一种可维护的隧道排水泄压系统的制作方法

1.本实用新型涉及隧道工程领域，尤其涉及一种可维护的隧道排水泄压系统。


背景技术：

2.一般情况下我国山岭隧道按照排导型衬砌设计，衬砌一般不考虑外水压力，隧道施工过程中，围岩渗入水渗流途径依次经过喷砼、土工布(防水板)、环向排水板(管)、透水体、纵向盲沟、泄水孔、边沟、连接管、中心排水沟、洞口水沟连接等环节，最终排出洞外，各环节设计由外到内共同组成防排水系统，各环节排水能力依围岩渗水量确定，结构自防水、施工缝防水等则为防水储备设计措施，公路和铁路隧道典型的排水系统布置在隧道运营过程存在诸多问题： (1)没有设置有效的检修系统，排水盲管易堵塞；(2)边沟排水面位于轨面以上，不具备排水能力，无法分担中心沟排水压力，容易衍生水害；(3)衬砌背后无纵向过水通道，导致地下水容易局部积聚，造成局部水压；(4)缺乏隧道底部排水系统设置，仰拱背后地下水排导困难，容易造成仰拱结构变形开裂。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种可维护的隧道排水泄压系统，至少解决了现有技术中的部分技术问题。
4.本实用新型是这样实现的：
5.本实用新型提供一种可维护的隧道排水泄压系统，包括隧道复合式衬砌结构，落底式轨下沟槽系统、排水泄压环系统和检查井系统，隧道复合式衬砌结构形成隧道拱墙，所述隧道复合式衬砌结构包括喷射混凝土和二次衬砌，所述喷射混凝土与二次衬砌之间设有防水板，所述落底式轨下沟槽系统包括边沟、中心沟、仰拱填充层、横向导水盲管，所述边沟和中心沟均置于仰拱填充层中，边沟排水面位于轨面以下，所述边沟通过横向导水盲管连通中心沟，所述仰拱填充层底部设有沿周向环设的若干仰拱底部环向排水盲管，各所述仰拱底部环向排水盲管沿隧道长度方向间隔分布，仰拱底部环向排水盲管通过直通边沟竖向盲管与边沟连通，仰拱底部环向排水盲管通过直通中心沟竖向盲管与中心沟连通，所述仰拱填充层底部还设有沿隧道长度方向延伸的若干仰拱纵向排水盲管，仰拱纵向排水盲管用来连通相邻两所述仰拱底部环向排水盲管，所述仰拱纵向排水盲管设在直通边沟竖向盲管或直通中心沟竖向盲管的底部，仰拱底部渗水通过仰拱底部环向排水盲管、仰拱纵向排水盲管、直通边沟竖向盲管、直通中心沟竖向盲管组成的管网系统直接引流至边沟或中心沟，防止底部排水不畅水压增大而引起仰拱隆起开裂，仰拱填充层上方设有通信电力沟槽。
6.作为优选，所述排水泄压环系统包括沿拱墙周向设置的环向排水板，沿隧道长度方向延伸的纵向排水板，环向排水板和纵向排水板提供拱墙位置地下水环向与纵向的蹿流通道，防止二次衬砌背后因排水不畅，导致局部水压增大，所述环向排水板和纵向排水板均位于喷射混凝土和防水板之间，所述环向排水板底部设有沿隧道长度方向延伸的纵向排水盲管，所述纵向排水盲管通过横向排水盲管与所述边沟连通。
7.作为优选，所述排水泄压环系统还包括若干泄压管，泄压管采用大管径打孔波纹管，形成拱墙环向泄水通道，将围岩中的地下水引流至中心沟，各所述泄压管沿隧道长度方向间隔分布，所述泄压管位于喷射混凝土内，且靠近环向排水板设置，所述泄压管底部与所述纵向排水盲管连通。
8.作为优选，地下水富集区段，在纵向排水盲管下方沿径向设置泄水孔，泄水孔深入围岩并与所述边沟连通。
9.作为优选，所述横向排水盲管的斜率大于5
°
，以提高过水效率，防止结晶。
10.作为优选，所述检查井系统包括排水盲管检查井、边沟检查井和中心沟检查井，排水盲管检查井位于隧道两侧墙脚，利用轨下填充层空间设置，通过排水盲管检查井对纵向排水盲管、横向排水盲管、泄水孔进行检修。
11.作为优选，通信电力沟槽与边沟检查井通过导水管连通，中心沟检查井的井盖采用钢筋混凝土预制结构，通过中心沟检查井对中心沟、横向导水盲管进行检修。
12.作为优选，所述通信电力沟槽为预制的通信电力沟槽，实现快速拼装就位。
13.作为优选，所述纵向排水板的周向分布范围为拱墙部位顶部140
°
的圆心角内。
14.本实用新型具有以下有益效果：
15.1、本实用新型优化了排水沟槽布置方案，加大中心沟尺寸，取消现状填充面以上边沟设置，改为填充面以下边沟形式，降低侧沟排水面以免衍生水害，增大了横向排水管斜率，排水管斜率大于5
°
，提高过水效率，防止结晶。
16.2、本实用新型增设了仰拱底部排水系统，将底部渗水直接引流至边沟或中心沟，防止底部排水不畅，水压增大而引起仰拱隆起开裂。
17.3、本实用新型增设了环向泄压环系统，防止因盲管局部结晶堵塞地下水纵向窜流并形成水压力，影响衬砌结构安全。
18.4、本实用新型设置了检查井系统，可以对排水系统进行全方位的检修和疏通，能够保证排水系统正常运行。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
20.图1为本实用新型实施例提供的落底式轨下沟槽系统的示意图；
21.图2为本实用新型实施例提供的排水泄压环系统的示意图；
22.图3为本实用新型实施例提供的排水泄压环系统安装细部图；
23.图4为本实用新型实施例提供的检查井系统布置图；
24.图5为本实用新型实施例提供的图4中的
ⅰ‑ⅰ
剖面图；
25.图6为本实用新型实施例提供的图4中的
ⅱ‑ⅱ
剖面图。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.如图1
‑
图6，本实用新型实施例提供一种可维护的隧道排水泄压系统，包括隧道复合式衬砌结构，落底式轨下沟槽系统、排水泄压环系统和检查井系统，隧道复合式衬砌结构形成隧道拱墙，所述隧道复合式衬砌结构包括喷射混凝土 a1和二次衬砌a2，所述喷射混凝土a1与二次衬砌a2之间设有防水板a3，所述落底式轨下沟槽系统包括边沟c1、中心沟c3、仰拱填充层c2、横向导水盲管c4，所述边沟c1和中心沟c3均置于仰拱填充层c2中，边沟c1排水面位于轨面以下，所述边沟c1通过横向导水盲管c4连通中心沟c3，横向导水盲管 c4有若干，各所述横向导水盲管c4沿隧道长度方向间隔设置，所述仰拱填充层c2底部设有沿周向环设的若干仰拱底部环向排水盲管c5，各所述仰拱底部环向排水盲管c5沿隧道长度方向间隔分布，仰拱底部环向排水盲管c5通过直通边沟竖向盲管c7与边沟c1连通，仰拱底部环向排水盲管c5通过直通中心沟竖向盲管c8与中心沟c3连通，所述仰拱填充层c2底部还设有沿隧道长度方向延伸的若干仰拱纵向排水盲管c6，仰拱纵向排水盲管c6用来连通相邻两所述仰拱底部环向排水盲管c5，所述仰拱纵向排水盲管c6设在直通边沟竖向盲管c7或直通中心沟竖向盲管c8的底部，仰拱底部渗水通过仰拱底部环向排水盲管c5、仰拱纵向排水盲管c6、直通边沟竖向盲管c7、直通中心沟竖向盲管c8组成的管网系统直接引流至边沟c1或中心沟c3，防止底部排水不畅水压增大而引起仰拱隆起开裂，仰拱填充层c2上方设有通信电力沟槽c9，所述通信电力沟槽c9为预制的通信电力沟槽c9，实现快速拼装就位。本实用新型优化了排水沟槽布置方案，加大中心沟尺寸，取消现状填充面以上边沟设置，改为填充面以下边沟形式，降低侧沟排水面以免衍生水害，增大了横向排水管斜率，排水管斜率大于5
°
，提高过水效率，防止结晶。本实用新型增设了仰拱底部排水系统，将底部渗水直接引流至边沟或中心沟，防止底部排水不畅，水压增大而引起仰拱隆起开裂。
28.所述排水泄压环系统包括沿拱墙周向设置的环向排水板d1，沿隧道长度方向延伸的纵向排水板d2，所述纵向排水板d2的周向分布范围为拱墙部位顶部 140
°
的圆心角内，环向排水板d1和纵向排水板d2提供拱墙位置地下水环向与纵向的蹿流通道，防止二次衬砌a2背后因排水不畅，导致局部水压增大，所述环向排水板d1和纵向排水板d2均位于喷射混凝土a1和防水板a3之间，所述环向排水板d1底部设有沿隧道长度方向延伸的纵向排水盲管d3，所述纵向排水盲管d3通过横向排水盲管d4与所述边沟c1连通。所述排水泄压环系统还包括若干泄压管d5，泄压管d5采用大管径打孔波纹管，形成拱墙环向泄水通道，将围岩中的地下水引流至中心沟c3，各所述泄压管d5沿隧道长度方向间隔分布，所述泄压管d5位于喷射混凝土a1内，且靠近环向排水板d1设置，所述泄压管d5底部与所述纵向排水盲管d3连通。在初喷混凝土a1
‑
1施作后，将透水塑料盲沟包裹土工布作为支架d6，支架d6的一端用扎带d7捆绑打孔波纹管d5，支架d6的另一端采用螺栓d8固定在初喷混凝土a1
‑
1上，在拱墙部位形成泄水通道；施作复喷混凝土a1
‑
2至设计厚度，施作环向排水板d1和防水板a3，复喷混凝土a1
‑
2位于初喷混凝土a1
‑
1和防水板a3之间；施作二次衬砌a2。地下水富集区段，在纵向排水盲管d3下方沿径向设置泄水孔d9，泄水孔d9深入围岩并与所述边沟c1连通。本实用新型增设的环向泄压环系统，防止因盲管局部结晶堵塞地下水纵向窜流并形成水压力，影响衬砌结构安全。
29.所述横向排水盲管d4的斜率大于5
°
，以提高过水效率，防止结晶。
30.所述检查井系统包括排水盲管检查井e1、边沟检查井e2和中心沟检查井 e3，排水盲管检查井e1位于隧道两侧墙脚，利用轨下填充层空间设置，通过排水盲管检查井e1对纵向排水盲管d3、横向排水盲管d4、泄水孔d9进行检修。通信电力沟槽c9与边沟检查井e2通过导水管e2
‑
2连通，中心沟检查井e3的井盖采用钢筋混凝土预制结构，通过中心沟检查井e3对中心沟c3、横向导水盲管c4进行检修。本实用新型设置的检查井系统，可以对排水系统进行全方位的检修和疏通，能够保证排水系统正常运行。
31.本实用新型尤其适用于矿山法施工并采用排水型复合式衬砌的隧道工程，可以有效提高衬砌的排水能力，并便于运营养护，防止因排水不畅导致的衬砌背后水压力增大而引发的结构破坏。
32.本实用新型提供的一种可维护隧道排水系统，包括：落底式轨下沟槽系统、排水泄压环系统、检查井系统三部分组成。落底式轨下沟槽系统主要特征为：边沟c1置于仰拱填充层c2中，具备过水能力，且边沟c1排水面位于轨面以下，可以避免衍生水害；加大横向排水盲管c4斜率，可以有效防治结晶；设置的仰拱排水系统可以避免仰拱隧道底部排水不畅引起的水压力增大；排水泄压环系统的主要特征为：采用环向排水板d1和纵向排水板d2相结合的方式，为提供地下水环、纵向蹿流途径；设置环向泄压管d5，形成拱墙环向泄水通道，以控制最大水压力；检查井系统主要特征为：在不增加开挖量与圬工量的前提下，合理利用轨下空间分别设置盲管检查井、边沟检查井、中心沟检查井，实现排水系统全面可维护。
33.本实用新型提供的一种可维护隧道排水系统，包括：落底式轨下沟槽系统、排水泄压环系统、检查井系统三部分组成。
34.s1：作为本实用新型技术方案的载体，一般隧道复合式衬砌结构包括：喷射混凝土a1；二次衬砌a2；喷射混凝土a1与二次衬砌a2之间的防水板a3。
35.s2：落底式轨下沟槽系统具有以下特征：
36.s21：落低式轨下沟槽系统包括：边沟c1、中心沟c3、仰拱填充层c2、连通边沟c1与中心沟c3的横向导水盲管c4、仰拱底部环向排水盲管c5、仰拱纵向排水盲管c6、直通边沟竖向盲管c7、直通中心沟竖向盲管c8、通信电力沟槽c9；
37.s22：边沟c1位于仰拱填充层c2中，具有排水能力，可以缓解中心沟c3 排水压力，且边沟排水面在轨面以下，可以避免衍生水害；
38.s23：中心沟c3位于隧底，中心沟c3与边沟c1采用横向导水盲管c4连接，横向导水盲管c4间距为36m；
39.s24：设置仰拱底部排水系统，将底部渗水通过仰拱底部环向排水盲管c5、仰拱纵向排水盲管c6、直通边沟竖向盲管c7、直通中心沟竖向盲管c8组成的管网系统直接引流至边沟c1或中心沟c3，防止底部排水不畅水压增大而引起仰拱隆起开裂；
40.s25：填充面以上通信电力沟槽c9采取预制方式，实现快速拼装就位。
41.s3：排水泄压环系统具有以下特征：
42.s31：拱墙部位设置环向排水板d1，拱部140
°
设置纵向排水板d2，提供拱墙位置地下水环向与纵向的蹿流通道，防止衬砌背后因排水不畅，导致局部水压增大；
43.s32：环向排水板d1汇聚的地下水通过排水过滤体进入纵向排水盲管d3，纵向排水盲管d3设置与边沟c1连通的横向排水盲管d4，横向排水盲管d4斜率大于5
°
，以提高过水效
率，防止结晶；
44.s33：为控制最大水压力，沿隧道纵向每间隔一定距离进行泄压，设置大管径打孔波纹管作为泄压管d5，形成拱墙环向泄水通道，将围岩中的地下水引流至中心沟c3。环向泄压环系统方案具体包括：在初喷混凝土a1
‑
1施作后，将透水塑料盲沟包裹土工布作为支架d6，一端用扎带d7捆绑打孔波纹管d5，一端采用螺栓d8固定在初喷混凝土a1
‑
1上，在拱墙部位形成泄水通道；复喷混凝土a1
‑
2至设计厚度；施作环向排水板d1和防水板a3；施作二次衬砌a2；
45.s34：地下水富集区段，在纵向排水盲管d3下部径向设置泄水孔d9，泄水孔d9深入围岩并接入边沟c1。
46.s4：检查井系统包括排水盲管检查井e1、边沟检查井e2、中心沟检查井 e3三部分组成。
47.s41：排水盲管检查井e1位于隧道两侧墙脚，利用轨下填充层空间设置，每隔36m设置一处，井盖e1
‑
1采用铸铁格栅，通过排水盲管检查井检修人员可以对纵向排水盲管d3、横向排水盲管d4、泄水孔d9进行检修；
48.s42：边沟检查井e2每隔36m设置，井盖e2
‑
1采用铸铁格栅，通信电力沟槽c9与边沟设置导水管e2
‑
2，检修人员可以对边沟进行检修；
49.s43：中心沟检查井e3每隔36m设置，井盖采用钢筋混凝土预制结构，检修人员可以对中心沟c3、横向导水盲管c4进行检修。
50.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。