寒冷地区铁路隧道防排水设施冻害浅析

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1、铁道建筑2011年第7期RailwayEngineering63文章编号：1003—1995(2011)07—0063-04寒冷地区铁路隧道防排水设施冻害浅析宋顺德(沈阳铁路局工程管理中心，沈阳110001)摘要：分析新建东北东部铁路通道白河至和龙段隧道防排水设施发生冻害的机理，指出应根据局部气候条件确定防排水设施防冻害标准，部分防排水设施宜采用较高一级的构造措施，施工中特别注意防冻措施细节处理，尽量减少冷桥。关键词：寒冷地区隧道防排水冻害中图分类号：U453．6；U457．5文献标识码：B新建东北东部铁路通道白河至和

2、龙段工程是沈阳l东北东部铁路通道隧道概况铁路局在东北东部严寒山区组织建设的第一条集长隧道、高桥、高路堤、深路堑为一体的山区铁路。该工程新建东北东部铁路通道白河至和龙段铁路位于吉于2006年4月28日开工建设，2008年12月20日开林省延边朝鲜族自治州境内，全长103．269km，新建通运营，运营2年来有部分隧道防排水设施发生冻害，隧道7座，隧道延长l8．42km，其中南山隧道全长分析隧道冻害发生机理，及时采取治理措施，保证列车7566m，是东北地区目前最长的铁路单线隧道。沿线安全运营，同时，为严寒山区新建隧道设计和施

3、工提供隧道分布情况见表1。参考。表1隧道情况表全线隧道大部分表覆地层为第四系地层，洞身穿衬砌。隧道二次衬砌采用防水混凝土，抗渗等级不低越区多为片麻岩或花岗岩、砾岩、砂岩，沿线河流众多，于P8；复合防水板厚度不小于1．2mm；隧道内设双侧西部属松花江水系，东部属图们江水系，地下水类型分保温排水沟，采用双层盖板新型聚胺脂泡沫保温；保温为第四系孑L隙潜水、基岩裂隙水、构造裂隙水3种。水沟高洞口端400m，低洞口端450m，洞外用暗管(内沿线属于中温带湿润大陆性季风气候区、冬季漫径不小于50(3131混凝土圆管)排水，出水口保

4、温。隧道长而严寒多雪，夏季凉爽并低温多雨，雨季在6月一7二次衬砌背后设置纵、环向排水盲沟，盲沟采用透水式月。沿线最冷月平均气温一12．10℃～一l2．69℃，按软管盲沟；拱墙施工缝处采用外贴止水带和遇水膨胀对铁路工程影响的气候区间属寒冷地区。根据历年气止水条复合防水措施；拱墙变形缝采用中埋式止水带象和调查资料，沿线土壤最大冻结深度1．50～1．86m。与遇水膨胀橡胶条、嵌缝材料复合防水构造。隧道衬砌均采用复合式衬砌，Ⅱ、Ⅲ级围岩采用带2冻害原因分析底板的曲墙复合式衬砌，Ⅳ、V级采用仰拱曲墙复合式2．1冻害发生情况收稿日

5、期：2011—03．15；修回日期：2011．04．20荒沟等4座隧道无冻害，与荒沟隧道相邻的南山作者简介：宋顺德(1964一)，男，吉林省吉林市人，高级工程师。隧道，2009年1月高洞1：3端(进口)保温水沟冻结铁道建筑1900m，少量施工缝渗漏水，当年采取了加强保温措2．2．1冻害形成过程施，推迟至2010年2月高洞口(进口)端保温水沟冻经过近两年的观测和分析，冻害形成过程见图2。结600m，少量施工缝渗漏水。青山里隧道，2009年1月低洞口(出口)端保温水沟冻结30m，2010年1月到2月冻结逐渐发展至140Il

6、l。松月1号隧道，2010年1月到2月低洞口(出口)端保温水沟冻结逐渐发展至80m。根据《铁路隧道防排水技术规范》(TBIO119—2000J72-2001)中7．4．2规定最冷月平均气温在一10℃以下地区，按表2选用排水形式。表2隧道排水形式白河至和龙段隧道群地处和龙地区，最冷月平均温度一12．69℃，最大冻深1．5m。按表2用保温水沟，理论上不应出现冻害。另外，荒沟隧道与南山隧道紧连，荒沟隧道无冻害，南山隧道土层冻结深度浅、高程低，却发生严重冻害，保温水沟冻结长达1900m。青山里、松月1号隧道与南山隧道走向相同，

7、防寒结构也相同，南山低洞口端无冻害，青山里、松月1号隧道图2冻害形成过程2．2．2保温水沟冻害机理分析却在低洞口端发生冻害，荒沟、南山、青山里、松月1号和龙市气象局提供的部分2008、2009、2010冬季隧道冻害位置示意见图1。气温及风向资料见表3，2009年l2月19日至2010年2月23日，和龙市与南山隧道进口端、隧道内温度对比见图3。1)经测试南山隧道进口端洞内最低温度分布为，距洞口500m范围内温度低于一15oC；500～9001TI，温度低于一1OoC；900In以远，温度低于一5℃。南山隧道进口端500i

8、n范围内，寒冷月平均气温低于一15℃，宜归属于<一15℃区，应采用中心深埋排水沟形式，而实际采用的保温水沟的形式，就有可能发生图1荒沟、南山、青山里、松月1号隧道冻害位置示意冻害，这说明在设计隧道排水形式时，应考虑隧道内的2·2冻害过程及机理分析局部气候条件。表3和龙市气象局提供的部分2008年、2009年和2010年冬季气温及风