隧道防排水分析论文

摘要：城市市政隧道防排水工程对城市发展具有重大意义，它从各个重大方面影响着城市的运转和居民日常生活。为了创建更好的城市化设施，促进城市稳步发展，本文将对城市市政隧道防排水技术措施进行分析和讨论，从影响隧道防排水技术的各个方面进行简要分析。今天小编为大家精心挑选了关于《隧道防排水分析论文(精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！

隧道防排水分析论文 篇1：

山岭隧道防排水及受力分析研究

【摘要】山岭隧道设计主要有两种思路，一种是排水型隧道，另外一种是不排水隧道。本文从隧道防排水和结构受力两个方面对山岭隧道的设计进行分析研究，提出山岭隧道设计时需对围岩裂隙进行注浆封堵，充分利用围岩自身进行防水和受力；隧道衬砌设计成排水型，围岩注浆的堵、截与隧道衬砌的防、排共同组成山岭隧道的受力与防排水体系，即可减少对周边环境的影响，又可减低衬砌的受力，具有很好的经济和社会效益。

【关键词】山岭隧道；防排水；隧道受力

引 言

近年来，我国城市轨道交通蓬勃发展，以往在公路和铁路隧道中常遇到的山岭隧道，目前在城市轨道交通工程中也经常遇到，隧道在高水头压力下防排水、结构受力和对周边环境影响问题受到越来越多的关注。通过分析防排水型和排水型隧道对于隧道涌水量、衬砌受力方面的影响，考虑山岭隧道围岩注浆的堵、截与隧道衬砌的防、排，充分利用围岩自身进行防水和受力，才是隧道设计好的方法。

1、山岭隧道的设计思路

山岭隧道出现问题，主要有以下几个原因：

（1）隧道漏水影响运营

长期渗水漏水容易使衬砌剥落、风化，如果渗漏水中含有侵蚀性介质，将会加速隧道衬砌开裂变形和塌方，同时会加快隧道内部设施的锈蚀，缩短线路设备的寿命。

（2）影响结构安全

隧道排水不畅，造成衬砌受至水压太大，衬砌开裂，严重的局部混凝土压碎。

（3）影响生态环境

隧道长期排水，山上的植被会大量死亡，造成严重的生态问题。

隧道设计需要解决这两个矛盾的问题，即要保证隧道结构的安全，又要减少地下水渗透对运营和环境的影响。针对这些问题，设计时需采用“防、排、截、堵的设计原则，防、排、截、堵应有机结合，才能使隧道即兼顾结构安全，又保证运营和环境安全。

山岭隧道由于埋深较深，周边围岩都是以岩石为主，隧道受到的主要荷载是水压力，岩石的渗透性直接影响到隧道的涌水量和水头压力，岩石的渗透系数取决于岩体的裂隙及风化破碎程度。岩块本身的渗透系数很小，通过围岩注浆把浆液注入到围岩裂隙中，浆液凝固后填充围岩裂隙，可以有效降低其渗透系数，减小涌水量；另外注浆加固圈将承受大部分的外水压力，衬砌背后的水压力会大大减小，从而减少隧道衬砌受力。

通过建模计算，分析不同渗透系数及水头作用下隧道涌水量和受力情况，对比分析它们之间的关系，为工程设计提供借鉴和参考。

2、计算模型及参数选取

2.1 计算模型建立

隧道断面为拱顶直径为6m的马蹄型隧道，两个隧道中心距离为13m。土体本构采用为莫尔—库伦模型，隧道衬砌本构采用弹性模型，土体单元为平面单元，管片单位为梁单元。初支采用100mm厚C25混凝土，二衬采用300mm厚C35混凝土。

2.2 基本假设

（1）分析类型采用稳定流分析：即岩土体内部和外部边界条件不随时间变化的分析，在分析区域内的流入量和流出量始终保持不变；山体内总水头不变；

（2）各土层呈层状均匀分布，各土层为均质，各向同性体，同一土层在各个方向上的渗流能力（渗流系数）均相等，岩体采用“等效连续介质”假定；

（3）边界条件：模型的左右及下边界均为固定的节点水头，为不透水面；而上边界为自由边界；在隧道开挖时，全断面均为排水边界。

2.3 材料参数选取

2.4 计算分析工况

城市周边的地处平原、丘陵地带，山岭隧道埋深一般在50m～200m ，隧道所处地层主要为中风化、微风化岩层，结合这种情况，计算工况按以下两个方面选取：

（1）根据不同水头高度，分以取25m、50m、75m、100m、125m、150m、175m、200m，八种水头情况进行建模模型分析计算；

（2）根据岩石不同的风化程度以及节理发育情况，考虑注浆对围岩渗透系数的影响，岩石的渗透系数取0.005m/d、0.1m/d、0.15m/d、0.2m/d，四种情况进行分析。

3、结果分析

3.1 隧道渗流量分析

根据计算情况，将不同水头和不渗透系数各工况的计算结果进行分析统计，得出水头压力与渗流量以及渗透系数与流量之间的关系，详见图1、图2。

（1）隧道渗流量与水头压力是线性变化关系，水头越高，渗流量越大。渗透系数越小，水头在渗透过程中消散，渗透量随水头增长越慢；反之则渗透量随水头增长越快；

（2）同一水头作用下，不同渗透系数引起的渗流量呈指数增长关系，渗透系数小于0.1m/d时，岩石裂隙没有形成明显的渗水通道，水头压力对渗流量影响不大，反之渗流量呈指数极快速增长。则当渗透系数大于0.2m/d时，25m水头作用下，每沿米隧道的渗流量将会超过50m3。

（3）围岩注浆后，渗透系数可大大降低，当渗透系数为0.005m/d ，200m水头作用下，注浆后的渗流量仅为3.5 m3/d·m，与天然围岩计算结果对比，涌水量减少了80%～90%，通过注浆改变围岩渗透系数可以非常有效的降低涌水量。

3.2 隧道衬砌受力结果

C35混凝土偏心抗压强度设计值为19MPa，将不同水头和不同衬砌厚度工况下，混凝土压应力及衬砌裂缝计算结果进行分析统计，得出水头压力与混凝土压应力以及衬砌裂缝之间的关系，详见图3、图4。

（1）随着水头压力的增大，衬砌混凝土压应力，呈线性增长变化，当混凝土最大压应力达到设计值，相对衬砌厚度为300mm、400mm、500mm厚时的水头压力分别为42.5m、71.8m、103.4m。

（2）随着水头压力的增大，衬砌裂缝也呈线性增长变化，当混凝土最大压应力达到设计值，相对衬砌厚度为300mm、400mm、500mm厚时的裂缝宽度分别为0.14mm、0.09mm、0.11mm。

（3）衬砌厚度对混凝土压应力影响较大，厚度由300mm增加到500mm时，混凝土最大压应力减少了60%左右，对改善隧道受力有非常明显效果。

4 结论

（1）渗流量随着渗透系数的减小而减小，随着水头的增加而增大。低水头，围岩渗透性较大时，宜采用全包型防排水隧道；高水头，围岩渗透性较小时，宜采用半包型防排水体系；而对于高水头且围岩渗透性较大时，应先对围岩节理、裂隙进行注浆，注浆能有限降低围岩渗透性时，隧道按排水型设计，可有效降低衬砌厚度，同时保护环境。

（2）無论防水型隧道，还是排水型隧道，隧道结构防水层应按全断面设置。对于排水型隧道来说，在拱脚处开设泄水孔，能够降低地下水的流动对衬砌耐久性的影响。

（3） 随着水压力的提高，衬砌混凝土将达到压应力设计值而破坏，而此时的衬砌裂缝则远未达到限值，山岭隧道主要控制受力的是混凝土压应力，隧道设计更应注重断面形状和厚度的选取，弯矩造成的拱脚应力集中，采用圆形断面时，可有效减小弯矩，使得混凝土能够承受更高的水头压力，改善隧道受力。

参考文献

[1]丁宇坤，防水型隧道防排水工程措施的研究. 硕士论文 [D] 西南交通大学. 2006.

[2]张慧玲，高速铁路客运专线隧道防排水设计 [J] 铁道标准设计. 2010，01.041： 139–141.

作者：魏良甲

隧道防排水分析论文 篇2：

城市市政隧道的防排水技术措施分析

摘要：城市市政隧道防排水工程对城市发展具有重大意义，它从各个重大方面影响着城市的运转和居民日常生活。为了创建更好的城市化设施，促进城市稳步发展，本文将对城市市政隧道防排水技术措施进行分析和讨论，从影响隧道防排水技术的各个方面进行简要分析。浅谈其中存在的问题并提出相应的意见，并对未来隧道防排水技术的发展提出几点展望，希望能够对提高城市隧道防排水技术做出努力，推动城市化建设大工程。

关键词：市政隧道；防排水；技术措施

引言：

城市市政隧道防排水工程是城市化建设的重要组成部分，直接影响城市化建设的发展。因为城市市政隧道所处地理位置十分重要，它不仅影响着整个城市地下建设的运转，也与城市中人们的日常生活息息相关。城市隧道中遍布着影响城市发展的各项基础设施，这些基础设施维系着城市生活的方方面面。例如供电，供水，通讯，交通等。直接影响了城市发展的良好运行和居民生活的安泰。城市隧道建设意义重大。而城市隧道内的防排水系统直接影响着整个隧道建设。所以对隧道内防排水技术措施的分析研究工作显得尤为重要。

一.城市市政隧道防排水技术措施分析

1.1城市地下基础设施分析

随着社会的不断进步，城市发展迅速，城市化建设趋于完善，各种各样大型基础设施越来越丰富繁多，它们的系统遍布整个地下隧道中，其分布十分广泛，而且管道纵横交错，极为复杂。这些大型设施涉及到城市的供电，供水，通讯，交通等诸多方面，与城市人们的生活息息相关。它们影响着城市的良好运转和发展，一旦隧道防排水系统出现问题，将严重影响城市运转及人们的正常工作生活。所以这些城市地下基础设施对城市隧道防排水技术产生了极大影响。

1.2地下水文地质分析

隧道作为一种地下建筑，受到地下水文地质的影响。不同的水文地质影响着城市隧道防排水技术。隧道下的地质情况和地下水不同程度的侵蚀，沙土以及岩层都將对防排水技术提出不同程度的挑战。由于防排水施工前期的地质考察工作不尽完善，没有对不同程度的水文地质进行详尽的考察分析，导致防排水设计中没有纳入水文地质的影响作用，所做施工方案没有避开不良水质以及恶劣的地下岩层，为后期的防排水施工埋下了巨大的安全隐患，对后期的防排水技术使用提出了巨大挑战。

1.3城市市政隧道防排水设计分析

城市市政隧道防排水技术的挑战来自多个方面，防排水体系不合理，各隧道防线设计参数有问题，相应的技术落后，跟不上现代施工要求等。但是主要的问题还是来自我国城市隧道建设工作暂时没有自己的技术标准，所用到的施工技术以及设计标准都是套用铁路，公路部门制定的设计施工规范，所以容易导致隧道建设在设计初期就出现极大的偏差。城市隧道建设标准极高，在施工中所遇到的问题和挑战远远高于在铁路及公路施工中遇到的问题，城市隧道建设配有大量市政管线及现代化先进设备，所以防水标准必须达到能保持洞内干燥的工作条件。

1.4城市市政隧道防水材料及施工工艺分析

市政隧道防排水技术中，防水材料和施工工艺对防排水影响极大，所以一定要对防排水材料及施工工艺进行严格的标准化把控。从施工材料上，首先要有专业的采购人员，采购途径，进行对材料的选择，严把材料质量关，从根本上对隧道渗水漏水情况进行解决。其次，所选的防排水材料要根据不同隧道，不同的地下水文情况，因地制宜，灵活运用。而且要充分考虑到材料的运输过程的损失程度，不同城市环境，温度，湿度对材料的影响。为达到防排水材料保质保量的要求，一定要考虑到诸多细节和变化问题。

从施工工艺上，首先一定要要求规范操作，不能没有工艺上基本的标准。在施工过程中，对不同防排水技术情况制定工艺要求，严格按照工艺规范标准操作，杜绝随意马虎的行为。隧道防排水工程关系每个人的利益，一定要有工艺上的标准和要求。其次要与时俱进，引进先进的现代化技术，科学地解决隧道防排水技术问题。

1.5城市市政隧道防排水工具设备分析

工欲善其事，必先利其器。隧道防排水施工的工具和设备，直接影响着防排水技术的实施。施工需要提前准备好需要用到的所有机具，并检查机具设备是否完好，是否可以进行施工操作。一般隧道防漏水工程中会用到有架设防水卷材的简易台车，电钻，射钉枪，塑料焊枪，塑焊机，小型运输车等。要保证施工机具的良好运作，对有特殊要求的设备，更应该保证其功能的正常使用。

二.城市市政隧道防排水技术措施展望

城市市政防排水工程对城市隧道建设，城市化建设有着重要意义，对隧道防排水技术的分析是十分必要的，文章从以上几个影响城市市政防排水技术的方面进行了简要分析，希望能为城市隧道研究人员起到一定参考作用。以下将对于城市隧道防排水技术在未来的发展提出论者的一些展望。

首先，因为城市隧道防排水没有自己的技术标准和施工规范，在操作中没有可以遵循的依据，这在很大程度上影响了防排水工程的建设，防排水技术的使用等问题，希望在未来的施工建设中，国家城建部门能对隧道防排水施工建设制定出一套系统化的标准，能够使城市市政隧道防排水技术标准化。

其次，要学会因地制宜，灵活地运用防排水技术和防排水建设的案例，每一条城市地下隧道的地质和水文情况都会有所不同，一定要做好前期的地质勘探工作，掌握好详细的信息，为隧道防排水技术的使用创造一个坚实的基础和可参考的数据标本。具体隧道具体分析，因地制宜，制定合理的防排水技术方案。

然后，一定要做好防排水技术在工程实施中的各项基础工作，防排水材料，防排水设备，防排水工艺等基础工程部分。最后，在施工过程中，一定要注重细节，逐步完善隧道防排水技术。细节决定成败，一个小的疏忽，也能导致施工中的大问题。所以把握好细节工作，逐步完善隧道防排水技术在实际中的应用。

结束语：

城市市政隧道防排水工程影响重大，它关乎着城市居民的切身利益，影响城市的良好运行和发展。所以对隧道防排水技术措施进行详细的分析和探讨具有重要意义。从城市市政防排水技术的现状出发，对其面临的问题和挑战，逐个分析并给出相应的意见，从基本问题出发，提出未来展望，以此来提高城市市政隧道的防排水技术措施，促进城市道路建设，推进城市化进一步发展。

作者：张泽浩

隧道防排水分析论文 篇3：

城市市政隧道的防排水技术措施分析

摘要：经济的发展，城市化进程的加快，促进市政工程建设项目的增多。市政道路以及文化娱乐基础设施的建设都在快速进行，从中也能看出，在市政建设中有关技术方面的实施还是会遇到各种各样的问题，当疑难杂症出现时便严重影响了工程的进度，尤其是在市政防排水方面，总是会遇到技术上的问题，这也是市政建设的关键。对于防排水隧道的改造实施，在能保证质量的前提下，设计工作还能得到完美呈现，这是最终的要求。本文就城市市政隧道的防排水技术措施展开探讨。

关键词：城市市政;隧道防排水;技术措施

在我国当代经济飞速发展的大背景，基础设施的建设也在不断推进完善，对于地下工程的需求量也在增多。在进行地下工程建设时需要注意的一个大问题是防水，如果在工程中没有解决好防水问题，在隧道施工中就会需要多次维修，不但延长施工工期，而且会造成人力、物力、财力等不必要的浪费，为了保证工程的进度及质量，在施工过程中要保证防水排水施工的质量。

1隧道防排水系统

隧道多因地下水发育、隧道壁局部渗水、遇到断层带、岩石破碎、裂缝发育等原因而出现涌水。在隧道防排水系统设计中，应注意观察记录出水口位置、水量、进水量、变化规律、供水水质组成，以便改进防排水措施。在设计过程中，要保证隧道排水平稳，避免路面积水。首先，在满足最不利条件时，道路侧沟的排水应满足排水要求，且侧沟不能溢流。其次，从路边沟到泵房的横切沟（管）此时也应该满足设计要求。横切沟一般位于隧道水流交汇处的最低点，容易产生汇流和涌水，因此，排水横切沟应满足设计要求。最后，排水泵房也应满足设计要求。泵房需要及时和快速地清除隧道中的水，以确保运行车辆的安全通过。隧道开挖后，根据周围各级岩石地下水的发育情况，在岩石表面的圆周方向铺设了Ω型弹簧排水管，将周围岩石的渗水排入基底的纵向水管，使隧道初始支护中的排水良好。二次衬砌后，为了有效地去除二次衬砌后的回水，在初始支撑与防水层之间设置一定距离的排水盲管，然后盲管与底部的纵向排水管连接。

2城市市政隧道防排水存在问题

2.1设计方面

设计方面经常会发生考虑不周全等问题，等突发情况出现时才开始寻找解决办法，比如在开凿岩石隧道的过程中没有对规定区域进行水量测试，包括周围的水压测试，从而导致在开凿时会出现大量的水踊跃而出，导致周围泥石松动滑落，这不仅会影响城市市政隧道的开凿进度，最重要的是对人类居民的生活带来一定的危险。

2.2施工问题

问题主要表现为：①施工设备与施工材料存在质量问题。市政隧道防排水施工的首要环节就是采购材料，材料的质量直接影响着城市市政隧道防排水工程的质量。在城市市政隧道防排水工程实际投入使用后最常见的问题就是渗水问题，而影响渗水的重要因素就是施工材料质量不合格。材料问题主要是由于采购的材料没有按照排水设计的要求进行采购，导致材料质量不符合相关标准，最后影响了防水工程的耐久性，导致渗水问题发生。另外，在实际的城市市政隧道防排水施工中没有对施工材料進行严格的管理，导致在提取材料或者使用材料的过程中导致材料被损坏，影响其质量;②混凝土施工。在城市市政隧道防排水施工中混凝土施工是最重要的施工环节，直接影响着城市市政隧道防排水工程的质量。在混凝土施工中影响施工质量的首要因素就是材料质量，混凝土施工的主要材料是水泥、砂石、添加剂等。这些材料的质量存在问题或者是材料配比不科学都会影响施工质量。

3城市市政隧道的防排水技术措施分析

3.1施工材料与施工工艺分析

首先就要把问题扼杀在摇篮里，从购买原材料的员工入手，其员工必须要经过专业的培训和学习，具有专业的技能才能委以重任，这是关键，并且采购员工要做到严格化，专业化，标准化，专业水准一定要符合要求，购买回来的材料也要经过专业人士的层层检查和筛选，并且在存放中也要进行严格的管理，这是影响城市市政防排水工程的根源问题。其次在施工过程中存在的风险，要有一定的施工把握，其实就是对技术人员的高要求，检查手艺是否合格，遇到紧急情况能否随机应变，在短时间内找到有效的解决办法，比如遇到大量水源喷涌而出时要采取及时有效的排水措施，最重要的是避免水源对混凝土的冲刷，如果受到冲刷，混凝土与砂石之间会有空袭，这便会时隧道质量受到严重的影响，放水排水隧道寿命也会变短，不能经久耐用。还有，为避免万一情况出现，还要在城市防排水隧道中安装一定的带有止水功能的节点装置，并且在安装设备的同时还要保证中间不能产生缝隙，安装顺序也要前期设置好，连接处都要做到完美无瑕，同时还要对此设备进行一定的保护，确保做到万无一失，如果有特殊情况出现，还要对此工程进行及时的抢救和修复，如已破旧直接进行更换新的，力争做到城市市政隧道防排水功能正常使用。

3.2防水板施工顺序的控制

防水板施工的工序很重要，通常采用从下到上、先试后定、再铺再焊接的方式。“从下到上”指防水板的施工铺设顺序为从墙角开始往上铺，最后在拱顶的地方汇合;“先试后定”是指在铺设时先用一小部分进行试铺，先把防水板的一小块粘贴在喷射混凝土表面，再沿着墙铺设，当土工布上的吊带贴到初期支护表面时，在这个位置做好标记;“再铺再焊接”是指按以上工序完成铺设后，对于防水板之间的接缝和预留的接缝要进行焊接，使其防水性得到进一步保障。防水板与土工布之间采用超声波塑料焊接机进行连接，焊接在热熔衬垫上。为防止浇筑混凝土时，由于喷射混凝土表面大范围内的凹凸不对称而造成防水板拉伸破坏或喷混凝土与模注混凝土间产生空洞，在安装防水层时，防水板、土工布应留一定富余量。施工中需注意铺设防水板时不能太松也不能太紧、焊缝不能粗糙褶皱。还要做好预留，保证二次衬砌混凝土浇筑时防水层的防水效果不会受到影响。

3.3城市市政隧道基底防排水技术分析

在应用城市市政隧道基底防排水施工技术时要结合隧道基底的具体情况进行施工。如果隧道基底的出水量比较大应该采用密渗井暗管排水法进行排水，渗井之间的距离应该根据实际出水量进行设置，一般情况下不能少于5m。如果隧道基底的出水量比较小，应该采用渗井排水法排水，一般情况下渗井位圆状。另外，可以在渗井中填入碎石以及块石等材料，同时将中央排水沟与渗井的检查井设置在同一处，这样就为城市市政隧道基底防排水施工后期的清淤工作提供了便利，保证施工顺利完成。

4结语

现代城市建设过程中，城市市政隧道防排水工程的实施是必不可少的建设之一，这为广大城市居民生活提供了便利的条件，也体现了现代化城市建设的先进性。所以，国家针对现在各个城市的隧道防排水设计和施工十分的重视，目的是为了切实解决城市隧道防排水技术在现阶段存在的问题，得到更进一步的发展。

参考文献：

[1]刘维宁.公路隧道防排水技术进展[J].工程地质学报，2017.

[2]郭小红.跨海峡隧道风化槽围岩衬砌防排水技术研究[J].岩石力学与工程学报，2018.

（作者单位：中铁九局集团第四工程有限公司）

作者：杨玉金