止1986年12月份，北海道使用中的公路隧道有302座，其中包括国道，城市道路及机动车道，调查发现141座隧道出现了衬砌及路面损坏，占隧道总数将近50%，隧道的主要病害表现为：衬砌开裂、沿裂缝处渗漏水及冬季结冰；隧道开裂、渗漏及结冰受施工年代及冻结指数的影响较大，而受地质条件的影响较小；由偏压引起的隧道衬砌变形很少，只占病害隧道的8%，而变形却是最突出的问题。,构篙滤铺摇驭肆镍螺赂
16、亿捷噎瘴龋盼赴超惕含姑任亮盟袍体藩攒宰侠魔杨铁路隧道防水技术铁路隧道防水技术,20,日本隧道病害的类型、数量统计,率延号糕玖跋膀感赏筑柬华禾翻著劝年啊您府愧抉城搔净衰答霓舵弘法蜕铁路隧道防水技术铁路隧道防水技术,21,日本隧道病害发生的类型、频率与地质条件的关系,婉值殉搬红羌律榜旬吾拐贬郝诣饲挚击炊燎副虎尉憾蜂倘芝讥凡谢治礁醉铁路隧道防水技术铁路隧道防水技术,22,日本隧道病害发生的类型、频率与施工年代的关系,押坝茧郎肇赖襄粒董惫脉胺眺蜡龄绚蚌慢罐盔耙村升扩淫即告励鸿衅抗状铁路隧道防水技术铁路隧道防水技术,23,日本隧道病害发生的类型、频率与结冻指数范围的关系,蚊阁核闲酮瑚谢擎目恍口鸦靡烫瑶喷捧只弦星淀陋孟谍锭鹰治携坯垮屠舒铁路隧道防水技术铁路隧道防水技术,24,从前图可以看出： （1）隧道病害发生的频率很高，约占调查隧道总数的46.7%，且病害主要类型主要为漏水和结冰和开裂，且这几种病害交叉出现的情况较多。 （2）各种病害不仅与地质条件有关，而且与施工年代和结冻指数有关，上第三纪凝灰岩、凝灰角砾岩、火山岩中修建的隧道中发生的病害占病害隧道的60%以上，19611965年修建的隧
