CN107060841B - 一种用于快速治理隧道渗漏水问题的分节式环形挡水装置 - Google Patents

Abstract

一种用于快速治理隧道渗漏水问题的分节式环形挡水装置，包括用于放入漏水隧道中的依次连接的1节以上的环形挡水结构，每一节所述的环形挡水结构都是由PVC管和套在所述PVC管外侧的环形气囊构成，每一节环形挡水结构的后端都设置有固定在所述的PVC管上的用于防止环形气囊滑动的阻滑器，在位于预定挡水处的首节所述的环形挡水结构的前端连接有挡水支挡板机构。本发明可更加快速的起到挡水效果，且更加节约成本，对材料强度要求有所降低，可实现量产，并能更加方便的配合后期的处理。本发明能够快速、有效实现挡水功能的同时，还能配合后期的注浆施工等，是治理隧道施工中渗水漏水、涌水突泥问题的有效方法，具有较大的经济和社会效益。

Description

一种用于快速治理隧道渗漏水问题的分节式环形挡水装置

技术领域

本发明涉及一种用于隧道渗漏的挡水结构。特别是涉及一种用于快速治理隧道渗漏水问题的分节式环形挡水装置。

背景技术

近年来因城市地下铁路建设引起的周围区域地面塌陷、房屋开裂甚至倒塌的新闻屡见报端，通过分析总结相关工程事故、查阅相关文献资料发现，地铁施工建设中的隧道渗水漏水是上述问题发生的一个主要原因。地下铁路、管道因为跨越区域较大，难免会经过含水层或岩层裂隙发育的薄弱地带，因此，在施工过程中很容易发生渗漏、涌水突泥等问题，若不能及时有效的处理，极易导致严重的工程事故，轻则堵塞坑道、损失设备、影响工程进度，重则隧道坍塌、地面塌陷，造成极大的人员和财产损失。另外，由于地铁附近范围内有的工程施工不当(如较大堆载、抽排地下水、不合理开挖卸载等)，或者雨季洪涝灾害等也有可能造成隧道渗水漏水，威胁到隧道的安全。而随着世界范围内的城市地下空间的大力开发，对于治理隧道内渗水漏水、涌水突泥这类问题，有着越来越迫切的需求。

目前工程界对于隧道施工过程中遇到岩层裂隙发育或透水性强的区域，通常采取的措施是浇筑混凝土坝体快速挡水，再利用灌浆等方法对渗漏带进行止水。此类处置措施需要的施工时间长，无法对涌水速度较大的险情做到快速有效的治理，另外，耗资较多且后期拆除困难，对隧道管片有较大的损害，容易导致隧道的损坏，影响隧道的安全正常使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够快速、有效的实现挡水功能的用于快速治理隧道渗漏水问题的分节式环形挡水装置。

本发明所采用的技术方案是：一种用于快速治理隧道渗漏水问题的分节式环形挡水装置，包括用于放入漏水隧道中的依次连接的1节以上的环形挡水结构，每一节所述的环形挡水结构都是由PVC管和套在所述PVC管外侧的环形气囊构成，每一节环形挡水结构的后端都设置有固定在所述的PVC管上的用于防止环形气囊滑动的阻滑器，在位于预定挡水处的首节所述的环形挡水结构的前端连接有挡水支挡板机构。

所述的PVC管的长度为2m～5m。

每一节所述的环形挡水结构中的PVC管管体的前端端口都一体形成有直径小于所述管体直径的连接口，在相邻两节环形挡水结构连接处，后一节环形挡水结构中的PVC管前端的连接口插入到前一节环形挡水结构中的PVC管管体的后端口内，所述的阻滑器套在所述的前一节环形挡水结构中的PVC管管体的后端口上，所述的后一节环形挡水结构中的PVC管的连接口、前一节中的PVC管管体的后端口和阻滑器三者通过固定螺丝固定连接。

所述的阻滑器为前端直径小于后端直径的锥形环结构，沿所述的锥形环结构的径向形成有若干个用于插入固定螺丝的通孔，所述的阻滑器通过插入通孔的固定螺丝与所述的前一节中的PVC管管体的后端口及后一节环形挡水结构中的PVC管的连接口固定连接。

所述的挡水支挡板机构包括有一体形成的前挡板、后挡板和连接在前挡板和后挡板之间的2个以上的支撑杆，其中，所述的前挡板为圆板结构，放置在隧道的预定挡水处，所述的2个以上的支撑杆的一端一体连接在所述圆板结构的前挡板的后侧面上，所述的后挡板为的弧形结构，所述的2个以上的支撑杆的另一端一体连接在所述后挡板的外弧面上，所述后挡板上沿中心轴形成有前后贯通的注浆通道，所述后挡板的内弧面上围绕所述的注浆通道口的外周一体形成有能够套在一体形成在首节环形挡水结构中的PVC管前端的连接口上并与连接口通过螺丝固定连接的注浆连接口，所述注浆通道在位于所述后挡板的外弧面侧设置有在进行注浆时能够打开注浆通道，在非注浆且有渗漏水流入时能够关闭注浆通道的挡水门。

所述的挡水门的一侧边通过铰接件铰接在所述后挡板的外弧面上。

本发明的一种用于快速治理隧道渗漏水问题的分节式环形挡水装置，可更加快速的起到挡水效果，且更加节约成本，对材料强度要求有所降低，可实现量产，并能更加方便的配合后期的处理。本发明能够快速、有效实现挡水功能的同时，还能配合后期的注浆施工等，是治理隧道施工中渗水漏水、涌水突泥问题的有效方法，具有较大的经济和社会效益。本发明的优点如下：

1、所用材料便宜，各个部件的结构设计简单、制作方便，且可重复利用。对复合橡胶材料的强度要求大幅降低，进一步节约成本。

2、各部件选用轻质材料制成，且每节长度控制在2～5米内，易于抢险队伍安装使用，可快速实现挡水功能。通过实时增减节数的方法可应对不同程度的险情。

3、帮助后续抢险队伍和设备由高强PVC管抵达挡水门处，进行注浆、堵漏、抽水等其他抢险工艺。

4、排除险情后，可方便地拆除保存，对隧道管片没有影响。

附图说明

图1是本发明用于快速治理隧道渗漏水问题的分节式环形挡水装置的整体结构示意图；

图2是本发明中环形挡水结构的整体结构示意图；

图3是图2的断面结构示意图；

图4是本发明中阻滑器与PVC管连接的整体结构示意图；

图5是图4的断面结构示意图；

图6是本发明中挡水支挡板机构的整体结构示意图；

图7是图6的侧视图。

图中

1：PVC管                             2：环形气囊

3：阻滑器                            4：挡水支挡板机构

5：连接口                            6：后端口

7：固定螺丝                          8：通孔

9：后挡板                            10：前挡板

11：支撑杆                           12：注浆通道

13：挡水门                           14：注浆连接口

15：铰接件                           16：隧道

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的一种用于快速治理隧道渗漏水问题的分节式环形挡水装置做出详细说明。

本发明的一种用于快速治理隧道渗漏水问题的分节式环形挡水装置，是采用复合橡胶材料和高强度PVC材料制作的分节式、环形挡水结构，用于快速处理隧道中渗水漏水问题。

如图1所示，本发明的一种用于快速治理隧道渗漏水问题的分节式环形挡水装置，包括用于放入漏水隧道中的依次连接的1节以上的环形挡水结构，每一节所述的环形挡水结构都是由高强度的PVC管1和套在所述PVC管1外侧的环形气囊2构成，所述的环形气囊2是由高强度纤维织物复合橡胶材料制成，可选择vectran纤维或者kevlar纤维等。每一节环形挡水结构的后端都设置有固定在所述的PVC管1上的用于防止环形气囊2滑动的阻滑器3，在位于预定挡水处的首节所述的环形挡水结构的前端连接有挡水支挡板机构4。通过螺丝固定的方式将多节环形挡水结构组装起来，能够满足各种险情的需要。挡水支挡板机构4提供了后期注浆施工的空间。

如图2、图3所示，本发明中每一节所述的环形挡水结构中的PVC管1管体的前端端口都一体形成有直径小于所述管体直径的连接口5，沿连接口5圆周上设置两圈螺丝孔，用于固定所示的阻滑器3，或者用于固定临水端的高强度的挡水支挡板机构4。在相邻两节环形挡水结构连接处，后一节环形挡水结构中的PVC管1前端的连接口5插入到前一节环形挡水结构中的PVC管1管体的后端口6内，所述的阻滑器3套在所述的前一节环形挡水结构中的PVC管1管体的后端口6上，所述的后一节环形挡水结构中的PVC管1的连接口5、前一节中的PVC管1管体的后端口6和阻滑器3三者通过固定螺丝7固定连接。

如图4、图5所示，本发明中所述的阻滑器3为前端直径小于后端直径的锥形环结构，用于帮助固定位于前面的环形气囊2，防止环形气囊2发生可能的较大的滑动。沿所述的锥形环结构的径向形成有若干个用于插入固定螺丝7的通孔8，所述的阻滑器3通过插入通孔8的固定螺丝7与所述的前一节中的PVC管1管体的后端口6及后一节环形挡水结构中的PVC管1的连接口5固定连接。

如图6、图7所示，本发明中所述的挡水支挡板机构4包括有一体形成的前挡板10、后挡板9和连接在前挡板10和后挡板9之间的2个以上的支撑杆11，所述的一体形成的前挡板10、后挡板9和连接在前挡板10和后挡板9之间的2个以上的支撑杆11共同构成了注浆施工的空间。其中，所述的前挡板10为能够镶嵌在隧道内的圆板结构，设置在隧道的预定挡水处，所述的2个以上的支撑杆11的一端一体连接在所述圆板结构的前挡板10的后侧面上，所述的后挡板9为能够镶嵌在隧道内的弧形结构，所述的2个以上的支撑杆11的另一端一体连接在所述后挡板9的外弧面上。所述后挡板9上沿中心轴形成有前后贯通的注浆通道12，所述后挡板9的内弧面上围绕所述的注浆通道12口的外周一体形成有能够套在一体形成在首节环形挡水结构中的PVC管1前端的连接口5上并与连接口5通过螺丝固定连接的注浆连接口14，所述注浆通道12在位于所述后挡板9的外弧面侧设置有在进行注浆时能够打开注浆通道12，在非注浆且有渗漏水流入时能够关闭注浆通道12的挡水门13。所述的挡水门13的一侧边通过铰接件15铰接在所述后挡板9的外弧面上。

本发明的一种用于快速治理隧道渗漏水问题的分节式环形挡水装置，在发现渗漏、涌水突泥、洪水倒灌等险情时将临水端的挡水支挡板机构4、第一节环形挡水结构快速搬运到位，安装完成后，向环形气囊2充气实现第一步挡水功能。后续可根据现场情况，加装其他多节环形挡水结构来抵挡更大的水压。待其他抢险设备就为后，可从最后一节的环形挡水结构中间的高强PVC管的后端口6，再通过注浆通道12和挡水门向形成在挡水支挡板机构4之间的注浆施工的空间注浆或排水。治理结束后，所有挡水结构可依次拆除撤离，留备它用。

本发明的一种用于快速治理隧道渗漏水问题的分节式环形挡水装置，使用方法如下：

隧道施工和运营期间可根据地勘报告、隧道经过区域的相关天气水文资料等判断隧道是否有发生渗水漏水造成较大事故的可能性，在隧道设施附近设置本发明的一种用于快速治理隧道渗漏水问题的分节式环形挡水装置的专门的存放点。保存地点应保证干净平整，无杂物，没有可能对环形气囊造成损害的尖锐物体，并且距离施工区域较近，控制温湿度，避免光照。另外，需保证相关的安装器械、充气设备、管线等。

在隧道施工中若发现渗水漏水、涌水突泥等险情，应按照以下步骤安装本发明的分节式环形挡水装置：

1、在存放点迅速检查各部件是否可正常工作，根据隧道内的险情位置，确定隧道内安装挡水装置的位置，清除隧道内该位置附近100米范围的尖锐、突起物，若铁轨等拆除不易，用速凝水泥快速抹平。将图6所示的挡水支挡板机构安放到需要挡水的位置。

2、将第一节环形挡水结构的连接口与挡水支挡板机构的注浆连接口对接，用螺丝固定，向环形气囊内充气膨胀至充满隧道，此时该节挡水结构已可发挥挡水作用。

3、若现场险情较严重，涌水量和涌水速度较大，可在第一节环形挡水结构连接口处先套上如图4所示的阻滑器，再在通过螺丝将第二节环形挡水结构、阻滑器与第一节环形挡水结构连接，向第二节环形挡水结构中的橡胶袋内充气膨胀至充满隧道。照此依次连接若干节环形挡水结构，可满足不同险情的需要。

4、后续若需要对隧道内积水进行排水，或者对隧道进行注浆堵水，可经由每节环形挡水结构中间的高强PVC管，将注浆设备管件插入到挡水支挡板机构的挡水门处，对隧道进行抽排水作业，或者注浆作业等后期治理。

5、险情排除后，从外向内依次拆除上述设备即可。

若险情非常紧急，来不及首先安装临水端挡水支挡板机构，可先将第一节环形挡水结构安装到位，充气膨胀至充满隧道。再在其后安装挡水支挡板机构，重复上述步骤1～5。

另外，在隧道运营期间，若遇到洪水倒灌等问题，需要对运营隧道内某些重点区段进行保护时，也可利用本发明的一种用于快速治理隧道渗漏水问题的分节式环形挡水装置，按照上述步骤1～5进行安装，随后通过高强PVC管将抽水管连接到挡水门，进行抽排水作业，从而在保证待保护设施安全的前提下，逐步降低险情。

Claims (3)

1.一种用于快速治理隧道渗漏水问题的分节式环形挡水装置，包括用于放入漏水隧道中的依次连接的1节以上的环形挡水结构，每一节所述的环形挡水结构都是由PVC管（1）和套在所述PVC管（1）外侧的环形气囊（2）构成，其特征在于，每一节环形挡水结构的后端都设置有固定在所述的PVC管（1）上的用于防止环形气囊（2）滑动的阻滑器（3），在位于预定挡水处的首节所述的环形挡水结构的前端连接有挡水支挡板机构（4）；

每一节所述的环形挡水结构中的PVC管（1）管体的前端端口都一体形成有直径小于所述管体直径的连接口（5），在相邻两节环形挡水结构连接处，后一节环形挡水结构中的PVC管（1）前端的连接口（5）插入到前一节环形挡水结构中的PVC管（1）管体的后端口（6）内，所述的阻滑器（3）套在所述的前一节环形挡水结构中的PVC管（1）管体的后端口（6）上，所述的后一节环形挡水结构中的PVC管（1）的连接口（5）、前一节环形挡水结构中的PVC管（1）管体的后端口（6）和阻滑器（3）三者通过固定螺丝（7）固定连接；

所述的阻滑器（3）为前端直径小于后端直径的锥形环结构，沿所述的锥形环结构的径向形成有若干个用于插入固定螺丝（7）的通孔（8），所述的阻滑器（3）通过插入通孔（8）的固定螺丝（7）与所述的前一节环形挡水结构中的PVC管（1）管体的后端口（6）及后一节环形挡水结构中的PVC管（1）的连接口（5）固定连接；

所述的挡水支挡板机构（4）包括有一体形成的前挡板（10）、后挡板（9）和连接在前挡板（10）和后挡板（9）之间的2个以上的支撑杆（11），其中，所述的前挡板（10）为圆板结构，放置在隧道的预定挡水处，所述的2个以上的支撑杆（11）的一端一体连接在所述圆板结构的前挡板（10）的后侧面上，所述的后挡板（9）为弧形结构，所述的2个以上的支撑杆（11）的另一端一体连接在所述后挡板（9）的外弧面上，所述后挡板（9）上沿中心轴形成有前后贯通的注浆通道（12），所述后挡板（9）的内弧面上围绕所述的注浆通道（12）口的外周一体形成有能够套在一体形成在首节环形挡水结构中的PVC管（1）前端的连接口（5）上并与连接口（5）通过螺丝固定连接的注浆连接口（14），所述注浆通道（12）在位于所述后挡板（9）的外弧面侧设置有在进行注浆时能够打开注浆通道（12），在非注浆且有渗漏水流入时能够关闭注浆通道（12）的挡水门（13）；

用于快速治理隧道渗漏水问题的分节式环形挡水装置的具体使用安装步骤如下：

1）在隧道施工中若发现渗水漏水、涌水突泥等险情时，迅速清除隧道内漏水点附近的尖锐、突起物，将所述的挡水支挡板机构（4）布置到漏水点后，将所述PVC管（1）与挡水支挡板机构（4）的注浆连接口（14）对接，用螺丝固定，将所述环形气囊（2）套在所述PVC管（1）上，向所述环形气囊（2）内充气膨胀至充满隧道，此时由所述PVC管（1）和所述环形气囊（2）形成的第一节环形挡水结构已发挥挡水作用；

2）若现场险情严重，涌水量和涌水速度大，在第一节环形挡水结构的PVC管（1）上安装所述的阻滑器（3），再通过螺丝将第二节环形挡水结构、阻滑器（3）与第一节环形挡水结构连接，向第二节环形挡水结构中的环形气囊（2）内充气膨胀至充满隧道；照此依次连接若干节环形挡水结构，能够满足不同险情的需要；

3）后续抢险需要对隧道内积水进行排水作业或对隧道进行注浆堵水，经由每节环形挡水结构中间的高强PVC管（1），将注浆设备管件插入到挡水支挡板机构（4）的挡水门（13）处，对隧道进行抽排水作业，或者注浆作业后期治理；

4）待险情排除后，从外向内依次拆除上述设备；

5）若险情非常紧急，来不及首先安装临水端挡水支挡板机构（4），先将由所述PVC管（1）和所述环形气囊（2）组成的第一节环形挡水结构安装到位，向所述环形气囊（2）充气使其膨胀充满隧道；再在其后安装挡水支挡板机构（4），再进行上述步骤1）～4）。

2.根据权利要求1所述的一种用于快速治理隧道渗漏水问题的分节式环形挡水装置，其特征在于，所述的PVC管（1）的长度为2m～5m。

3.根据权利要求1所述的一种用于快速治理隧道渗漏水问题的分节式环形挡水装置，其特征在于，所述的挡水门（13）的一侧边通过铰接件（15）铰接在所述后挡板（9）的外弧面上。

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