鐵路隧道底部結(jié)構(gòu)及防排水設(shè)計

第四章隧道底部結(jié)構(gòu)及防排水設(shè)計

主講老師：張俊儒隧道底部結(jié)構(gòu)先學(xué)習(xí)：有砟軌道用散體材料碎石組成道床的傳統(tǒng)軌道形式，也叫普通軌道，即我們最常說的有砟軌道。特點：因在軌枕下鋪設(shè)一層碎石組成的道床，減少了地面應(yīng)力，碎石道床還提高了軌道的彈性和排水性能，使軌道便于維修。無碴軌道概念無砟軌道前面學(xué)習(xí)到：常規(guī)鐵路都在小塊石頭的基礎(chǔ)上，再鋪設(shè)枕木或水泥鋼軌，但這種鐵路不適于列車高速行駛。世界高速鐵路的發(fā)展證實，高速鐵路基礎(chǔ)工程如果使用常規(guī)的軌道系統(tǒng)，道砟粉化嚴(yán)重，線路維修頻繁，安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性相對較差。無砟軌道是高速鐵路工程技術(shù)的發(fā)展方向。無砟軌道的軌枕本身是混凝土澆灌而成，而路基也不用碎石，鐵軌、軌枕直接鋪在混凝土路上。無砟軌道是當(dāng)今世界先進(jìn)的軌道技術(shù)?？梢詼p少維護(hù)、降低粉塵、美化環(huán)境、軌道穩(wěn)定性高、剛度均勻性好、結(jié)構(gòu)耐久性強，而且列車時速可以達(dá)到200公里以上。廣泛采用?。?！先看幾張圖片！

無碴軌道概念無碴軌道概念無碴軌道概念隧道內(nèi)板式軌道結(jié)構(gòu)由鋼軌、扣件、軌道板、混凝土底座或混凝土支承層等組成。隧道內(nèi)鋪設(shè)無碴軌道的基本要求雙塊式無碴軌道結(jié)構(gòu)由鋼軌、扣件、混凝土道床板、混凝土支承層等組成。隧道內(nèi)鋪設(shè)無碴軌道的基本要求根據(jù)隧道仰拱和填充或底板的結(jié)構(gòu)受力情況，可以利用隧道的仰拱或底板兼做無碴軌道的混凝土支承層或混凝土底座。利用填充作為無碴軌道支承層的結(jié)構(gòu)如下圖所示。隧道內(nèi)鋪設(shè)無碴軌道的基本要求利用底板作為無碴軌道混凝土支承層的結(jié)構(gòu)如下圖所示。隧道內(nèi)鋪設(shè)無碴軌道的基本要求隧道內(nèi)混凝土支承層或混凝土底座在距隧道洞口200m范圍內(nèi)伸縮縫設(shè)置與露天區(qū)間一致，洞內(nèi)其余地段伸縮縫間距可適當(dāng)加大，在隧道結(jié)構(gòu)沉降縫處對應(yīng)設(shè)置伸縮縫。隧道混凝土回填層是基底內(nèi)無碴軌道的直接承力層，回填層混凝土強度等級不低于C20，以兼做支承層回填混凝土的強度等級不低于C25。隧道內(nèi)鋪設(shè)無碴軌道的基本要求隧道仰拱基底不得有積水，必要時應(yīng)采取注漿或其他措施治理，防止隧底基底軟化或水土顆粒流失。隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)雙側(cè)水溝，并確保排水系統(tǒng)通暢，根據(jù)各隧道的水文地質(zhì)情況，預(yù)留必要的排水儲備能力。不良地質(zhì)地段，仰拱施工前應(yīng)進(jìn)行基底承載力檢測。當(dāng)圍巖基底承載力達(dá)不到0.3MPa，或者預(yù)計發(fā)生沉降變形時，應(yīng)采取地基加固措施。一般情況下，活動斷層地段不宜鋪設(shè)無碴軌道。如鋪設(shè)無碴軌道。應(yīng)采取方便維修或調(diào)整的相應(yīng)措施。隧道內(nèi)鋪設(shè)無碴軌道的基本要求下圖為博格板式無碴軌道在國外隧道中的應(yīng)用情況。無碴軌道的應(yīng)用情況博格板是一塊塊長6.45米、高20厘米、重達(dá)9.6噸的混凝土承軌臺，每一塊的長、寬、高誤差都被嚴(yán)格控制在３毫米以內(nèi)。實際上，每塊博格板就相當(dāng)于連成一體的10塊枕木。博格板全部鋪設(shè)完成后，鋼軌就被直接固定在博格板上。我國在京津城際使用！雷達(dá)2000型無碴軌道的結(jié)構(gòu)圖無碴軌道的應(yīng)用情況德國雷達(dá)型無碴軌道于1972年首次鋪設(shè)于德國比勒菲爾德至哈姆的一段線路上，以Rheda車站而命名，屬軌枕埋入式無碴軌道。雷達(dá)2000型無碴軌道是雷達(dá)型無碴軌道系統(tǒng)發(fā)展的最新型式，主要由鋼軌、扣件、預(yù)制雙塊式軌枕、混凝土道床板以及水硬性支承層組成。雷達(dá)2000型無碴軌道的結(jié)構(gòu)圖無碴軌道的應(yīng)用情況雷達(dá)2000型無碴軌道的結(jié)構(gòu)圖無碴軌道的應(yīng)用情況雷達(dá)2000型無碴軌道的結(jié)構(gòu)圖無碴軌道的應(yīng)用情況下圖為日本新干線隧道內(nèi)框型板式無碴軌道的應(yīng)用實例。無碴軌道的應(yīng)用情況我國隧道內(nèi)無碴軌道的研究始于20世紀(jì)60年代，正式推廣應(yīng)用的僅有軌枕嵌入式（支承塊式)整體道床。無碴軌道的應(yīng)用情況路隧過吵渡段工竟程為減小響過渡段喇線路的袋剛度突縣變，需環(huán)要在路稿基與隧擺道連接泉處設(shè)置脆過渡段檔，以實炸現(xiàn)過渡斥段范圍下內(nèi)線路竊剛度的掛漸進(jìn)過摘渡。下圖為問韓國無粉碴軌道智與有碴來軌道路留基過渡捎段結(jié)構(gòu)焦。洞外德有碴析軌道映側(cè)33.抱6m范圍內(nèi)勢道床碎楊石按照廣不同的性密實度脖搗固，危形成不基同的剛款度梯度桑。無碴揚軌道的公素混凝前土基礎(chǔ)胃延伸到嗓有碴軌浮道約60m長度范泊圍內(nèi)，捆形成剛出度的漸皆進(jìn)過渡泊。下圖為召德國無脂碴軌道是路隧過消渡段，倉在隧道浩出口鋪店設(shè)5c援m厚的鏟硬泡向沫板印，從間隧道兆出口圓按照5.驢75鬧%的坡豪度填垂筑楔鳥形水產(chǎn)泥土住，.逐步辭向普嘉通填碌筑路惜基過榜渡。路隧過探渡段工愚程我國的正相關(guān)技建術(shù)規(guī)定可：為保碑證過渡趣段無砟歷軌道末玩端支承現(xiàn)層的可奇靠連接件，自無削砟軌道旗起點至騎洞內(nèi)25m范圍壞內(nèi)，什對仰推拱回從填層胳進(jìn)行敵鑿毛站處理園，并萌應(yīng)預(yù)訪埋與漁底座眾的連糞接鋼熱筋。路隧易過渡絨段工扛程中國路隧過肯渡段工溝程隧道內(nèi)讓無碴軌孟道的防熱噪聲措減施與鋪設(shè)催有碴軌繩道相比殘，鋪設(shè)杠無碴軌民道對隧赤道內(nèi)壓錄力波的梳傳播和豬洞口微塞氣壓波館均有明圍顯的負(fù)賣面作用黑，不利晚于緩解魔隧道內(nèi)涉空氣動悔力學(xué)效盡應(yīng)。采取不措施暮：盡量傲在洞仿內(nèi)軌達(dá)道上截面或剪隧道斃邊壁直，采曉取一扶些增佩加壁盲面粗拴糙度灶或具量有吸涌聲作豬用的俗材料測。另找一種拌措施途是在百洞外詢設(shè)置尺加高糕的防幫聲墻困。隧道內(nèi)加無碴軌毒道的防宵噪聲措茂施荷蘭某邀隧道為乘降低隧屬道內(nèi)及律洞口噪父聲，在乏兩側(cè)墻蛇壁安裝牛吸聲板嗚的措施銷。隧道內(nèi)唇無碴軌賺道的防因噪聲措疊施德國科碰隆-法蘭騰克福鮮某隧溪道內(nèi)箏在無討碴軌輪道面糠上鋪租設(shè)預(yù)粉制吸拴聲材驅(qū)料，紋以減兇小無化碴軌迷道對美空氣炮動力護(hù)學(xué)效輸應(yīng)的意負(fù)面浪影響渣。隧道防紹排水設(shè)亭計（一頌）高躺速鐵商路隧煤道防驕水標(biāo)雅準(zhǔn)為了榜保證最高速猶鐵路前安全丈運行糠和設(shè)駝備正東常運圍轉(zhuǎn)，炮根據(jù)《客運專皮線鐵路爽隧道工止程施工安技術(shù)指僚南》（TZ2陜14-躺200碑5）和《客運駱專線扒鐵路螞隧道遷工程截施工曾質(zhì)量庸驗收術(shù)暫行抓標(biāo)準(zhǔn)》（鐵建究設(shè)[2鎮(zhèn)00害5]路16叮0號），階隧道襯索砌和設(shè)鼠備洞室港襯砌的膠防水等草級應(yīng)達(dá)萬到《地下工岸程防水偷技術(shù)規(guī)枯范》（GB5存010特8-2瞞001）規(guī)定潔的一級仆防水標(biāo)尋準(zhǔn)，即饑二次襯泳砌不允程許滲水糞、二次弄襯砌表宴面無濕飽漬。（二歸）防形排水原原則高速鐵箭路隧道謊防排水逮應(yīng)遵循攤“防、啟排、截少、堵結(jié)產(chǎn)合，因佛地制宜元，綜合袍治理”貨的原則勝，在設(shè)側(cè)計時需牌要考慮原以下因內(nèi)素：1水文和汁氣候因擇素；2地下水療類型、悄水位，仗以及補盟給徑流低和排泄漏特征；3地下燙水化緩學(xué)成給分（擠是否界具有殿侵蝕忍性或飼腐蝕速性）梳；4地下豈水排錫放對拾周圍贏生態(tài)蒼環(huán)境仗的影況響；5隧道經(jīng)開挖傲方法哥和隧速道襯轎砌設(shè)臣計等鑄。隧道可亂分為防她水型隧秩道和排痕水型隧太道。在下樓列條級件下罷，需揪優(yōu)先謝設(shè)計席防水衣型隧喘道：1地面生愈態(tài)和社狀會環(huán)境停敏感，駁要求嚴(yán)構(gòu)格限制廣排水以符免對其軌造成影潔響，特育別是在社隧道地拔區(qū)居民素分布密氣集或存練在地下押水供水句水源，斬大量排四放會對踏環(huán)境等如造成重惹大影響郵的場合法；2地表厚下沉交影響竄較大毅，從至而危我及結(jié)所構(gòu)物趣正常堂使用傍及周普邊環(huán)客境的核場合偽；3地下水縫具有腐冬蝕性，唯需要將搭地下水境與混凝肥土隔離失的場合啞。（二）亦防排水伏原則（三減）防荒水工東程措享施防水盡工程互措施腥包括捏：初期辨支護(hù)籃噴射亞混凝由土防壺滲；防水譜層；施工儀縫及啟變形償縫防脫水；襯砌混芳凝土自頸防水；襯砌背歡后回填絕注漿。（三）枝防水工畫程措施初期怠支護(hù)惱噴射污混凝奔土防裁滲：邀為提撥高其量防水昌質(zhì)量度，應(yīng)劫做好躬以下順幾點礙：對噴艱射混廣凝土奔的圍等巖基延面進(jìn)余行處壞理；對噴社射混鼠凝土綿背后戲孔隙雕進(jìn)行具注漿王；對突貞出的餓錨桿評頭進(jìn)決行處巖理；加強噴鳳射混凝餃土的濕材潤養(yǎng)護(hù)為，減少熊裂紋；調(diào)整拆混凝羊土配沒合比刃或摻堡加外接加劑席等，漂提高須混凝俱土的婆抗?jié)B票能力寫。（三胸）防從水工丟程措暈施防水層勁：復(fù)合式動襯砌中襲的防水刑層是隧帽道防排唇水技術(shù)川的核心辟；防水牙層為搖不透業(yè)水表起面光網(wǎng)滑的銀高分斥子防巾水卷催材，愉不僅稼起到下將地底層滲塵水拒索于二院次襯輛砌之偶外的晌防水鴨作用補，而姐且對肺初期蛇支護(hù)帖與二規(guī)次襯顆砌還惠起到鑰隔離擊與潤程滑作淚用，斗使初催期支嶄護(hù)噴情射混輛凝土詞對二伍次襯唯砌模淡筑混格凝土山的約螺束應(yīng)才力減御少，猾從而呢避免茅二襯導(dǎo)混凝柄土產(chǎn)蔬生裂炎縫，減提高共了二爹次襯擴砌的蔬防水嫩抗?jié)B歷能力繩；防水層冬通常由凝緩沖墊脊層與防卷水板兩哥部分組軋成。（三孟）防微水工放程措難施施工縫臟與變形眉縫：施工縫豆是由于羊隧道襯役砌混凝全土施工沫所產(chǎn)生短的冷接枕縫，是竿防水薄宏弱環(huán)節(jié)稿之一，碑施工縫頁若處理杠不好，襪不僅造艙成襯砌曾混凝土矩裂縫及封洞內(nèi)漏渡水，還袍會降低保結(jié)構(gòu)的速強度和扭耐久性濫；為防賴止由漂于襯禮砌不翠均勻育下沉肥而引轉(zhuǎn)起裂絡(luò)縫，螞在地惠質(zhì)條調(diào)件變池化顯慌著、偽襯砌阿受力眠不勻陵地段凱，應(yīng)慈設(shè)置摔沉降藍(lán)縫，土為防名止由珍于溫環(huán)度變凱化劇平烈或容混凝遇土凝泡結(jié)時脈的收稻縮影奮響而秒引起遙襯砌宗開裂死，應(yīng)銳設(shè)置扁伸縮繡縫，咳這兩戚種結(jié)梯構(gòu)縫洋統(tǒng)稱省為變皮形縫晉；變肢形縫晶應(yīng)采忽用柔健性材仗料做川防水圓處理遠(yuǎn)。下頁圖禽?。ㄈ牛┓莱渌じ统檀胱鹗┦┕たp劇與變形悲縫：高速鐵淹路隧道偷施工縫述構(gòu)造形倡式高速鐵泳路隧道挎帶接水遭盒的變俯形縫構(gòu)館造形式（三）趴防水工左程措施防水撇混凝偵土：二次姿襯砌飲混凝瞞土既麗是外降力的羨承載名結(jié)構(gòu)門，也付是防挖水的袋最后畝一道川防線諸，因禍此要笛求襯挖砌具僅有一辯定的枕抗?jié)B肝性；防水混冬凝土是歷以水泥石、砂、臟石為原秒料，通觀過規(guī)定垃的及配添比，并聲摻入少逃量外加練劑，通殖過調(diào)整框配合比已、抑制僚或減少械空隙率蹦、改變盜孔隙特勸征、增船加各原唱料界面燃間的密秀實性等翁方法，沒配置具螞有一定刪抗?jié)B能垮力的防滿水混凝張土；根據(jù)《客運辦專線訴鐵路薯隧道彼工程恩施工蘋技術(shù)類指南》要求時，二銜次襯演砌防折水混蛋凝土桐抗?jié)B容等級攤不低磁于P8。（三）提防水工皺程措施襯砌背影后回填笛注漿：回填注跑漿是二戰(zhàn)次襯砌繪完成后熄，為了捆填充二孤次襯砌煌與防水煮板之間疑的空隙借而進(jìn)行安的注漿幟；回填聽注漿應(yīng)晌在襯砌定混凝土壞強度達(dá)渴到70裕%后進(jìn)行奴；一般傅來說，暖通過在粗澆筑二涉次襯砌擊時拱頂端按一定少間距預(yù)示埋的垂想向注漿奏管可進(jìn)修行回填平注漿；襯砌嚼背后兔注漿肝宜選子用水嚼泥漿圾液、鼓水泥腿砂漿悅或摻墾有石辯灰、面黏土大、膨想潤土郵、粉暑煤灰腦的水帶泥漿握液；回填注冠漿及襯歡砌內(nèi)注榨漿的壓目力應(yīng)小提于0.5溝MPa。（四）松排水工舞程措施在排水騰型隧道林中，必墓須做好休襯砌背隙后的排駱?biāo)到y(tǒng)慌，使水廳能通暢堤排出。瞎隧道排匹水系統(tǒng)摟主要包郵括環(huán)向催排水盲妙溝、縱聞向排水云盲溝、萍側(cè)溝、洲橫向排予水盲管副和中央陷排水溝雹這一體辟系。（四奶）排睡水工負(fù)程措帶施排水盲滲管：環(huán)向排洪水盲管自的作用鄙是在巖悲面和初揮期支護(hù)脫噴射混賭凝土之尿間、初授期支護(hù)雨噴射混座凝土與弟防水板嫂之間提腎供過水區(qū)通道，罵并使之偉下滲到裁縱向排陪水管。（四介）排涌水工揀程措簽施排水