CN108729932A - 隧道衬砌结构立体防排水系统 - Google Patents

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黄华
张慧玲
邸成
朱勇
张磊
唐进才
刘志刚
胥宝华
王加
王加一
曾琦
郑杰元
陈科霖
吴华
邬波
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    • E21F16/00—Drainage
    • E21F16/02—Drainage of tunnels

Abstract

隧道衬砌结构立体防排水系统，以有效防止隧道环向肓管、纵向肓管出现白色结晶物，确保环向肓管、纵向肓管畅通，泄水降压，从而保证隧道衬砌结构的安全。包括设置于初期支护结构与二次衬砌结构之间的环向盲管、纵向盲管、无纺布和防水板，其中防水板贴近二次衬砌结构靠围岩侧，环向盲管、纵向盲管贴近初期支护结构，纵向盲管设置于边墙脚且低于纵向施工缝。环向盲管上沿环向间隔设置与其固定连接且相连通的集水管，各集水管径向穿过初期支护结构伸入围岩内一定长度。集水管管壁上间隔布设与其内腔相通的通孔，集水管、环向盲管和纵向盲管形成立体排水体系。

Description

隧道衬砌结构立体防排水系统
技术领域
本发明涉及铁路隧道、公路隧道、市政隧道工程领域，特别涉及一种防止隧道环、纵向肓管出现白色结晶物的排水系统。
背景技术
目前，隧道工程为减少衬砌背后水压力，大多按照“以排为主”的防排水原则建造，在初期支护与二次衬砌之间设置纵、环向盲管、无纺布和防水板，以达到排出二次衬砌背后地下水的目的。上述防排水构造是基于初期支护是透水层，但是随着喷射混凝土标号的提高和采用湿喷技术，以及采用大型湿喷机械手施工，其渗透性越来越差，一方面造成初期支护背后地下水不能及时排出而形成水压，同时地下水从初期支护背后渗透至二次衬砌背后，在渗透压力的作用下会溶蚀、携带喷射混凝土中部分外加剂中的钙氧化物成分，携带了钙氧化物成分的地下水在缓慢从纵、环向盲管孔口流出时与空气中的CO2发生化学反应，在管口部位形成白色结晶物，堵塞排水通道引起衬砌排水系统失效，威胁衬砌结构安全。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种隧道衬砌结构立体防排水系统，以有效防止隧道环向肓管、纵向肓管出现白色结晶物，确保环向肓管、纵向肓管畅通，泄水降压，从而保证隧道衬砌结构的安全。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
本发明的隧道衬砌结构立体防排水系统，包括设置于初期支护结构与二次衬砌结构之间的环向盲管、纵向盲管、无纺布和防水板，其中防水板贴近二次衬砌结构靠围岩侧，环向盲管、纵向盲管贴近初期支护结构，纵向盲管设置于边墙脚且低于纵向施工缝，环向盲管和纵向盲管的出水管口与设置于二次衬砌结构矮边墙靠行车侧的侧沟相连通，其特征是：所述环向盲管上沿环向间隔设置与其固定连接且相连通的集水管，各集水管径向穿过初期支护结构伸入围岩内一定长度；所述集水管管壁上间隔布设与其内腔相通的通孔，集水管、环向盲管和纵向盲管形成立体排水体系。
所述环向盲管和纵向盲管的出水管口上设置有弯头，该弯头的出水端在侧沟内向上延伸一定高度，其内的积水形成水封。
本发明的有益效果是，隧道二次衬砌结构背后由集水管、环向盲管、纵向盲管形成立体排水体系，集水管径向穿过初期支护结构伸入围岩内一定长度，能有效收集围岩以及围岩与初期支护结构交界面上的地下水，并通过环向盲管、纵向盲管排入侧沟，起到泄水降压的作用，从而保证衬砌结构的安全；集水管在初期支护结构中形成过水通道，而不是通过渗流或裂隙，减少排水过程中溶蚀喷射混凝土中的钙氧化物，从而减少环向盲管、纵向盲管管口白色结晶物，有效保证环向肓管、纵向肓管的畅通；环向盲管和纵向盲管的出水管口上设置有对其形成水封的弯头，防止CO2与钙氧化物发生化学反应生成碳酸钙引起排水系统堵塞。集水管可在工厂批量生产，现场在初期支护结构施作后，再开孔后放入，施工工艺难度低，施工质量可得到保障。
附图说明
本说明书包括如下五幅附图：
图1是本发明一种隧道衬砌结构立体防排水系统的断面图；
图2是图1中A局部的放大图；
图3是本发明一种隧道衬砌结构立体防排水系统中集水管的结构和与环向盲管的连接方式示意图；
图4是本发明一种隧道衬砌结构立体防排水系统的立体示意图；
图5是本发明一种隧道衬砌结构立体防排水系统中弯头的安装方式示意图。
图中示出构件、部位名称及所对应标记：初期支护结构10、二次衬砌结构20、仰拱填充层21、侧沟22、中心水沟23、纵向施工缝24、弯头25、连接套筒26、环向盲管31、无纺布32、防水板33、纵向盲管34、横向连接管35、集水管36、通孔36a、翼片36b。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
参照图1,本发明的隧道衬砌结构立体防排水系统，包括设置于初期支护结构10与二次衬砌结构20之间的环向盲管31、纵向盲管34、无纺布 32和防水板33，其中防水板33贴近二次衬砌结构20靠围岩侧，环向盲管31、纵向盲管34贴近初期支护结构10，纵向盲管34设置于边墙脚且低于纵向施工缝24，环向盲管31和纵向盲管34的出水管口与设置于二次衬砌结构20矮边墙靠行车侧的侧沟22相连通。所述环向盲管31上沿环向间隔设置与其固定连接且相连通的集水管36，各集水管36径向穿过初期支护结构10伸入围岩内一定长度。所述集水管36管壁上间隔布设与其内腔相通的通孔36a，集水管36、环向盲管31和纵向盲管34形成立体排水体系。。
参照图1和图2，集水管36将初期支护结构10背后及围岩中的地下水收集并形成通过初期支护结构10的排水通道，有效减少地下水从初期支护结构10背后渗透至二次衬砌结构20背后的过程中，在渗透压力的作用下溶蚀、携带喷射混凝土中部分外加剂钙氧化物成分，有效防止隧道环向盲管31、纵向盲管34出现白色结晶物，确保环向盲管31和纵向盲管34畅通，泄水降压，从而保证隧道衬砌结构的安全。
参照图3，所述集水管36穿过初期支护结构10部分的管壁上间隔设置竖立的翼片36b，通过翼片36b将集水管36牢固固定在初期支护结构 10上。
参照图4和图5，所述环向盲管31和纵向盲管34的出水管口上设置有弯头25，该弯头25的出水端在侧沟22内向上延伸一定高度，其内的积水形成水封，防止CO2与钙氧化物发生化学反应生成碳酸钙引起排水系统堵塞。参照图4，为便于维护，所述环向盲管31和纵向盲管34的出水管口与埋设于22侧壁上的连接套筒26固定连接，弯头25与连接套筒 26通过插接结构或者螺纹连接结构形成可拆卸连接。
参照图1和图2，仰拱填充层21内设置中心水沟23，两侧侧沟22 通过横向连接管35与中心水沟23相连通。环向盲管31和纵向盲管34 将集水管36内的水或少量由初期支护结构10渗透而来的地下水引入侧沟 22内。
以上所述只是用图解说明本发明隧道衬砌结构立体防排水系统的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

Claims (5)

1.隧道衬砌结构立体防排水系统，包括设置于初期支护结构(10)与二次衬砌结构(20)之间的环向盲管(31)、纵向盲管(34)、无纺布(32)和防水板(33)，其中防水板(33)贴近二次衬砌结构(20)靠围岩侧，环向盲管(31)、纵向盲管(34)贴近初期支护结构(10)，纵向盲管(34)设置于边墙脚且低于纵向施工缝(24)，环向盲管(31)和纵向盲管(34)的出水管口与设置于二次衬砌结构(20)矮边墙靠行车侧的侧沟(22)相连通，其特征是：所述环向盲管(31)上沿环向间隔设置与其固定连接且相连通的集水管(36)，各集水管(36)径向穿过初期支护结构(10)伸入围岩内一定长度；所述集水管(36)管壁上间隔布设与其内腔相通的通孔(36a)，集水管(36)、环向盲管(31)和纵向盲管(34)形成立体排水体系。
2.如权利要求1所述的隧道衬砌结构立体防排水系统，其特征是：所述集水管(36)穿过初期支护结构(10)部分的管壁上间隔设置竖立的翼片(36b)。
3.如权利要求1所述的隧道衬砌结构立体防排水系统，其特征是：所述环向盲管(31)和纵向盲管(34)的出水管口上设置有弯头(25)，该弯头(25)的出水端在侧沟(22)内向上延伸一定高度，其内的积水形成水封。
4.如权利要求1所述的隧道衬砌结构立体防排水系统，其特征是：所述环向盲管(31)和纵向盲管(34)的出水管口与埋设于(22)侧壁上的连接套筒(26)固定连接，弯头(25)与连接套筒(26)通过插接结构或者螺纹连接结构形成可拆卸连接。
5.如权利要求1所述的隧道衬砌结构立体防排水系统，其特征是：所述侧沟(22)通过横向连接管(35)与设置于仰拱填充层(21)内的中心水沟(23)相连通。
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