隧道引水工程范文

摘要：随着我国各项基础工程设施的不断完善，越来越多的铁路隧道工程项目也相继投入建设，并且伴随着各项先进建设技术的应用，对铁路隧道工程防排水工作的设计要求也愈发严格。然而就目前来看，传统的防排水施工技术俨然已经不能满足当今铁路隧道工程防排水的设计需求了，许多传统施工手段下的防排水设计工程存在着严重的渗漏隐患，影响着铁路隧道运营的安全性和稳定性，因此，我们有必要加强当前铁路隧道施工时，防排水设计的设计力度。

关键词：铁路隧道工程；防排水；设计；探讨

1铁路隧道工程结构渗漏问题与危害

传统的隧道施工方式多是以整体式衬砌、矿上为主要方式，特别是20世纪80年代以前，并且这两种方式的施工也不具备配套的防水设施，导致工程中存在严重的渗漏隐患。直到80年代中、后期，这种现象随着各种先进技术的融入逐渐得到了较大的改观。就渗漏问题带来的危害而言，主要集中在隧道内部漏水方面，当渗漏现象到达混凝土衬砌部位时，水分会造成砌体结构损坏、锈蚀混凝土中的钢筋结构。此外，还有一些隧道工程长期处于寒冷地域，渗漏出现时会造成结冰现象，在冰的膨胀力作用下，衬砌已出现剥落、开裂等问题，相对的在融冰之后，水分又会加剧隧道整体的侵蚀程度，由此可见，渗漏问题对于隧道工程的危害程度。

2铁路隧道工程结构防排水设计理念

2.1铁路隧道工程结构防排水等级合理确定

铁路隧道工程施工之前，要认真做好铁路隧道工程结构防排水等级的制定工作，要求设计人员要以铁路隧道工程的实际建设情况为依据，并参考建设技术以及施工环境，综合考量之后确立合理的防排水等级。如一些隧道工程处于渗漏性较低的地域，则可以确立相对较低的防排水等级，反之在一些车站等重要部位的区域，则要确立较高的防排水等级。设计人员要合理选择防排水等级，不能擅自降低亦不能盲目提高。通过科学的防排水等级确立，降低施工成本的不必要浪费，同时保障隧道工程的防排水需求。

2.2铁路隧道工程结构防排水系统环境分析

1富水黄土隧道施工控制方法

1．1工程概况

宝兰客运专线南山堡隧道位于甘肃通渭县县城西南，隧道长3471m，双线隧道，洞身最大埋深约145m，为黄土隧道，地下水主要为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水，洞身附近基岩风化节理较发育，富水条件相对较好，隧道平均涌水量1743m2/d，最大涌水量为5349．0m3/d。由于黄土隧道在干燥时很坚硬，承压力较高，当其受到浸湿后，呈一定程度的湿陷性，会突然发生下沉现象，使开挖后的围岩迅速丧失自稳能力，给施工带来极大安全隐患，也为施工增加了难度。

1．2预防隧道变形坍塌采取的措施

1)做好隧道地质超前预报工作，严格按设计施作超前支护。南山堡隧道属于高富水隧道，为保证隧道的顺利施工，避免地下水发育地段突水、突泥的发生，防止地表水、地下水流失，破坏当地生态环境，确保施工安全，需要采取有效措施对隧道掌子面地质情况进行较为准确的预测预报，严格按照《隧道超前地质预报设计方案》进行施作。本隧道主要采用地质素描、水平钻孔和物探相结合的办法进行超前地质预报，物探采用TSP、地质雷达进行，其中TSP有效预报距离应达到软弱、较破碎的地段100m，两次预报重复长度不小于10m。地质雷达的有效探测距离30m，两次预报的重复长度在5m左右。超前水平钻孔采用GL-600S水平钻机进行，探水兼超前排水。地质素描由专业地质人员承担。

2)加强试验检测工作，根据检测结果，及时调整隧道安全步距、增强地基处理措施。做好隧道围岩含水率的测定和地基承载力的测试，根据含水率、地基承载力的测试结果，明确仰拱距掌子面的安全步距和地基处理等相关要求。含水率小于18%，地基承载力大于200kPa时，仰拱距掌子面距离不得大于25m;含水率在18%～22%之间，地基承载力大于200kPa时，仰拱距掌子面距离不得大于15m;含水率大于22%，地基承载力大于200kPa时，仰拱距掌子面距离不得大于10m，按照单工序作业;地基承载力小于200kPa时，采取换填加固等处理方法，保证地基承载力。

3)加大围岩监控量测频率。根据《围岩量测施工技术方案》及《铁路隧道监控量测技术规程》，本段围岩在开挖面大于开挖跨度或沉降速率小于5mm/d时，按照日观测2次进行监控量测，但鉴于本段的特殊情况，本段监控量测的频率在仰拱施工前，一律按照2次/d。

4)精心组织，及时封闭成环，采取各项加固措施，保证围岩处于稳定状态。由于隧道开挖后，出现涌水，涌水主要集中在下台阶左右两侧，靠近出水地层的黄土含水率较高，开挖后地基承载力下降较快，造成拱顶沉降较大，容易引起初支破坏或整体下沉等安全隐患。经过认真分析研究，决定采取如下措施:a．IDK866+274．4～IDK866+304．2段上、中、下导钢架拱脚下垫32a槽钢，以扩大工字钢拱架的受力范围;b．上、中、下导钢架锁脚锚管均增加至4根4m长42锚管(比原设计增加一倍);c．中台阶边墙加宽1m的扩大拱脚，扩大拱脚采用Ⅰ25a工字钢支护;d．严格遵循“短进尺、强支护、早封闭、勤量测，初砌紧跟”的原则，隧道仰拱施工紧跟开挖，将隧道上部部分荷载通过初支拱架有效的传递到初支仰拱上，起到扩大拱脚的作用。采取了以上措施后，隧道的沉降得到明显的控制，采取措施前与采取措施后的沉降。其中IDK866+255为采取措施前的沉降观测数据，IDK866+300处为采取措施后拱顶沉降量观测数据。未采取措施时，隧道在完成仰拱后，才能趋于稳定，采取措施后，隧道的沉降明显降低，且由于隧道仰拱紧跟开挖，在隧道仰拱施工后，隧道趋于稳定。

为加快淘汰粘土砖瓦行业落后产能，推进墙体材料产业转型升级，根据省、市有关文件精神，按照“因地制宜、综合利用、总量控制、优化提高”的原则，结合我市实际，特制订本方案。

一、我市烧结砖行业的现状

市从2006年至2010年，通过淘汰整顿，已经关停粘土砖瓦窑企业5家，其中立窑3座，轮窑2座。现存的39家粘土砖瓦窑企业，分布在全市14个乡镇、街道，技术落后，产权关系复杂，生产和管理水平参差不齐，产品主要是粘土多孔砖和实心砖，不能生产空心砖和空心砌块。

当前，烧结砖企业可利用的粘土资源，主要有杭甬运河、浙东引水工程等水利工程弃土、建筑垃圾（弃土）、江湖淤泥、页岩、污水厂及印染企业处理污泥等废渣，原企业初建时的规划取泥用地已基本用完。

二、烧结砖企业整合改造的控制与布局

1.总体要求

粘土砖瓦窑企业整合改造是墙体材料产品结构调整、淘汰落后产能、实施可持续发展战略的重要内容，也是资源节约和节能减排的一项具体举措，我市按照、绍市的要求开展深化烧结砖整合改造工作，以淘汰、整合改造提升为目标，以调整、优化烧结砖产品为核心，以扶持推进新墙材企业发展为主线，以政策引导为抓手，加快推动烧结砖行业转型升级，促进我市墙体材料产业结构优化调整。

2.区域分布

摘要：基于高速公路隧道渗漏水问题的一些严重危害性情况，本文通过对火烧庵隧道工程重庆境内部分的隧道洞身防排水工作的施工工艺和施工过程的了解，分析洞身防排水工作的施工要点和注意事项，以防止隧道渗漏水问题的发生。

关键词：火烧庵隧道工程；洞身防排水；施工要点

0引言

高速公路是现代交通体系的重要组成部分，受我国多变的地形以及整体的高速公路规划影响，部分地区的高速公路路段必须做成隧道的形式。渗漏水则是高速公路隧道常见的病害之一，渗漏水的出现直接影响着工程结构的安全和设备的使用寿命。本次施工组织设计仅为火烧庵隧道处于重庆境内的部分，是一座上、下行分离的四车道高速公路特长隧道。隧道中部布置的车行横通道有3处，人行通道有4处，对于左右隧道洞内的联系以及在出现突发事故时进行逃生与开展救援工作来说非常方便。在隧道内出现火灾等情况时，左右洞可以当做彼此的逃生与救援通道。因此，本次施工对隧道采取洞身防排水工艺，严格按照规划进行施工。

1高速公路隧道渗漏水的危害

渗漏水是公路隧道常见危害之一，会对行车安全、洞身设施建设等产生影响。第一，渗漏水会影响公路隧道的结构使用，渗漏水程度较轻会造成隧道内拱部、边墙、墙脚等地方的浸润、潮湿等，程度较重还可能造成水流喷射、涌流等，影响隧道结构安全和隧道内设施的使用寿命。第二，渗漏水影响行车安全，如果渗漏水不及时处理，会导致路面打滑，影响行车安全；而且渗漏水还会对电路设施等造成危害，有可能引起触电，威胁人身安全。第三，渗漏水会造成隧道衬砌老化，使衬砌承载能力降低，影响隧道结构安全。

2火烧庵隧道工程中的洞身防排水施工工艺

本隧道洞身防排水主要采用结构防水（防水砼）、三缝排水（变形缝、施工缝、止水带）、防水层防水。

摘要：本文结合一系列真空管道输水工程，对“真空高速流”的流态进行了观测，讨论了其中遇到的主要水力学问题。指出空气阻力在现实工程中对于入管水流的均匀性、平稳性和水头损失等水力问题都有着明显的作用和影响。阐述了液流粘滞性根源理论存在的误区以及“真空流”出现后如何以全新眼光看待液体能量损失问题。

关键词：真空高速流水头损失水力学气阻重力流配水工程

⒈前言

水力学研究经历了漫长历程。早期的古典流体力学，在数学分析上系统、严谨，但计算结果与实验不尽符合。随着生产发展的需要，一些工程师和实际工作者，凭借实地观测和室内实验，得出经验公式，或在理论公式中引入经验系数以解决实际工程问题。前者偏理论重数学，后者偏经验重实用，但两者之间存在着一个难以磨合的能量损失问题，它的根源在哪里，它的数量有多大，成为基础水力学理论研究中的重要内容。为了解决理想概念给实际流体求解带来的困难，科学家们作出许多努力，将研究的重点转移到液体粘性上，创立了边界层理论、紊流理论等，并在理想流体方程中添加粘性项使之适用于实际流体。液体的粘滞性概念应运而生，成为产生能量损失的最大根源。它的影响力在水力学研究中是相当深远的，几乎所有的流体工程，无论是设计施工还是运行监测，都离不开对水头损失进行衡量与估算。

然而研究古典流体力学的数学、力学家们没有想到，在21世纪的今天，他们所论证的偏重于数学理论的理想流态模型可以在真空中存在，并且这种接近理想的流态同样可以广泛应用于各类大型的实际工程当中，它的水头损失大大降低了，“液体的粘滞性”几乎不存在了！这是一个惊人的发现！笔者称这种新的流体输送形式为“真空高速流”，简称为“真空流”。对于“真空流”这种特殊流体，国内外尚欠缺这方面研究文献，本文就是针对这一流体，介绍其形成概况、工程效益以及对水力学理论的影响冲击，深入探究水头损失产生的根源。

⒉真空流形成概况

“真空流”是根据类似于真空隧道列车可以达到1万公里/小时等级的高运行速度原理，在输水管内的某部位形成高速运行所必须的高真空，再利用工程水头（落差）势能的拉动牵引，将流体以更高的流速推进。输水工程的效率将在原来的基础上大幅度提高，配套直径300mm－3500mm，管道流体压力由于受局部高真空的影响，反而降低15%左右，形成“高速低压”状态，有利于保护整个管网。

具体实施过程如下：在水库或水厂高位水池上游的进水口处安装一台“潜水式无动力真空虹吸装置”，在坝体上铺设真空输水管道，管道必须高于水面、呈n字形向下游延伸或与原“重力流”管道串接，串接处安装控制阀门。通过真空液气交换箱对n字形局部管道充满水，使高于水面的管内形成真空。开启串接处及下游阀门，在大气压作用下，使水源源不断通过“潜水式无动力真空虹吸装置”进入到管内，上升到管道最高点而后下落，在水头势能的拉动牵引下流向下游，送往远程的输配水管网中，整个输水运行过程无需耗用电能。这台“潜水式真空虹吸装置”是整个真空管道输水工程中的核心部分，它犹如单向滤板，在进水口处完全阻断了空气的进入，只透过水流及其夹带的杂质、泥沙，在管道内部形成高度真空；自带的流体整流器，将进入的水流进行梳理，改变水的有旋流动为有势流动。水体经过滤气、整流，再经过真空部位，形成了非常理想的、运行无阻力的、完全充满整个管（网）道截面的管道均匀流。

摘要：在水利隧洞开挖施工等诸多方面，先进、科学的隧道开挖技术不但可以提高整个建筑工程的整体质量，同时还可以为建筑企业带来巨大的经济效益和社会效益。近年来，水利隧道开挖施工的途径也逐渐增多，然而，在实际的建造过程中，部分地区的隧道工程建设也出现了诸多不良现象，例如，塌方问题的出现。本文首先简单的介绍了水利隧洞工程的主要功能，又对利隧洞工程开挖施工准备做出了诸多分析；其次结合实际的建设情况阐述了水利隧洞施工开挖施工技术；最后进行了水利隧洞工程开挖施工要点分析，并提出了水利隧洞工程开挖塌方处理等相关内容，希望能够给同行带来一定的帮助和价值参考，以此提高水利隧洞工程项目的建设成果。

关键词：水利隧洞；工程；开挖施工；塌方问题

0引言

在实际的水利工程建设过程中，隧洞建设工程是其重要的组成部分，但经常受到外界客观环境因素和人为因素的影响，加上施工作业人员没有采用相对统一的建设方法进行操作处理，导致部分隧洞工程建设项目的结构质量不具有安全性，甚至形成较为严重的塌方事故，为施工作业人员的生命和财产安全构成一定的威胁。为了提高水利隧洞工程建设的建设质量，管理部门应结合实际的工程建设情况，从实际情况出发，在规范施工作业人员操作手段的基础上，确保开挖施工流程的稳定性[1]。

1水利隧洞工程的主要功能

众所周知，隧洞工程是水利建设工程项目的一部分，其主要的建设目标就是大量输水或者当发生地质灾害时，进而发挥排洪抗涝的作用，当进行开挖建设时，设计人员应按照国家规定的建设标准将隧洞建成封闭式的内部输水结构，久而久之，人们通俗的将其叫做水工隧洞。因各类隧洞建设工程的实施手段和应用特点都存在一定的差异性，建筑工程的管理人员应结合实际的工程情况，运用不同的开挖技术来增加隧洞结构的承载负荷力，并在周密分析的基础上，制定相对完善的工程建设方案。在实际的工程建设过程中，放水隧洞以及泄水隧道是最为常见的隧道结构建设形式，放水隧道主要的建设功能是进行大面积的灌溉、规模建设发电以及为广大人民群众提供大量水源[2]；而泄水隧道与前者有所不同，它主要是利用隧道的结构特点进行泄放超过警戒线的水源，与此同时，施工作业人员还可以基础的对水电站尾水进行有效管理，并进行基础的建筑结构施工建设。例如，近年来，我国著名的地下调水工程主要是利用隧洞工程的操作技术，当建设工程后期投入使用过程中，隧洞施工项目暴露了诸多工程建设问题，特别是断层塌方、地下暗河等不良现象，对此，相关人员应充分对工程场地进行实际的勘察，并采用一定的科学技术对土壤的化学物理成分进行分析，进而可以更好的对水利隧洞工程建设的安全稳定实施做保障。

2水利隧洞工程开挖施工准备分析

外界客观环境因素以及人为因素始对水利隧洞工程的建设形成负面影响，所以，在隧洞工程准备之前，建筑企业管理部门应详细的对隧道工程场地的边线、开挖轴线以及坡度、控制线和开挖的具体深度进行综合分析和测量，并引进先进的排水基础设施，同时埋设适量的控制桩以稳定整个施工建设结构[3]。另外，建筑人员还应制定科学的设计方案，对隧洞开挖区域进行截水沟建设，对那些临时存在的排水沟和积水坑进行安全规划，在满足施工建设安全、合规操作的基础上，开挖过程中应保留合理的坡度，同时对施工产生的废水、围岩渗水以及工作位面所产生的内积水进行有效排泄和管控。另外，为了提高工程项目的坡度安全，工程建设人员应亲自对工程现场进行全方位的测量，一旦发现隧洞结构出现破裂、掉块以及破损等不良情况，建筑团队应立即停止工程建设，采用有效的加固手段来集中进行维修和养护，在此过程中，建筑企业应投入适当的建设资金来购买先进的开挖基础施工设备，进而促进水利隧洞工程开挖工作的顺利开展，与此同时，应定期的对开挖机械设备老化零部件进行维修保养，延长设备使用寿命，提高施工作业人员的整体组织效率，最后为企业创造更多经济价值奠定夯实的基础。

隧道采用复合式衬砌，设有照明、消防、通风、通讯等设施，预留洞室多，预埋管线种类多。由于先期投入使用的右幅隧道渗、漏水严重，故对左幅隧道提高了防、排水施工质量的要求，要求隧道洞内无渗漏水，安装设备预埋洞室不渗水，路面不冒水、不积水。下面重点介绍隧道的防、排水施工方法及其施工效果。

我公司承建的大茅洞左隧道位于海南省三亚市田独镇境内陵水19所纬向深断裂南侧。右幅隧道已于1984年建成通车，左幅隧道距右幅隧道80m，为高等级的高速公路，全长1140m，设计行车速度80km/h，行车道净宽10.25m，隧道净高5.0m，路面基本照明亮度6.0cd／m，路面单向横坡为2%，设计纵坡为人字坡，竖曲线半径r为35km，坡度分别为+1.5%和-1.42%，隧道平面位于直线段。

对隧道影响较大的结构共有五条断层及闪长玢岩岩脉、节理发育带等。隧道所经过的山脉岩性较为单一，主要为花岗岩，围岩类别为ii～v类，软弱围岩占85%.

1隧道的防排水设计

隧道的防排水体系由两部分构成：一是初期支护期间的排水系统，包括弹簧透水管，纵、横向排水管和两侧水沟；二是二次衬砌的防水系统，包括防水板、无纺布和防水混凝土。

1.1防水措施

在初期支护与二次衬砌之间敷设一层pvc复合土工布防水板作为第一道防水，防水板敷设范围为自拱部至边墙下部。施工缝采用xz-322-20型中埋式橡胶止水带，沉降缝采用bw-9611型遇水膨胀止水条。

1.2排水措施

1.流域耗水量

黄委会水文局第一次黄河流域水资源评价成果没有得到黄委会的认可，首次开展1997年黄河流域水资源公报编制也是因为按照全国水资源公报大纲编制而没有通过黄委会的审查。这是由于计算地表水资源量有不同的方法造成的：一般意义上的耗水量与流域耗水量。

1.1一般意义的耗水量

根据中国水资源公报工作大纲的内容，耗水量是不分地表与地下水的，但实际工作中，在计算河道天然径流量时，把人类活动影响的地表径流水量进行还原。如果套用此概念，地表耗水量指在输、用水过程中，通过蒸发、土壤吸收、渠系损失、产品带走、居民和牲畜饮用等形式消耗的，而不能回归到地表水体或地下含水层的水量。其关键在于不仅回归地表也包括回归地下的水量不作为消耗水量。这也是一般意义上的耗水概念。我们为了区别于流域耗水量把这一传统上的耗水量概念称为“行政区域耗水量”，以示区别。

1.2流域耗水量

从流域管理的观点出发，河川径流还原水量计算中，河道外用水可以看作流域耗水。如水量调度中以黄河断面水量作为各河段各省区分配水量的依据，引出的水量与回归的水量在断面能够具体反映。无论是河道水量管理与天然径流量的计算概念是一致的。黄河流域的工农业及人畜等还原水量（还原水量中不包括河道内水库调蓄水量等，只指工农业生态等消耗项），对于流域来说也即耗水量。因此，我们提出了“流域耗水量”概念。

“流域耗水量”概念是与之传统的耗水概念比较而言的。传统的耗水是行政区划中的实际耗水量，我们为了对应把传统的耗水称之为“行政区域耗水”。“流域耗水量”不是传统意义上的耗水量，只是相对与河道来说是“无回归水量”，河道外的还原水量，是河道的消耗水量，是一个相对数值。也可以说对河道损失（贡献）的大小。

把流域河川径流还原水量河道外用水概括并提出“流域耗水量”，有其积极的意义，这和黄委会的水资源成果中基本计算方法基本原理是一致的，都是采用“流域耗水量”概念，1987年国务院批复黄河可利用水量中也是“流域耗水量”；其计算方法建立在在引排差基础上，即引出河道扣除引出后回归河道的水量，具有简单明了、准确性高、合理等特点，同时也实际应用于黄河水量调度和生产管理中。