CN106150547B - 一种铁路隧道底部预制装配式排水系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁路隧道排水系统技术领域，提供一种铁路隧道底部预制装配式排水系统。该铁路隧道底部预制装配式排水系统的检查井设置在填充层排水盲管的管路上，且填充层排水盲管连通拱脚纵向排水盲管与检查井；拱脚纵向排水盲管与填充层排水盲管之间，填充层排水盲管与检查井之间，以及检查井与仰拱底部排水盲管之间均通过可拆卸的方式连接；拱脚纵向排水盲管、填充层排水盲管、仰拱底部排水盲管和检查井均为预制件。该方案的铁路隧道底部预制装配式排水系统通过现场拼装形成，提高了排水系统施工质量与效率，避免了混凝土排水系统后期开裂漏水的问题。并且，在系统出现堵塞时可以通过检查井处进行疏通，从而提高了排水系统后期维护能力。

Description

一种铁路隧道底部预制装配式排水系统

技术领域

本发明涉及铁路隧道排水系统技术领域，尤其涉及一种铁路隧道底部预制装配式排水系统。

背景技术

隧道的排水系统是隧道建设、正常使用及安全运营过程中的重要环节。以铁路隧道为例，排水系统直接关系到铁路隧道建设的成败及使用功能的发挥。

目前铁路隧道中普遍采用现浇混凝土排水系统，其不仅存在施工效率低、质量难以保证的问题，而且浇混凝土过程中容易导致排水管路堵塞。并且，在排水系统投入正常使用之后，现场浇注的混凝土排水沟及混凝土检查井易开裂，导致水进入隧底，从而引起翻浆冒泥等病害。

此外，现有技术中铁路隧道的排水系统，一旦发生排水系统的堵塞，没有任何有效的维护措施，从而其维护性极差，无法保证排水系统长期有效使用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是：提供一种铁路隧道底部预制装配式排水系统，解决现有排水系统存在的施工效率低、质量差、容易出现病害且不易维护等问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种铁路隧道底部预制装配式排水系统，适用于双线铁路隧道，包括填充层排水盲管、仰拱底部排水盲管和两条拱脚纵向排水盲管；还包括设置在两条所述拱脚纵向排水盲管之间的检查井；所述检查井设置在所述填充层排水盲管的管路上，且所述填充层排水盲管连通所述拱脚纵向排水盲管与所述检查井；所述拱脚纵向排水盲管与所述填充层排水盲管之间，所述填充层排水盲管与所述检查井之间，以及所述检查井与所述仰拱底部排水盲管之间均通过可拆卸的方式连接；所述拱脚纵向排水盲管、填充层排水盲管、仰拱底部排水盲管和检查井均为预制件。

优选地，所述拱脚纵向排水盲管与所述填充层排水盲管之间，所述填充层排水盲管与所述检查井之间，以及所述检查井与所述仰拱底部排水盲管之间均采用内插式螺纹连接或者密封圈连接接头连接。

优选地，所述填充层排水盲管包括与所述检查井连接的纵向盲管，以及与所述纵向盲管或检查井连接的横向盲管；所述横向盲管包括与所述拱脚纵向排水盲管连接的第一横向盲管，以及开设有进水孔的第二横向盲管。

优选地，朝着靠近所述横向盲管的中心轴线的方向上，所述进水孔的横截面积逐渐增大。

优选地，所述仰拱底部排水盲管与所述检查井通过三通单向阀连通。

优选地，所述检查井包括井身本体，以及与所述井身本体配合的内插式井盖；所述井身本体呈空心圆柱状；所述井盖内设置有保温层；所述检查井的材质为玻璃纤维增强塑料。

优选地，还包括设置在所述填充层排水盲管两侧的侧纵向排水沟，且所述拱脚纵向排水盲管通过所述侧纵向排水沟与所述填充层排水盲管连接。

优选地，所述拱脚纵向排水盲管与所述侧纵向排水沟之间通过三通接头连接。

优选地，还包括填充层中心纵向排水沟，且所述填充层中心纵向排水沟与所述检查井连接。

本发明还提供一种铁路隧道底部预制装配式排水系统，适用于单线铁路隧道，包括填充层排水盲管、仰拱底部排水盲管和两条拱脚纵向排水盲管；还包括设置在隧道两侧的避车洞内的检查井；所述填充层排水盲管、仰拱底部排水盲管和两条拱脚纵向排水盲管均与所述检查井通过可拆卸的方式连接，且所述拱脚纵向排水盲管、填充层排水盲管、仰拱底部排水盲管和检查井均为预制件。

(三)有益效果

本发明的技术方案具有以下有益效果：本发明的铁路隧道底部预制装配式排水系统，适用于双线铁路隧道，包括填充层排水盲管、仰拱底部排水盲管和两条拱脚纵向排水盲管；还包括设置在两条所述拱脚纵向排水盲管之间的检查井；所述检查井设置在所述填充层排水盲管的管路上，且所述填充层排水盲管连通所述拱脚纵向排水盲管与所述检查井；所述拱脚纵向排水盲管与所述填充层排水盲管之间，所述填充层排水盲管与所述检查井之间，以及所述检查井与所述仰拱底部排水盲管之间均通过可拆卸的方式连接；所述拱脚纵向排水盲管、填充层排水盲管、仰拱底部排水盲管和检查井均为预制件。该方案的铁路隧道底部预制装配式排水系统通过现场拼装形成，提高了排水系统施工质量与效率，避免了混凝土排水系统后期开裂漏水的问题。并且，在系统出现堵塞时可以通过检查井处进行疏通，从而提高了排水系统后期维护能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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他的附图。

图1是实施例一的铁路隧道底部预制装配式排水系统的结构示意图；

图2是实施例一的第二横向盲管的结构示意图；

图3是图2中A-A处的剖视示意图；

图4是实施例一的检查井的一种装配剖视图；

图5是实施例一的检查井的又一装配剖视图；

图6是实施例二的铁路隧道底部预制装配式排水系统的结构示意图；

图中：1、填充层排水盲管；101、横向盲管；1011、第一横向盲管；1012、第二横向盲管；1012-1、；进水孔；102、纵向盲管；2、仰拱底部排水盲管；3、拱脚纵向排水盲管；4、检查井；5、三通单向阀；6、填充层中心纵向排水沟；7、侧纵向排水沟；8、轨道基础；9、填充层；10、仰拱；11、凸壳式防排水板；12、无砂混凝土。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外需要说明的是，本申请文件中，但凡涉及到“纵向”和“横向”的限定，其中“纵向”指的都是沿着铁路隧道延伸的方向，而“横向”则指的是垂直于“纵向”的方向。

实施例一

请参见图1，本实施例一的铁路隧道底部预制装配式排水系统，适用于双线铁路隧道，包括填充层排水盲管1(图1中横向盲管101和纵向盲管102组成填充层排水盲管1)、仰拱底部排水盲管2和两条拱脚纵向排水盲管3，还包括设置在两条拱脚纵向排水盲管3之间的检查井4。其中，检查井4设置在所述填充层排水盲管1的管路上，且填充层排水盲管1连通所述拱脚纵向排水盲管3与所述检查井4；拱脚纵向排水盲管3与填充层排水盲管1之间，填充层排水盲管1与检查井4之间，以及检查井4与仰拱底部排水盲管2之间均通过可拆卸的方式连接。并且，拱脚纵向排水盲管3、填充层排水盲管1、仰拱底部排水盲管2和检查井4均为预制件。

图1中仅示出了铁路隧道底部预制装配式排水系统的局部结构，实际上铁路隧道底部预制装配式排水系统包括的检查井4数量可能为多个，而围绕各个检查井4布置的排水盲管的数量也更多。但是由于各个检查井4布置的情况几乎一样，因此图1中仅截取其中一段结构进行说明。

该铁路隧道底部预制装配式排水系统通过现场拼装形成，提高了排水系统施工质量与效率，避免了混凝土排水系统后期开裂漏水的问题。并且，在系统出现堵塞时可以通过检查井4处进行疏通，从而提高了排水系统后期维护能力。

在此基础上，由于检查井4和所有排水盲管(包括填充层排水盲管1、仰拱底部排水盲管2和拱脚纵向排水盲管3)直接或者间接连接，从而其可以汇流所有排水盲管中的水后将水排出，从而可以省略排水沟的设置，实现节约成本并加强隧道底部结构强度的效果。

需要说明的是，“检查井4设置在所述填充层排水盲管1的管路上”指的是检查井4和填充层排水盲管1连通，从而使得填充层排水盲管1中的水可以通过检查井4排出。并且，填充层排水盲管1包括四通八达的很多管段，检查井4并非和所有管段直接连接，而是只要保证管段中的水可以流入到检查井4中即可。当然，较优选的方案是将检查井4设置在填充层排水盲管1的中心枢纽位置，从而保证各个位置排水的可行性。

在上述基础上，相邻排水盲管之间可以采用内插式螺纹连接或者密封圈连接接头连接，例如，拱脚纵向排水盲管3与填充层排水盲管1之间，相邻填充层排水盲管1之间。除此以外，检查井4与仰拱底部排水盲管2之间，以及填充层排水盲管1与检查井4之间均可以采用内插式螺纹连接或者密封圈连接接头连接。当然，在三根管道交汇的地方还可以采用三通接头进行连接。

具体地，所述三通接头包括第一管段，以及相对所述第一管段对称设置的第二管段和第三管段。一旦第二管段或者第三管段发生堵塞，则通常的做法是通过第一管段进行疏通。但是现有技术中，高压疏通喷头插入第一管段之后，无法很好的控制其走向，从而很可能第二管段堵塞时高压疏通喷头最终的喷射放向是朝着第三管段的。有鉴于此，本实施例一在第一管段的轴截面上设置有隔离板，且在隔离板上设置有通孔，从而隔离板在实现对高压疏通喷头进行引导的基础上不会影响三通结构的水的流通。

本实施例一中，假设第一管段靠近第二管段(或者第三管段)的一端为第一端，而另一端为第二端。为了有效对高压疏通喷头进行导向，则隔离板边缘距离第一管段的第二端端口不能太远，优选隔离板直接延伸到第二端端口。此外，隔离板的边缘距离第一管段的第一端端口也不能太远，并且优选隔离板伸出第一管段并延伸进入到第二管段和第三管段的交汇处。当然，隔离板的设置不能影响第二管段和第三管段之间的连通。此外，为了保证三通管段连接的可靠性，优选第一管段的第二端端口外侧套设有堵头。

请进一步参见图1，本实施例一中填充层排水盲管1包括横向盲管101和纵向盲管102。图1中对应一个检查井4设置有一根纵向盲管102，并且纵向盲管102直接和检查井4连接。此外图1中，或者，横向盲管101与纵向盲管102连接，从而通过纵向盲管102将水通入到检查井4当中；又或者，横向盲管101直接和检查井4连接并将水直接通入到检查井4当中。

应当理解的是，每个检查井4对应的纵向盲管102和横向盲管101的数量及分布不受附图1的限制，只要整个填充层排水盲管1可以实现相应排水功能即可。从而，纵向盲管102和横向盲管101都既可以直接和检查井4连接，也可以通过其它管段和检查井4连接。并且，除了纵向盲管102和横向盲管101，本实施例一的填充层排水盲管1还可以包括与纵向盲管102及横向盲管101呈一定角度的倾斜盲管，具体分布此处不再赘述。

此外，图1中整个铁路隧道底部预制装配式排水系统是一个轴对称结构。应当理解的是轴对称的结构形式更能保证各个位置正常排水，但是其并不构成对铁路隧道底部预制装配式排水系统的限制。显然施工过程中在面临不同的施工条件时，铁路隧道底部预制装配式排水系统的具体布置很可能会进行相应的调整，而合理的调整都应当是包括在本实施例一的保护范围之内的。

在此基础上，根据和拱脚纵向排水盲管3之间的关系，将横向盲管101分为第一横向盲管1011和第二横向盲管1012。其中，与拱脚纵向排水盲管3直接连接的为第一横向盲管1011，此时为了避免从拱脚纵向排水盲管3中进入的水外渗，第一横向盲管1011上部不能设置进水孔。此外，不和拱脚纵向排水盲管3连接的为第二横向盲管1012，第二横向盲管1012的作用在于减小地下水压力，排除多余水份，保护土体和铁路设施不会因产生渗透变形而破坏，因此第二横向盲管1012上需要开设进水孔1012-1，并且进水孔1012-1位于安装好的第二横向盲管1012的上侧。

其中，为了便于拱脚纵向排水盲管3中的水顺利流向检查井4，优选第一横向盲管1011朝着远离所述检查井4的方向向上倾斜，从而对水流放向起到一定的引导作用。此外，横向盲管101可以为实壁管或者双壁波纹管。此处横向盲管101优先选择直径为50mm～160mm的双壁波纹管，并且相邻横向盲管101之间的间距可以设置为500mm～1000mm。此外，除了倾斜的第一横向盲管1011之外，其它横向盲管101优选位于填充层顶面以下30cm处。并且，纵向盲管102的直径优选为100mm～200mm。

请参见图2和图3，本实施例一中，第二横向盲管1012管壁的一侧设置有进水孔1012-1。进一步从图3中可知，朝着靠近所述第二横向盲管1012中心轴线的方向上，所述进水孔1012-1的横截面积逐渐增大，也即进水孔1012-1为喇叭扩孔的形式。通过设置该种形式的进水孔1012-1可以避免沙粒、渣土等杂质进入到进水孔1012-1之后发生堵塞，使得沙粒、渣土等可以随着渗水进入到第二横向盲管1012中并最终随渗水一起排出，从而保证排水系统的排水效果。

本实施例中，进水孔1012-1优选为中心对称结构，例如圆台状、球台状、异形孔等。请参见图3，本实施例中进水孔1012-1采用圆台状的形式，应当理解的是附图不构成对进水孔1012-1结构的限制。

为了保证第二横向盲管1012可以最大程度上减小地下水压力，优选进水孔1012-1在所述第二横向盲管1012上呈梅花型分布，请进一步参见图2。此外，优选进水孔1012-1在第二横向盲管1012上均匀分布。并且，进水孔1012-1设置间距、直径大小与排水盲管排水能力匹配。

同样仰拱底部排水盲管2可以为实壁管或者双壁波纹管。本实施例一中仰拱底部排水盲管2优先采用直径为200mm～400mm的双壁波纹管，仰拱底部排水盲管2位于仰拱下方100mm～2000mm内，在仰拱底部排水盲管2上侧也设置有上述形式的进水孔1012-1。

请参见图4和图5，本实施例一的仰拱底部排水盲管2与所述检查井4通过三通单向阀5连通。其中，三通单向阀5既可以是竖直三通，如图4所示；也可以是斜三通，如图5所示。

并且从图4和图5中可以看出，隧道底部从上往下依次包括轨道基础8、填充层9、仰拱10、凸壳式防排水板11和无砂混凝土12。其中，检查井4位于仰拱上方，并且位于轨道基础8和填充层中。

在此基础上，本实施例一的检查井4从上至下依次包括同轴设置的井盖、上井体和下井体。其中，上井体构造有第一井腔室；下井体构造有第二井腔室，且第一井腔室和第二井腔室连接构成井室。下井体为锥台状，且下井体的上端面面积小于所述下井体的下端面面积。

本实施例一中，检查井4采用预制的方式而不是现场浇筑的方式得到，因此其结构不受现场施工的限制，可以设计成锥台状。在此基础上，由于下井体呈锥台状，在施工过程中只要合理将下井体固定在隧道底部，就可以防止灌注混凝土时发生检查井4偏位和浮起，增强检查井4自身抗浮能力，解决检查井4上浮导致的自身不稳定以及与管道连接处断裂的问题。

此外，下井体中的第二井腔室呈柱状，从而进一步增强检查井4自身抗浮能力。当然需要说明的是，本实施例一中第一井腔室和第二井腔室结构不受限制，只要满足基本检查井4基本要求即可。例如，第一井腔室和第二井腔室均可以设计成任意横截面的柱状，也都可以设计成任意横截面的锥台状。

在上述基础上，将上井体设置成柱状，从而保证检查井4井口的大小。

进一步地，上井体呈圆柱状，而下井体呈圆锥台状。其中，“圆锥台状”也即圆台状。显然，中心对称结构的检查井4，相对于传统方形混凝土检查井4而言，其安装更加方便、耐久性更好、稳定性更强且接头工艺更先进。

当然，上井体还可以呈矩形柱状、五棱柱状、六棱柱状等，与之对应的，下井体设计成横截面呈矩形、五边形、六边形的锥台状。

值得一提的是，本实施例一中的检查井4，其材料选择纤维增强复合塑料或者其它的塑料，从而使得检查井4获得更好的强度性能。

需要强调的是，井盖优选采用内插式井盖，并插入所述上井体的内部，从而使得检查井4的密封性能更好、安装及开启方便。并且，在寒冷地区，优选在井盖内部设置保温层，从而防止检查井4井盖和上井体之间冻住，导致井盖无法正常开启。

并且，为了进一步提高检查井4的抗浮能力，本实施例一的检查井4还包括设置在所述下井体下方的基座，且所述基座的表面积大于所述第一区域的面积。

在上述基础上，在下井体上设置安装孔，其中安装孔的分布视排水管道分布需要而定。并且，检查井4和排水管道组装起来后形成排水系统。显然，通过安装孔的设置可以保证检查井4和排水管道之间可现场组装形成，从而大大降低排水系统的施工难度，并保证通过检查井4可以有效的对排水管道进行疏通和维护。在此基础上，安装孔位置可以设置。

此外，检查井4表面设置有摩擦面。其中，摩擦面的具体形式不受限制，只要可以增强井壁与混凝土间的摩擦力，从而保证检查井4的稳定性即可。例如，摩擦面可以采用在检查井4外表面增设螺旋状花纹的形式得到。并且，摩擦面既可以设置在下井体上，也可以设置在上井体上。

本实施例一中，优选圆柱状上井体的直径为500mm～800mm；圆锥台状的下井体，其上端面的直径为500mm～800mm，下端面的直径为800mm～1200mm；基座的直径为700mm～1000mm。并且，整个检查井4的高度为1m～3m。并且，相邻检查井4的间距优选为30m～50m。

实施例二

本实施例二的铁路隧道底部预制装配式排水系统，和实施例一不同之处在于其包括设置在所述填充层排水盲管1两侧的侧纵向排水沟6，请参见图6。显然，侧纵向排水沟7位于两条拱脚纵向排水盲管3之间，从而当设置有该侧纵向排水沟7时，拱脚纵向排水盲管3不需要直接和填充层排水盲管1连接。取而代之的是，拱脚纵向排水盲管3通过侧纵向排水沟7与填充层排水盲管1连接。

本实施例二中，侧纵向排水沟7的设置显然可以进一步增强排水系统的排水能力。

此外，拱脚纵向排水盲管3与所述侧纵向排水沟7之间优选通过实施例一中提出的三通接头连接。

请进一步参见图6，本实施例二还包括填充层中心纵向排水沟6，且所述填充层中心纵向排水沟6与所述检查井4连接。

实施例三

本实施例三和实施例一不同之处在于，提供一种铁路隧道底部预制装配式排水系统，适用于单线铁路隧道。显然，单线铁路隧道中，为了不干涉正常铁路的铺设，铁路隧道底部预制装配式排水系统的检查井4不能设置在两条拱脚纵向排水盲管3之间。因此，本实施例三将检查井4设置在隧道两侧的避车洞内。

在此基础上，填充层排水盲管、仰拱底部排水盲管2和两条拱脚纵向排水盲管3均与所述检查井4通过可拆卸的方式连接。

本实施例三中，由于其它设置均和实施例一以及实施例二中原理相同，因此此处不进行赘述。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种铁路隧道底部预制装配式排水系统，适用于双线铁路隧道，包括填充层排水盲管、仰拱底部排水盲管和两条拱脚纵向排水盲管；其特征在于，还包括设置在两条所述拱脚纵向排水盲管之间的检查井；所述检查井设置在所述填充层排水盲管的管路上，且所述填充层排水盲管连通所述拱脚纵向排水盲管与所述检查井；所述拱脚纵向排水盲管与所述填充层排水盲管之间，所述填充层排水盲管与所述检查井之间，以及所述检查井与所述仰拱底部排水盲管之间均通过可拆卸的方式连接；所述拱脚纵向排水盲管、填充层排水盲管、仰拱底部排水盲管和检查井均为预制件；所述填充层排水盲管包括与所述检查井连接的纵向盲管，以及与所述纵向盲管或检查井连接的横向盲管；所述横向盲管包括与所述拱脚纵向排水盲管连接的第一横向盲管，以及开设有进水孔的第二横向盲管；所述拱脚纵向排水盲管与所述填充层排水盲管之间，所述填充层排水盲管与所述检查井之间，以及所述检查井与所述仰拱底部排水盲管之间均采用内插式螺纹连接或者密封圈连接接头连接。

2.根据权利要求1所述的铁路隧道底部预制装配式排水系统，其特征在于，朝着靠近所述横向盲管的中心轴线的方向上，所述进水孔的横截面积逐渐增大。

3.根据权利要求1所述的铁路隧道底部预制装配式排水系统，其特征在于，所述仰拱底部排水盲管与所述检查井通过三通单向阀连通。

4.根据权利要求1所述的铁路隧道底部预制装配式排水系统，其特征在于，所述检查井包括井身本体，以及与所述井身本体配合的内插式井盖；所述井身本体呈空心圆柱状；所述井盖内设置有保温层；所述检查井的材质为玻璃纤维增强塑料。

5.根据权利要求1所述的铁路隧道底部预制装配式排水系统，其特征在于，所述铁路隧道底部预制装配式排水系统还包括设置在所述填充层排水盲管两侧的侧纵向排水沟，且所述拱脚纵向排水盲管通过所述侧纵向排水沟与所述填充层排水盲管连接。

6.根据权利要求5所述的铁路隧道底部预制装配式排水系统，其特征在于，所述拱脚纵向排水盲管与所述侧纵向排水沟之间通过三通接头连接。

7.根据权利要求5所述的铁路隧道底部预制装配式排水系统，其特征在于，所述铁路隧道底部预制装配式排水系统还包括填充层中心纵向排水沟，且所述填充层中心纵向排水沟与所述检查井连接。