CN102996178B - 一种严寒地区隧道的排水系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种严寒地区隧道的排水系统，包括仰供初支层，所述仰供初支层下方开挖有沿所述隧道的中心线延伸的中心水管沟槽，所述中心水管沟槽内安装有通过横向水管与衬砌排水盲管相连通的中心水管，当所述隧道长度小于或等于四千米时所述中心水管全部深埋；当所述隧道长度大于四千米时，距所述隧道进、出端口各两千米里程内的中心水管深埋，所述隧道的其余段落铺设的中心水管浅埋；所述深埋的中心水管的排水面位于当地冻结线以下。本发明能适应各地不同的气候条件，充分利用了隧道内部温度较高的特点，仅需在隧道的两端深埋2000米里程的中心水管，而在隧道内部可以减少中心水管的埋设深度，从而能减少的施工工时，也能进一步节省材料和人力成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种隧道排水系统，具体涉及一种严寒地区隧道的排水系统，属于隧道防排水技术领域。
背景技术
在我国北方以及高海拔严寒地区修建的隧道，当冬季来临时，由于气温低，水流易冻结堵塞排水管道，会引起隧道拱部挂冰、边墙结冰、洞内网线设备挂冰、围岩冻胀、衬砌胀裂、隧底冰椎、水沟冰塞、线路冻起等，不仅造成隧道衬砌结构遭到破坏，而且会出现侵界，危及行车安全。例如在吉林省的蛟河市，当地最冷月平均气温-23.4℃，极端最低气温-41.8℃，属严寒地区，最大冻结深度1.67m。由于气温低，隧道的防排水面临着巨大挑战，而防排水施工质量好坏在很大程度上将影响到隧道的竣工验交与正常使用。如寄希望于在竣工后对隧道衬砌冻害表面进行清理和养护，则费用高、难度大，解决不了根本问题。
在现在有人通过对隧道内的中心排水管进行保温处理，以期解决对隧道破坏最甚的隧底冰椎和水沟冰塞问题，如：授权公告号为CN 101435342B的中国专利公开了一种“一种设有条带保温层的隧道环向排水管，包括衬砌壁后环向排水管和连接在衬砌壁后环向排水管两端的两个路面下方环向排水管，衬砌壁后环向排水管为透水管，两个路面下方环向排水管成横向设置，且连通衬砌壁后环向排水管和位于隧道中心的中央排水管；衬砌壁后环道纵向排水管靠近混凝土衬砌的一侧设置有条带保温层，条带保温层包括两层防水板以及设置在该两层防水板之间的保温材料层……”的技术方案。该技术方案虽然一定程度的改善了隧道受冰冻问题，但因的受该发明解决实际问题的手段所限，对隧道内排水水管的保温效果好坏取决于所选保温材料的结构和成分。又因保温材料将长年埋置于潮湿的环境中，当其发生腐烂后不便于更换，整个工程的造价大大增加。
又有人通过将隧道内的中心排水管深埋入地下使其不受地面低温的影响并使深埋水沟内的温度维持在零度以上，这样流入保温深埋水沟以及排水管内的水不会发生冻结，从而有效消除了严寒地区隧道排水系统冻结堵塞排水管道的弊病，确保了流水通畅，并大大减少了运营期间的清理养护费用。如申请公布号为CN 102661171 A的中国专利申请，公开了一种“本发明公开了一种隧道防冻害排水系统，在初期支护层的下方设置保温深埋水沟，保温深埋水沟内设有多段排水管，两相邻排水管之间设置检查井，检查井的下端与排水管连通；在初期支护层与二次衬砌混凝土层之间铺满防水板，该防水板的外侧设有环向打孔波纹管和纵向打孔波纹管，环向打孔波纹管下端的开口位于碎石渗水层中”的技术方案。该发明通过将隧道的中心排水管进行深埋来保温。但该发明人没有进一步提出适合实际情况的深埋水管形状以及没有处理好深埋水管与隧道中的横向排水盲管的连接关系，造成施工成本的提升和成本的极大浪费和容易造成淤泥堵塞。
因此开发一种新型的隧道排水系统成为亟需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提出一种具有较低施工成本并能适应当地气候环境的隧道排水系统。
本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种严寒地区隧道的排水系统，包括仰供初支层，所述仰供初支层下方开挖有沿所述隧道的中心线延伸的中心水管沟槽，所述中心水管沟槽内安装有通过横向水管与衬砌排水盲管相连通的中心水管，当所述隧道长度小于或等于四千米时所述中心水管全部深埋；当所述隧道长度大于四千米时，距所述隧道进、出端口各两千米里程内的中心水管深埋，所述隧道的其余段落铺设的中心水管浅埋；所述深埋的中心水管的排水面位于当地冻结线以下。
本发明的有益效果是：
相对于背景技术中授权公告号为CN 101435342B的中国专利，本发明不需要在中心水管旁设置保温材料，既节省了材料费又不需将来对其进行维护；
相对于申请公布号为CN 102661171 A的中国专利申请所公开的技术方案，本发明能适应各地不同的气候条件，充分利用了隧道内部温度较高的特点，仅需在隧道的两端深埋2000米里程的中心水管，而在隧道内部可以减少中心水管的埋设深度，从而能减少的施工工时，也能进一步节省材料和人力成本。
上述技术方案的完善和改进有：
对本发明中一种严寒地区隧道的排水系统的进一步完善有：所述深埋中心水管下方施作有硂找平层，所述中心水管与仰供初支层之间回填有级配碎石，所述级配碎石上覆有泡沬混凝土层，所述中心水管管体上间隔开设有梅花型泄水孔。
为了便于对隧道内的排水管进行维护，在所述中心水管沿其长度方向上间隔设有检查井，所述检查井设有双层井盖。
对本发明中一种严寒地区隧道的排水系统的进一步完善有：在所述隧道的低洞口端的洞外设置深埋排水暗沟，在洞口横向一侧地势低洼处顺延，埋设于冻结深度以下大于或等于二十五厘米处，坡度大于千分之五，所述排水暗沟上间隔设有检查井，在排水沟末端设置保温出水口，保温出水口在向阳背风处设置。
附图说明
下面结合附图对本发明的一种严寒地区隧道的排水系统作进一步说明。
图1是本发明中一种严寒地区隧道的排水系统的横切面的结构示意图。
图2是本发明中一种严寒地区隧道的排水系统的纵切面的结构示意图。
图3是本发明中检查井的结构示意图。
图4是本发明中一种严寒地区隧道低洞口端洞外设置的横向水管和深埋排水暗沟的结构示意图。
图5是本发明中一种严寒地区隧道中的保温出水口结构示意图。
具体实施方式
实施例
根据图1和图2所示，一种严寒地区隧道的排水系统，包括仰供初支层4、中心水管1和横向水管2。
其中，仰供初支层4下方还开挖有沿隧道的中心线延伸的中心水管沟槽，沟槽开挖到位后在沟槽底部施作有C20砼找平层6。该找平层6上安装有通过横向水管2与衬砌排水盲管相连通的中心水管1。
当隧道长度小于或等于四千米时中心水管1全部深埋，深埋的中心水管1的排水面位于当地冻结线以下，深埋的中心水管1的端部中心距地表3.7米。
当隧道长度大于四千米时，在距隧道进、出端口各两千米里程内的中心水管1深埋，隧道的其余段落铺设的中心水管1浅埋；深埋的中心水管1的排水面位于当地冻结线以下，深埋的中心水管1的端部中心距地表3.7米。中心水管1采用预制钢筋混凝土圆管，内径D=60cm，壁厚t=12cm，每节长2m，接头采用嵌口呈插式，管接头采用20#铁丝网和砂浆进行处理。中心水管1与初期支护之间回填有级配碎石，且由下至上级配碎石粒径逐渐减小，粒径在2.5~5cm之间。
回填的级配碎石反滤层上铺设有15cm厚容重为300kg/m3的泡沫混凝土5，该泡沫混凝土5导热系数不大于0.08W/(m.k)，抗压强度不小于600kpa，耐火等级为A级。中心水管1管体上间隔开设有梅花型泄水孔3。
在中心水管1沿其长度方向上间隔设有检查井7，检查井7具有检查排除中心排水管管内淤塞、有效连通纵向排水沟和汇集边墙排水的重要作用，检查井7设双层盖板，下层为浸油木盖板，上层为钢筋混凝土盖板；上、下层盖板间距为0.35m，中间填充保温材料进行保温处理，检查井7沿线路方向30米/道。为防止冷空气进入检查井7，引起检查井7内水发生冻结，于检查井7井盖与井壁结合处设置2cm厚橡胶垫圈以增加检查井密封性。
隧道洞口里程外的中心水管1上也设有检查井7，隧道洞口端的洞外设置有深埋排水暗沟8，在洞口横向一侧地势低洼处或顺线路一侧前方较近距离地势较低处顺延，埋设于冻结深度以下不小于25cm，坡度大于5‰，深埋排水暗沟8每50m设置一处检查井7。暗沟采用φ600钢筋混凝土预制管，壁厚6cm。排水沟末端设置保温出水口9，保温出水口9向阳背风设置。
本发明的不局限于上述实施例，凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
Claims (1)
1.一种严寒地区隧道的排水系统，包括仰供初支层，所述仰供初支层下方开挖有沿所述隧道的中心线延伸的中心水管沟槽，所述中心水管沟槽内安装有通过横向水管与衬砌排水盲管相连通的中心水管，其特征在于：当所述隧道长度小于或等于四千米时所述中心水管全部深埋；当所述隧道长度大于四千米时，距所述隧道进、出端口各两千米里程内的中心水管深埋，所述隧道的其余段落铺设的中心水管浅埋；所述深埋的中心水管的排水面位于当地冻结线以下，所述深埋中心水管下方施作有砼找平层，所述中心水管与仰供初支层之间回填有级配碎石，所述级配碎石上覆有泡沫混凝土层，所述中心水管管体上间隔开设有梅花型泄水孔，在所述中心水管沿其长度方向上间隔设有检查井，所述检查井设有双层井盖，所述双层井盖的下层为浸油木盖板，上层为钢筋混凝土盖板；上、下层盖板间距为0.35m，中间填充保温材料，在所述隧道的低洞口端的洞外设置深埋排水暗沟，在洞口横向一侧地势低洼处顺延，埋设于冻结深度以下大于或等于二十五厘米处，坡度大于千分之五，所述排水暗沟上间隔设有检查井，在排水沟末端设置保温出水口，保温出水口在向阳背风处设置，所述泡沫混凝土层 15cm厚，容重为 300kg/m3 所述泡沫混凝土层的导热系数小于0. 08W/(m·k)，抗压强度为600kpa，耐火等级为 A 级。
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