首页 理论教育 隧道工程的排水措施-隧道工程

隧道工程的排水措施-隧道工程

时间:2023-08-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:隧道、明洞、辅助坑道宜采用自流排水,无自流排水条件时应设置机械排水。隧道排水应防止危及地面建筑物及农田水利设施等。隧道内纵向应设排水沟,横向应设排水坡。如图5-1-2、图5-1-3所示为公路隧道洞内排水系统。隧道纵向排水沟有单侧、双侧、中心式三种形式。铁路隧道侧式水沟设在线路的一侧或两侧。所以,2018年《公路隧道设计规范》修订取消了开口式明沟的相关条款,一般应采用矩形盖板式侧沟,它过水断面

隧道工程的排水措施-隧道工程

隧道、明洞、辅助坑道宜采用自流排水,无自流排水条件时应设置机械排水。隧道排水应防止危及地面建筑物及农田水利设施等。

隧道应具有完整、畅通的排水系统。隧道内纵向应设排水沟,横向应设排水坡。隧道排水设施包括地表截排水沟、洞内侧沟和中心排水沟(管),衬砌背后环向排水盲管(沟)、竖向排水盲管(沟)、纵向排水盲管(沟)、横向排水管、泄水孔等,必要时可设泄水洞或隧底排水管(沟)。如图5-1-2、图5-1-3所示为公路隧道洞内排水系统。

图5-1-2 隧道衬砌排水系统示意图

图5-1-3 隧道衬砌排水系统横断面图

1.盲沟(管)

盲沟(管)是在衬砌与围岩之间设置的汇水、过水通道,使水汇入泄水孔。它主要用于引导较为集中的局部渗流水。可根据需要设置纵向和环向盲沟,但必须将水流引入衬砌墙脚的泄水孔中。寒冷地区隧道衬砌背后纵向盲沟、横向导水管应具有防冻能力。

我国较为传统的盲沟有灌砂木盒、灌砂竹筒或由片石做成,因其加工、安装均较麻烦,且接头处易被混凝土阻塞,现已被新型柔性盲沟所替代。

柔性盲沟(管)通常由工厂加工制造。它具有现场安装方便、布置灵活、连接容易、接头不易被混凝土阻塞、过水效果良好、成本也不太高等优点。目前使用较多的是弹簧软管盲沟、化学纤维滤布盲沟和各种塑料盲沟。其构造形式有以下几种:

(1)弹簧软管盲沟。

这种盲沟一般是采用10号铁丝缠成直径5~10 cm的圆柱形弹簧或采用硬质又具有弹性的塑料丝缠成半圆形弹簧,或带孔塑料管,以此作为过水通道的骨架,从渗流水处开始沿环向铺设并接入泄水孔,如图5-1-4所示。该类盲沟可任意弯曲,用于隧道无压防排水,能确保隧道结构内部排水永久畅通,确保隧道在使用期内不渗漏水,优点很多。

图5-1-4 弹簧软管盲沟

(2)化学纤维渗滤布盲沟。

这种盲沟是以结构疏松的化学纤维布作为水的渗流通道,其单面有塑料敷膜,安装时使敷膜朝向混凝土一面,可以阻止水泥浆渗入滤布。这种渗滤布式盲沟质量轻,便于安装和连续加垫焊接,宽度和厚度也可以根据渗排水量的大小进行调整,是一种较理想的渗水盲沟,如图5-1-5所示。

(3)塑料盲沟。

它是由改性聚丙烯的乱丝热熔后相互搭接形成的框架结构,塑料芯体的截面形状为矩形或圆形,如图5-1-6,外包一层土工布,泥水通过外覆土工布过滤成清水进入塑料盲沟内排放出去。其特点是:抗压强度高,耐压性能好;表面开孔率可高达90%,能非常有效地收集渗水并及时汇集排走;具有永久使用寿命;施工方便;柔性好,能适应隧道断面形状的变化。

环向、竖向排水盲管宜选用管径不小于φ50 mm的软式透水管,纵向间距不大于10 m,布置在岩面和外衬之间、外衬和防水板之间,将渗水引流至纵向排水管。

纵向排水盲管选用管径不小于φ80 mm(铁路)或φ100 mm (公路)的弹簧排水盲管或带孔透水管,设置在衬砌底部防水板与外衬之间,将环向排水管的水汇集并排至侧沟或中央排水沟,注意设置位置不得侵占二次衬砌空间。

公路隧道在隧底有渗水的地段,宜沿隧道纵向每隔3~8 m设横向透水盲管。横向透水盲管宜设在垫层或仰拱填充施工缝位置或隧底冒水位置。不设中心水沟的隧道,横向透水盲沟排水坡度宜与路面横坡一致,并应与较低一侧路侧边沟连通,连通口不应低于路侧边沟沟底。设有中心水沟的隧道,横向透水盲沟排水坡度不应小于1.5%,并应向中心水沟倾斜,与中心水沟连通。横向透水盲管宜采用透水性较好的渗水管,直径不应小于50 mm。

图5-1-5 渗滤布盲沟引排大面积渗水

图5-1-6 塑料盲沟(圆形)

2.泄水孔(管)(www.xing528.com)

泄水孔是设于衬砌边墙下部的出水孔道,是将盲沟流来的水直接泄入隧道内的纵向排水沟。泄水孔的施作方法是,在立边墙模板时,就安设泄水管,并特别注意使其里端与盲沟接通,外端穿过模板。泄水管可用钢管、竹管、塑料管、蜡封纸管等。泄水孔直径为4~10 cm,间距不宜大于4 m,为1~3 m。在电缆槽底面紧靠水沟侧,应在水沟边墙上预留泄水槽,槽宽不小于4 cm,间距不大于5 m。

3.横向排水管(导水管)

横向排水管一般选用高强度硬质塑料管,沿隧道横向设于衬砌基础的下部,连接纵向排水管与侧沟或中央排水沟。施工时需保证与纵向盲管的接头牢固,以免漏水,造成翻浆冒泥。横向排水管直径不宜小于80 mm,排水坡度不宜小于1%,沿隧道纵向间距不大于10 m(公路)或50 m(高速铁路),水量较大的地段应加密。

4.排水沟

排水沟承接泄水孔泄出的水,并将其排出隧道。除了长度在100 m以下,且常年干燥无水的隧道以外,一般的隧道都应设置排水沟,使渗漏到洞内的和从道床涌出的地下水,沿着带有流水坡的排水沟,顺着线路方向引出洞外。

(1)侧式水沟与中心水沟。

隧道纵向排水沟有单侧、双侧、中心式三种形式。它是根据线路坡度、路面形式、水量大小等因素确定的,如图5-1-7所示。铁路单线隧道宜设置双侧水沟,只有在短隧道中,且地下水量小并铺设碎石道床时,才考虑设置单侧水沟;双线及多线隧道应设置双侧水沟及中心排水沟。公路隧道宜按地下水与运营清洗污水消防污水分离排放的原则设置纵向排水系统,路面两侧应设路侧边沟,中心水沟位置、数量和深度应根据隧道长度、路面宽度、仰拱形式、冻结深度等确定。

图5-1-7 排水沟(单位:cm)

侧式水沟便于检查而不受行车的干扰,适用于公路隧道和多数铁路隧道。铁路隧道侧式水沟设在线路的一侧或两侧。当为单侧时,应设在来水的一侧,如为曲线隧道,则应设在曲线内侧。双侧水沟隔一定距离应设一横向联络沟,以平衡两侧不均匀的流量。排水沟沟身均采用混凝土就地模筑。水沟上面设有预制的钢筋混凝土盖板,平时成为人行道。盖板顶面应与避车洞底面平齐。排水沟在一定长度上应设检查井,以便随时清理残渣。

公路隧道路侧边沟沟底低于路面结构层底不宜小于50 mm。路侧边沟形式有开口式侧沟和盖板式侧沟两种形式。工程实践表明,开口式明沟开口尺寸和过水断面较小,沟深度较浅,路面垃圾容易掉进边沟,不便清理,易淤积和堵塞,容易被车辆压坏,可维护性差。所以,2018年《公路隧道设计规范》修订取消了开口式明沟的相关条款,一般应采用矩形盖板式侧沟,它过水断面较大,排水能力强,路面垃圾不易进入边沟,便于路面清扫和边沟清理。矩形盖板式路侧边沟有活动盖板(明沟)和覆盖式盖板(暗沟)两种(图5-1-8)。路侧边沟为暗沟时,应按25~30 m间距设滤水箅和沉沙池。

图5-1-8 盖板式路侧边沟

铁路隧道中心式水沟设在线路中线的下方,或设在两线之间。中心式水沟可采用盖板明沟或暗埋管沟,采用暗埋管沟时应设置满足养护、维修需要的检查井。公路中心水沟宜与路侧边沟分开设置,考虑维修检查方便,中心水沟可设在隧道中央,也可设在隧道两侧。中心水沟宜按50~200 m间距设沉沙池,并根据需要设检查井。检查井位置、构造应便于清理和检查,检查井间距不宜大于200 m。

水沟断面应视水量大小选定,应有足够的过水能力。矩形水沟一般沟底宽不应小于40 cm,沟深不应小于35 cm。预测涌水量较大的隧道,应加大洞内中心水沟、路侧边沟的排水断面。

为保持沟深不变,排水沟底纵向坡度宜与线路坡度一致。铁路隧道中分坡平段范围内和车站内的隧道,排水沟底部应有不小于1‰ 的坡度,道床底面的横坡不应小于2%、不大于3%。公路隧道内纵向排水沟管坡度应与路线纵坡一致,一般排水坡度不小于0.5%,困难地段不小于0.3%。隧道路面垫层或仰拱填充层顶面应设不小于1.5% 的横向排水坡度,在设有中心水沟的地段,应向中心水沟倾斜。

(2)寒冷和严寒地区排水。

寒冷和严寒地区防排水设计主要包括保温水沟、中心深埋水沟和防寒泄水洞。寒冷和严寒地区的隧道中,为了不使流水冻结而堵死水沟,应采取防寒措施。铁路隧道一般可修筑浅埋保温水沟,即将水沟沟身加深,用轻质混凝土做成上、下两层,各自设钢筋混凝土盖板。两层盖板之间用保温材料填充密实,其厚度不小于70 cm,如图5-1-9所示。当浅埋保温水沟不足以防止冻害时,可设置中心深埋渗水沟(图5-1-10),即利用地温本身的作用,达到保温防冻害之目的。公路隧道地下水可能产生冻结的地段,宜设中心水沟,中心水沟沟底应位于冻结深度以下。中心水沟不能满足排水和防冻要求时,可设防寒泄水洞。公路隧道防寒泄水洞应置于隧道路面以下3~5 m,如图5-1-11所示。

图5-1-9 侧式保温水沟(单位:cm)

图5-1-10 中心深埋水沟

图5-1-11 寒区隧道内纵横向排水系统(尺寸单位:cm)

5.隧道地表与洞口防排水

隧道围岩内的水,主要由洞顶地表水补给时,可根据实际情况对地表进行处理,以隔断水源。另外,为防止地表水冲刷仰坡,流入隧道,一般应在洞口边仰坡上方设置天沟,以便引流地表水。如果隧道设有明洞,那么一定要做好明洞顶的防排水。洞门的端墙、翼墙和边仰坡上均应设有相应的排水设施,以便引流地表水。另外在洞口处还应设有洞内外水沟的衔接过渡设施。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈