5防排水和通风设计

5.1防排水

隧道防排水设计方案应结合隧道洞深水环境要求和水文地址条件确定。隧道防排水应采取“防、堵、截、排，因地制宜，综合治理”的原则。

根据《高速铁路设计规范》规定有以下要求：

1、避开不良、不稳定地质体，以较短途径引排到自然稳定的沟谷中；经路堑侧沟、涵洞排放时应采用无缝顺接，必要时设置具有检修、维护功能的缓冲井。

2、洞口及洞神范围影响施工及运营安全的地表流径、坑洞、漏斗、陷穴、裂缝等，应采取封闭、引排、截流等工程措施消除安全隐患

3、横跨洞口及洞身的自然冲沟、水渠的沟底高程大于隧道洞顶高程时，宜采用明洞顶设渡槽排水方案。

4、初期支护与二次衬砌的拱墙之间应根据地下水发育情况合理设置防水板，防水板厚度不应小于1.5mm。加强排水及施工缝处理措施，地下水环境保护要求高，埋深浅的隧道应采用全断面封闭防水。

5、双线铁路应设置双侧水沟和中心水沟，中心水沟应与双侧水沟相连通。 6、隧道衬砌背后应设置与双侧排水沟连通的环、纵向排水盲管。

7、不能自然排水的隧道应设集水池及机械排水设施，机械排水设施的排水能力应满足设计排水量要求，并配置备用泵。排水设施应配有控制、监控系统。集水池宜与正洞隔离，机械排水系统应设检修通道。

8、寒冷及严寒地区隧道防排水设计应考虑防冻害，其防排水设施应结合当地气候条件、工程与水文地质、环境条件等进行专项设计。

9、水沟断面应根据水量大小确定。水沟的设置应考虑清理和检查要求。暗埋中心排水沟应设检查井，检查井间距不应大于50mm，其盖板面宜与隧道底填充面齐平。

10、隧道衬砌结构的施工缝、变形缝应按一级防水要求采取可靠的防水措施。

5.2运营通风

隧道运营通风方式应根据技术、经济条件，考虑维修、防灾救援等因素综合比

选确定，并符合现行铁路隧道运营通风设计标准的相关规定。

隧道的防灾通风应与运营通风统筹考虑，应采用可靠的防火安全措施，并符合现行铁路隧道防灾救援疏散工程设计标准的相关规定。

6隧道衬砌设计

根据《铁路隧道设计规范》规定：隧道应设衬砌，并优先采用复合式衬砌，衬砌结构的尺寸，可根据围岩级别、水文地质条件、埋深深度、结构工作特点，结合工作条件等，通过工程类比和结构计算确定，必要时，还应经过试验论证。

根据《高速铁路设计规范》规定： 1、矿山法施工应采用复合式衬砌。

2、Ⅲ~Ⅵ级围岩隧道衬砌应采用曲墙有仰拱的结构形式，边墙与仰拱应圆顺连接；隧道二次衬砌Ⅳ~Ⅵ级围岩地段宜采用钢筋混凝土。

3、隧道衬砌混凝土强度不应低于C30，钢筋混凝土强度等级不应低于C35，仰拱填充混凝土强度等级不应低于C20。

复合式衬砌初期支护及二次衬砌设计参数，应根据隧道围岩级别、岩体构造特征等采用工程类比、理论分析确定，并应根据现场围岩量测信息，对支护参数作必要的调整。土质隧道、浅埋隧道、设置大管棚地段隧道的拱部可不设置径向锚杆。

6.1围岩压力计算（曲墙式）

表6.1时速250~300 km双线铁路隧道排水型复合式衬砌设计参数

衬 砌 类 型 Ⅱ Ⅲ 喷混凝土 部位厚度（cm） 拱墙/5 拱墙/15 拱墙/18 拱墙/25 仰拱/10 全环 /25 全环 /25 Ⅴ 全环 /28 全环 /28 全环 20×20 20×20 20×20 拱墙 拱墙 拱墙 4.0 4.0 4.0 1×0.8 0.8×1 0.8×1 格栅 型钢 型钢 型钢 钢筋网(?8mm) 网格间距（cm） — 25×25 20×20 20×20 20×20 20×20 设置部位（cm） — 拱部 拱部 拱墙 拱墙 拱墙 长度 m 2.5 3.0 3.0 3.5 3.5 3.5 初期支护 锚杆 间距 （环×纵） 局部 1.2×1 1.2×1 1.0×1 1.0×1 1.0×1 — — 型钢 格栅 格栅 型钢 型钢 钢架 规格 间距 （cm） — — 1.0（拱墙） Ⅳ 1.0（拱墙） 1.0（全环） 0.8（全环） 0.6~0.8全环 0.6（全环） 0.5（全50* 65*/ 10~15 50* 60*/ 10~15 50* 60*/ 10~15 50* 60*/ 8~10 45* 55*/ 8~10 45* 55*/ 8~10 35 40 40* /30* 55/ 55*/ 3~5 5~8 5~8 二次衬砌 拱墙仰拱/底 预留变 形量 （cm） 板（cm） （cm） Ⅲ偏压 Ⅳ加强 Ⅳ偏压 Ⅴ加强 Ⅴ偏压

/28 环） 表中带*为钢筋混凝土，所有拱墙喷射混凝土中均掺加合成纤维，加强衬砌用于浅埋隧道段，喷射混凝土强度等级为C25，素混凝土强度等级为C25，钢筋混凝土强度等级为C30。

围岩等级为Ⅴ，按表中规范所取：喷混凝土厚度为28cm，二次衬砌拱墙厚度为50cm，仰拱厚度为60cm，预留变形量为12cm。 6.1.1隧道的宽度B与高度????的确定

隧道的宽度B与高度????确定可按下式进行计算：

B=2r1+2d+2e=2×6.41+2×0.78+2×0.12=14.62(m) （6-1） Ht=??+r1+d+e=2.27+6.41+0.78+0.12=9.58(m) 式中：??1—拱部圆弧半径（m）；

d—衬砌厚度预估，喷射混凝土厚度+二次衬砌厚度（m）； e—预留变形量（m）；

????—路面至起拱线的高度（m）。 6.1.2 判断隧道深、浅埋

深埋和浅埋的分界，按荷载等效高度值，并结合地质条件、施工方法等因素综合判断。Ⅴ级围岩的重度为γ=20KN/??3按等效荷载高度计算公式如下： ω=1+i B?5 =1+0.1× 14.62?5 =1.962 （6-3）

q=0.45×2???1????=0.45×25?1×20×1.962=282.528(KPa) （6-4） ???=??=

??

282.52820

（6-2）

=14.1264(??)（6-5）

式中： q—垂直均布压力(KN/m)； S—围岩级别；

γ—围岩垂直重度(KN/??3)；ω—宽度影响系数,

B—隧道宽度；i —当B?5m时，取i=0.1。

在矿山法施工条件下：Ⅳ---Ⅵ级围岩取H??=2 h??

????=2×???=2×14.1264=28.2528(??)