CN103089303B - 隧道侧墙排水网 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种隧道侧墙排水网，该排水网由数根覆有水孔带的类弧形竖向管片、数根覆有水孔条的类弧形横向管片，数个四通连接器，数个引流管组成，四通连接器由竖向连接管和横向连接管两个部分组成，所述竖向管片、横向管片分别与四通连接器的竖向连接管和横向连接管连接，多根竖向管片、横向管片和四通连接器组合拼接形成网格结构，网格结构最下端的竖向管片与所述引流管套接，引流管的两端不封闭。本发明的有益效果在于：开放式网络避免渗流淤积在侧墙，提高地下工程运行安全性；横向管片与侧墙夹角可调节，对称股水流能够迅速导流，防止侧墙点位渗流压力过大；引流管导向明确，排水彻底；抗冲强度高，流体粘滞阻力小，装配简单，使用方便。

Description

隧道侧墙排水网

技术领域

本发明涉及地下工程及隧道工程中侧墙防排水施工领域，具体涉及一种隧道侧墙排水网。

背景技术

隧道穿越的山区，地面往往有林木、良田等生态环境保护对象，因而，控制隧道结构渗漏水，保护地下水环境的重要性显而易见。同时，地下水对隧道的危害也是多方面的。它不仅增大隧道的施工难度，降低施工质量，而且与各种运营废水共同作用，是危害隧道结构耐久性的主要因素。另一方面，如果隧道结构或路面有渗漏水的现象存在，将极大地降低隧道内各种设施的使用寿命和功能，恶化隧道的运营条件，诱发交通事故。在寒冷地区隧道漏水还将使隧道路面冻结，顶部产生冰柱侵界，危及行车安全。此外，施工期间防排水处理不好，将给营运时的堵漏工作带来极大的麻烦。维护费用高，施工干扰大，影响正常营运，而且往往堵漏效果差，事倍功半。因此，对隧道防排水问题的重视应当提到战略的高度，从根本上寻求一个合理的解决方案。

为避免隧道建成营运过程中出现的各种渗漏水问题，延长隧道使用寿命，确保行车安全，在施工过程中提早处理防排水问题就显得尤为重要。鉴于以往的防排水手段对地下水渗流情况不相符，导致手段多，效果差，不能达到施工要求，故在现场施工经验，以及理论分析的基础上，结合现场试验，设计隧道侧墙网状排水管提高现阶段排水效率不高的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对上述现有防排水技术存在的缺陷，提供一种能够提高地下工程和隧道工程排水效率的隧道侧墙排水网，将侧墙渗流顺畅引导至排水阀或底脚排水沟，提高地下工程运行安全性，确保地下工程的使用寿命和功能。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

隧道侧墙排水网，该排水网由数根覆有水孔带的类弧形竖向管片、数根覆有水孔条的类弧形横向管片，数个四通连接器，数个引流管组成，四通连接器由竖向连接管和横向连接管两个部分组成，所述竖向管片、横向管片分别与四通连接器的竖向连接管和横向连接管连接，多根竖向管片、横向管片和四通连接器组合拼接形成网格结构，网格结构最下端的竖向管片与所述引流管套接，引流管的两端不封闭。

在上述方案中，所述竖向管片的上下两端各设有一个竖向管片连接孔，所述横向管片的左右两端各设有一个横向管片连接孔；所述竖向管片、横向管片分别通过该竖向管片连接孔、横向管片连接孔与四通连接器连接。

在上述方案中，所述竖向管片连接孔、横向管片连接孔分别位于竖向管片和横向管片两端距离管口1～3cm处，直径为0.1～1.0cm。

在上述方案中，所述竖向管片截面为类弧形，弧度不超过π，弧长为5~8cm，竖向管片的管壁厚度为0.2～1.2cm，竖向管片的水孔带由多个位于竖向管片弧形顶的竖向管片水孔组成，竖向管片水孔沿弧形顶走向、间隔5～30cm布置，每个竖向管片水孔直径为0.2～1.5cm。

在上述方案中，所述横向管片截面为类弧形，弧度不超过0.5π，弦长为2.5~4cm，横向管片的管壁厚度为0.2～1.2cm，长度为1~3m，横向管片的水孔条由多个位于横向管片弧形顶的横向管片水孔组成，横向管片水孔沿弧形顶走向、间隔5～30cm布置，每个横向管片水孔直径为0.2～1.5cm。

在上述方案中，所述四通连接器的竖向连接管和横向连接管均为类弧形状，竖向连接管和横向连接管的弧面分别与竖向管片和横向管片的弧面配合一致，竖向连接管和横向连接管的长度比为1:1。

在上述方案中，所述四通连接器的竖向连接管距离管口1～3cm的弧顶处开有一个竖向连接管连接孔，其与竖向管片的竖向管片连接孔连接；所述四通连接器的横向连接管距离管口1～3cm处开有1~5个绕横向连接管管弧分布的横向连接管连接孔，横向管片的横向管片连接孔与其中任意一个横向连接管连接孔连接。

在上述方案中，所述四通连接器的竖向连接管和横向连接管分别与竖向管片和横向管片连接后，呈正十字布置，竖向连接管和横向连接管管口保持畅通不密封；竖向连接管与侧墙平行，竖向管片无角度调整；横向连接管通过不同的横向连接管连接孔与横向管片的横向管片连接孔连接。

在上述方案中，所述引流管与横向管片结构相同，长度为横向管片的一半或小于横向管片的一半，引流管沿其弧形顶走向开设有多个引流管水孔；引流管的正中间靠近上方边缘0.5～1cm处设有引流管连接孔，所述网格结构最下端的竖向管片与引流管通过该引流管连接孔和竖向管片上的竖向管片连接孔连接，引流管位于整个排水网的最底端。

在上述方案中，所述竖向管片和横向管片的弧面外侧朝向四通连接器的弧面内侧；所述引流管的弧面外侧朝向最下端的竖向管片的弧面内侧。

本发明的工作原理是：地下岩体中渗流具有一定的水压，在衬砌工程结束后，衬砌对土工布产生压应力，渗流在土工布后流动受阻，流速减小，压力增大。侧墙渗流受到衬砌挤压控制，流向土工布与侧墙间隙处，开放式排水网可吸纳侧墙渗流，从覆有水孔带的类弧形管片和覆有水孔条的类弧形管片中的水孔，或者横向管片与侧墙的夹角缝，以及竖向管片和横向管片与土工布交界面进入排水网，水流入排水网后，不受衬砌压应力，只受重力和渗流水压力，衬砌压应力作用在排水网上。PVC-U材料其压力强度可达66MPa，能够受到衬砌压应力作用下不完全破坏，其他具有相近抗压强度的材料也可使用。侧墙渗流在排水网中顺网络流动至引流管，侧墙底脚排水沟与排水阀都在此处，此时，水流进入排水阀或底脚排水沟顺利排出，完成侧墙排水。

本发明的有益效果在于：

1、组装式的排水网，轻便灵活，适应性强，对场地和施工条件要求很低，装配过程简单，施工人员能够完全掌握其使用方法和步骤；

2、排水网工作原理简单，利用渗流压力对水流进行引导，排水效率得到很大提高，开放式网络避免渗流淤积在侧墙；

3、横向管片与侧墙夹角可通过横向管片两端的连接孔与四通连接器的横向管口的不同连接孔连接，来进行调节，可以根据侧墙渗流大小选择不同角度，对称股的水流能够迅速导流，防止侧墙点位渗流压力过大；

4、材料可选择范围大，物化性能优良，抗冲强度高，流体粘滞阻力小，使用寿命长，价格便宜，且对环境不产生负面影响等特点的材料，都可以应用在排水网中；

5、引流管的使用令水流导向明确，不会使水流在侧墙底脚淤积，防止排水不彻底，最大程度的保证水流去向明确；

6、构造简单，材料是常用材料，能够用于大规模生产，利于形成经济效益。

附图说明

图1为本发明覆有水孔带的类弧形竖向管片的正视图。

图2为图1沿A-A向的剖面图。

图3为本发明覆有水孔条的类弧形横向管片的正视图。

图4为图3沿B-B向的剖面图。

图5为本发明四通连接器的正视图。

图6为图5沿C-C向的剖面图。

图7为图5沿D-D向的剖面图。

图8为本发明引流管的正视图与剖面图。

图9为图8沿E-E向的剖面图。

图10为本发明四通连接器与竖向管片相对侧墙位置的结构示意图。

图11为本发明四通连接器与横向管片相对侧墙位置的结构示意图。

图12为本发明类弧形竖向管片与引流管相对侧墙位置的结构示意图。

图13为本发明隧道侧墙排水网的结构示意图。

图14为本发明隧道侧墙排水网与隧道构筑物空间关系图。

图中，1-竖向管片，1.1-水孔带，1.2-竖向管片连接孔，1.3-竖向管片水孔，2-横向管片，2.1-水孔条，2.2-横向管片连接孔，2.3-横向管片水孔，3-四通连接器，3.1-竖向连接管，3.2-横向连接管，3.3-竖向连接管连接孔，3.4-横向连接管连接孔，4-引流管，4.1-引流管连接孔，4.2-引流管水孔，5-侧墙。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步详细的说明。

参照图1~图14所示，本发明所述的隧道侧墙排水网，由数根覆有水孔带1.1的类弧形竖向管片1、数根覆有水孔条2.1的类弧形横向管片2，数个四通连接器3，数个引流管4组成，四通连接器3由竖向连接管3.1和横向连接管3.2两个部分组成，所述竖向管片1、横向管片2分别与四通连接器3的竖向连接管3.1和横向连接管3.2连接，多根竖向管片1、横向管片2和四通连接器3组合拼接形成网格结构，网格结构最下端的竖向管片1与所述引流管4套接，引流管4的两端不封闭。

所述竖向管片1的上下两端各设有一个竖向管片连接孔1.2，所述横向管片2的左右两端各设有一个横向管片连接孔2.2；所述竖向管片1、横向管片2分别通过该竖向管片连接孔1.2、横向管片连接孔2.2与四通连接器3铆钉连接或捆绑连接。

所述竖向管片连接孔1.2、横向管片连接孔2.2分别位于竖向管片1和横向管片2两端距离管口1～3cm处，直径为0.1～1.0cm。

所述竖向管片1采用PVC-U管材材料或具有一定强度的其他材料，截面为类弧形，弧度为0.5π~π，弧长为5~8cm，竖向管片1的管壁厚度为0.2～1.2cm，竖向管片1的水孔带1.1由多个位于竖向管片1弧形顶的竖向管片水孔1.3组成，竖向管片水孔1.3沿弧形顶走向、间隔15~25cm布置，每个竖向管片水孔1.3直径为0.2～1.5cm。每根竖向管片1长度根据渗流点位置选取，决定于网格结构大小。侧墙渗流从水孔或管壁与土工布间隙流入排水网，或者底脚排水沟顺利排出，完成排水。

所述横向管片2采用PVC-U管材材料或具有一定强度的其他材料，截面为类弧形，弧度为0.25π~0.5π，弦长为2.5~4cm，横向管片2的管壁厚度为0.2～1.2cm，长度为1~3m，横向管片2的水孔条2.1由多个位于横向管片2弧形顶的横向管片水孔2.3组成，横向管片水孔2.3沿弧形顶走向、间隔8~15cm布置，每个横向管片水孔2.3直径为0.2～1.5cm。侧墙渗流可从水孔或横向管片2与侧墙夹角缝中流入排水网。

所述四通连接器3采用PVC-U管材材料或其他具有相似性质的材料，为半敞开式，相当于传统四通连接器从管口中心沿直径剖开取一半，竖向连接管3.1和横向连接管3.2均为类弧形状，竖向连接管3.1和横向连接管3.2的弧面分别与竖向管片1和横向管片2的弧面配合一致，竖向连接管3.1和横向连接管3.2的长度比为1:1。

所述四通连接器3的竖向连接管3.1距离管口2cm的弧顶处开有一个竖向连接管连接孔3.3，其与竖向管片1的竖向管片连接孔1.2铆钉连接，或由热加工，机械加工以及捆绑连接；所述四通连接器3的横向连接管3.2距离管口2cm处开有3个绕横向连接管3.2管弧分布的横向连接管连接孔3.4，平分上半面管弧，横向管片2的横向管片连接孔2.2与其中任意一个横向连接管连接孔3.4通过铆钉连接，或用热加工，机械加工以及捆绑连接，铆钉可以穿过其中任意一个横向连接管连接孔3.4与横向管片2连接。

所述四通连接器3的竖向连接管3.1和横向连接管3.2分别与竖向管片1和横向管片2连接后，呈正十字布置，竖向连接管3.1和横向连接管3.2管口保持畅通不密封；基于侧墙渗流在受压情况下，流向不确定，水流可从四通连接器3与竖向管片1和横向管片2流入排水网；竖向连接管3.1与侧墙平行，竖向管片1无角度调整；横向连接管3.2通过不同的横向连接管连接孔3.4与横向管片2的横向管片连接孔2.2连接，调整横向管片2与侧墙5的夹角，采取流入横向管片2与隧道侧墙夹角缝或水孔的方式，以适应侧墙渗流水压及水量。

所述引流管4与横向管片2结构相同，长度为横向管片2的一半或小于横向管片2的一半，引流管4沿其弧形顶走向开设有多个引流管水孔4.2；引流管4的正中间靠近上方边缘0.5～1cm处设有引流管连接孔4.1，为与竖向管片1连接留置，所述网格结构最下端的竖向管片1与引流管4通过该引流管连接孔4.1和竖向管片1上的竖向管片连接孔1.2铆钉连接或由热加工、机械加工以及捆绑连接，引流管4位于整个排水网的最底端，引流管4与地面不直接接触，距离地面距离大于侧墙底脚模板宽度的一半，防止引流管4的引流管水孔4.2水孔堵塞，渗流水最终从引流管中流入排水阀或底脚排水沟。

所述四通连接器3的弧面朝向侧墙，背面朝向土工布方向，覆有水孔条2.1的类弧形横向管片2和覆有水孔带1.1的类弧形竖向管片1布置时，弧面朝向侧墙5，背面朝向土工布方向，覆有水孔条2.1的类弧形横向管片2和覆有水孔带1.1的类弧形竖向管片2与四通连接器3的相对位置为：所述竖向管片1和横向管片2的弧面外侧朝向四通连接器3的弧面内侧；即从侧墙5向临空面布置顺序为：覆有水孔条2.1的类弧形横向管片1或覆有水孔带1.1的类弧形竖向管片1，四通连接器3。所述覆有水孔带1.1的类弧形竖向管片1与引流管4的相对位置为：所述引流管4的弧面外侧朝向最下端的竖向管片1的弧面内侧。即从侧墙5向临空面布置顺序为：引流管4，覆有水孔带1.1的类弧形竖向管片1。侧墙5渗流进入引流管4后，能够从引流管4两端和竖向管片1上覆有的竖向管片水孔1.3中流出，进入排水阀或者底脚排水沟。

本发明可以用于渗漏水严重的地下工程的标段，适用于各种地下工程和隧道工程的侧墙防水作业。所述排水网安装在喷锚作业结束，衬砌施工之前。使用时，在隧道工程侧墙渗漏水情况严重的标段，装置根据隧道净距以及起拱大小，选择竖向管片1与横向管片2规格，以及排水网格密度，先将各零件组装，通过铆钉连接，或由热加工，机械加工以及捆绑连接。可在现场组装或组装好直接运至施工现场。整个排水网组装完成后，将组装好的排水网布置在需进行防水作业的锚喷结束或无锚喷的侧墙5上，可以直接斜靠在侧墙5上，或者将排水网局部或完全固定在侧墙5上，固定方式可采用捆绑固定，锚固顶角或局部方式；控制排水网与侧墙5的角度，确保排水网顶端与侧墙的夹角足够小，然后可进行正常防排水作业，后续衬砌施工不受影响，之后可进行正常地下工程衬砌施工作业。在施工工序上属于防排水施工，在防排水作业中是最早进行布置的。整个排水网为开放式，渗流进入排水网后，排水网中水流顺网格流动，只受重力和渗流水压作用，竖向管片1和横向管片2之间水流流动经过四通连接器3，水流可从横向管片2进入竖向管片1，也能够从竖向管片1进入横向管片2，竖向管片1和横向管片2上覆有的竖向管片水孔1.3和横向管片水孔2.3能将水流导入，进入排水网后，竖向管片1与横向管片2都受到渗流压力作用的选择，引流管4为排水网终端，垫高引流管4，水流不会产生滞留情况，能顺利到达侧墙5底脚，该排水网紧固容易，材料抗压性能和耐热性能符合地下工程隧道侧墙衬砌工程指标，不产生环境污染。

以上所述的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此采用与本例相同或相近结构的地下工程侧墙防水网，或依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (8)

1.隧道侧墙排水网，其特征在于：该排水网由数根覆有水孔带（1.1）的类弧形竖向管片（1）、数根覆有水孔条（2.1）的类弧形横向管片（2），数个四通连接器（3），数个引流管（4）组成，四通连接器（3）由竖向连接管（3.1）和横向连接管（3.2）两个部分组成，所述竖向管片（1）、横向管片（2）分别与四通连接器（3）的竖向连接管（3.1）和横向连接管（3.2）连接，多根竖向管片（1）、横向管片（2）和四通连接器（3）组合拼接形成网格结构，网格结构最下端的竖向管片（1）与所述引流管（4）套接，引流管（4）的两端不封闭；所述竖向管片（1）截面为类弧形，弧度不超过π，弧长为5~8cm，竖向管片（1）的管壁厚度为0.2～1.2cm，竖向管片（1）的水孔带（1.1）由多个位于竖向管片（1）弧形顶的竖向管片水孔（1.3）组成，竖向管片水孔（1.3）沿弧形顶走向、间隔5～30cm布置，每个竖向管片水孔（1.3）直径为0.2～1.5cm；所述四通连接器（3）的竖向连接管（3.1）距离管口1～3cm的弧顶处开有一个竖向连接管连接孔（3.3），其与竖向管片（1）的竖向管片连接孔（1.2）连接；所述四通连接器（3）的横向连接管（3.2）距离管口1～3cm处开有1~5个绕横向连接管（3.2）管弧分布的横向连接管连接孔（3.4），横向管片（2）的横向管片连接孔（2.2）与其中任意一个横向连接管连接孔（3.4）连接。

2.如权利要求1所述的隧道侧墙排水网，其特征在于：所述竖向管片（1）的上下两端各设有一个竖向管片连接孔（1.2），所述横向管片（2）的左右两端各设有一个横向管片连接孔（2.2）；所述竖向管片（1）、横向管片（2）分别通过该竖向管片连接孔（1.2）、横向管片连接孔（2.2）与四通连接器（3）连接。 

3.如权利要求2所述的隧道侧墙排水网，其特征在于：所述竖向管片连接孔（1.2）、横向管片连接孔（2.2）分别位于竖向管片（1）和横向管片（2）两端距离管口1～3cm处，直径为0.1～1.0cm。

4.如权利要求1所述的隧道侧墙排水网，其特征在于：所述横向管片（2）截面为类弧形，弧度不超过0.5π，弦长为2.5~4cm，横向管片（2）的管壁厚度为0.2～1.2cm，长度为1~3m，横向管片（2）的水孔条（2.1）由多个位于横向管片（2）弧形顶的横向管片水孔（2.3）组成，横向管片水孔（2.3）沿弧形顶走向、间隔5～30cm布置，每个横向管片水孔（2.3）直径为0.2～1.5cm。

5.如权利要求1所述的隧道侧墙排水网，其特征在于：所述四通连接器（3）的竖向连接管（3.1）和横向连接管（3.2）均为类弧形状，竖向连接管（3.1）和横向连接管（3.2）的弧面分别与竖向管片（1）和横向管片（2）的弧面配合一致，竖向连接管（3.1）和横向连接管（3.2）的长度比为1:1。

6.如权利要求1所述的隧道侧墙排水网，其特征在于：所述四通连接器（3）的竖向连接管（3.1）和横向连接管（3.2）分别与竖向管片（1）和横向管片（2）连接后，呈正十字布置，竖向连接管（3.1）和横向连接管（3.2）管口保持畅通不密封；竖向连接管（3.1）与侧墙平行，竖向管片（1）无角度调整；横向连接管（3.2）通过不同的横向连接管连接孔（3.4）与横向管片（2）的横向管片连接孔（2.2）连接。

7.如权利要求1所述的隧道侧墙排水网，其特征在于：所述引流管（4）与横向管片（2）结构相同，长度为横向管片（2）的一半或小于横向管片（2）的一半，引流管（4）沿其弧形顶走向开设有多个引流管水孔（4.2）；引流管（4）的正中间靠近上方边缘0.5～1cm处设有引流管连接孔（4.1），所述网格结构最下端的竖向管片（1）与引流管（4）通过该引流管连接孔（4.1）和竖向管片（1）上的竖向管片连接孔（1.2）连接，引流管（4）位于整个排水网的最底端。

8.如权利要求1所述的隧道侧墙排水网，其特征在于：所述竖向管片（1）和横向管片（2）的弧面外侧朝向四通连接器（3）的弧面内侧；所述引流管（4）的弧面外侧朝向最下端的竖向管片（1）的弧面内侧。