CN110130982A - 一种交通隧道建筑安全施工方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种交通隧道建筑安全施工方法，隧道安全排水结构包括拱形结构以及底层的仰拱结构，所述拱形结构从里到外包括初期衬砌层、排水通道、防水层和二次衬砌结构，所述仰拱结构包括集水通道，所述排水通道与所述集水通道连通。通过合理的测算隧道内壁的透水率，合理的安排排水通道的距离，实现了最佳的排水效果。此外，通过预制的可溶性金属管，实现了对排水通道的预成型，后续通过腐蚀性液体对其进行腐蚀，可以人为的快速的形成排水通道，并且不会出现堵塞，提高了排水通道的成型率。
Description
技术领域
本发明属于交通隧道工程技术领域，具体地涉及一种交通隧道建筑安全施工方法。
背景技术
伴随着交通隧道工程的快速发展，隧道给人类的交通带来了许多方便，但隧道所处的地理环境，带来了不得不对其进行防水、排水的课题，目前在隧道初期支护层中会设置环向排水管，排水管上有孔隙，水经孔隙进入排水管。
一方面，由于现有技术中并没有根据隧道内壁的渗水情况合理的安排排水通道的距离，造成资源的浪费和排水的效果不佳，另一方面，由于现有技术中一般采用埋入式管道进行排水，即初期支护为刚开挖之后立即进行的支护形式，因隧道支护结构施工等因素，会导致排水管的挤压变形，使隧道环向排水不通畅，这已成为隧道排水的难点问题。
针对第二个方面的问题，即排水管道挤压变形，堵塞的问题，专利CN104879164A公开了一种在隧道内壁铺设易腐蚀的麻绳来取代排水管道，待麻绳慢慢腐烂后，排出管道形成天然的排水通道，但是，由于麻绳的腐烂时间会很长，在很长一段时间内，排水通道无法正常工作，隧道内会出现积水，严重影响了隧道的安全，另一方面，由于麻绳不会很好的分解，即在其慢慢分解的过程中，会一部分一部分的脱落，这样会出现堵塞在通道某一位置的情况，导致排水通道堵塞，很有可能无法正常的排水，而且麻绳比较松软，无法支撑隧道的应力，对后续排水通道的形成产生很大的影响。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种隧道安全排水结构的施工方法，通过合理的测算隧道内壁的透水率，合理的安排排水通道的距离，实现了最佳的排水效果；另一方面，通过预制的可溶性金属管，实现了对排水通道的预成型，后续通过腐蚀性液体对其进行腐蚀，可以人为的快速的形成排水通道，并且不会出现堵塞，提高了排水通道的成型率。
为了解决上述问题，本发明提供的解决技术方案是，一种隧道安全排水结构的施工方法，所述隧道安全排水结构包括拱形结构以及底层的仰拱结构，所述拱形结构从里到外包括初期衬砌层、排水通道、防水层和二次衬砌结构，所述仰拱结构包括集水通道，所述排水通道与所述集水通道连通，所述施工步骤如下：
第一步：在挖掘好的隧道内壁上通过钻机钻一个压入水孔和一个监测渗水孔；
第二步：向压入水孔中压入水，并通过相邻的监测渗水孔监测渗水，并记录相应数值；
第三步：通过隧道内壁透水率计算公式，计算隧道内壁透水率，所述公式如下：
T为隧道内壁透水率，m/s；Q为压入隧道内壁水流量，m3/s；a为压入水孔和监测渗水孔间距，m；b为压入隧道内壁水孔的半径，m；c为注入水的扬程高度，m；d为监测渗水孔的液面高度，m；
第四步：通过所述第三步计算的透水率，计算需要设置的相邻排水通道的距离，具体如下：
当0<T<0.5时，相邻两条排水通道的间距为1m，当0.5<T<1时，相邻两条排水通道的间距为1.5m，当1<T<2时，相邻两条排水通道的间距为2m，当2<T时，相邻两条排水通道的间距为3m；
第五步：在隧道内壁铺设初期衬砌层
第六步：在初期衬砌层初步凝固后，根据第四步计算的排水管道的间距，将预制好的可溶性金属管通过U型卡箍固定在初期衬砌层上，所述可溶性金属管在其截面中心位置设置有通孔，贯通整个可溶性金属管，在所述可溶性金属管的轴向中间位置设置有进液口，所述进液口与所述通孔连通，所述进液口连接有软管，所述软管伸出所述可溶性金属管外一定距离；
第七步：在所述可溶性金属管之间的空隙内喷射混凝土，直至完全覆盖所述可溶性金属管，形成混凝土覆盖层；
第八步：在所述混凝土覆盖层表面铺设一层防水层，并通过钉子固定在所述混凝土覆盖层结构表面；
第九步：在所述混凝土覆盖层表面铺设二次衬砌结构，并确保所述软管一直露在外面；然后铺设仰拱结构，并设置集水通道，使所述排水通道与所述集水通道连通；
第十步：在所有衬砌结构基本稳固后，通过所述软管向所述可溶性金属管的通孔内注入腐蚀溶液，将所述可溶性金属管溶化，溶化后的液体直接排入到集水通道内，通过集水通道排出隧道；
第十一步：待所述可溶性金属管完全溶化后，其原先存在的位置形成排水通道；最后拆掉软管，用水泥将软管所在的位置封堵，确保排水通道的密封。
重复上述步骤，直至整个隧道排水通道布设完成。通过上述步骤布置的排水通道，一方面通过透水率精确的计算，可以合理的设置排水通道的距离，使排水效果更好，另一方面，由于可溶性金属的支承，并且在腐蚀后形成了很好的通道，提高了排水通道的成型率。
优选的，所述的扬程高度和监测渗水孔的液面高度通过设置在压入水孔口和监测渗水孔口的监测装置测得。
优选的，所述可溶性金属管为包括至少一种镁的合金，铝合金，镍，铜，和锡的可溶性的金属材料。
优选的，所述腐蚀溶液为可溶解所述可溶性金属管的液体，例如酸性液体，这里可以是任何的可溶解可溶性金属的液体。
借由以上的技术方案，本申请的有益效果在于：
(1)现有技术中并没有通过计算隧道内壁的透水率来精确的设置排水通道的距离的，本申请通过设计的隧道内壁的透水率计算公式，并根据隧道内壁探测的各种公式所需要的数据，可以准确的算出隧道内壁的透水情况，根据计算出的准确的数值可以合理的布置排水通道的数量和距离，一方面起到了资源的节约，另一方面提高了排水的效果。
(2)通过埋设的可溶性金属管，一方面由于金属管相对坚硬，可以支承预形成的排水通道，另一方面，可以人为的选择溶解可溶性金属的时间，并注入液体，对其进行溶化，由于溶化的过程是人为控制的，所以，可以很好的控制通道的通畅，保证排水通畅。
参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：
图1为本申请实施方式的整体结构图；
图2为本发明排水通道断面的结构图。
以上附图的附图标记：101、拱形结构；102、仰拱结构；103、初期衬砌层；104、排水通道；105、二次衬砌结构；106、集水通道；107、可溶性金属管；108、通孔；109、进液口；110、软管；111、混凝土覆盖层；112、防水层。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供一种隧道安全排水结构的施工方法，所述隧道安全排水结构包括拱形结构101以及底层的仰拱结构102，所述拱形结构101从里到外包括初期衬砌层103、排水通道104、防水层112和二次衬砌结构105，所述仰拱结构102包括集水通道106，所述排水通道104与所述集水通道106连通，所述施工步骤如下：
第一步：在挖掘好的隧道内壁上通过钻机钻一个压入水孔和一个监测渗水孔(图中未示出)；上述两个水孔的钻设位置可以根据实际的情况进行选择；
第二步：向压入水孔中压入水，并通过相邻的监测渗水孔监测渗水，并记录相应数值；
第三步：通过隧道内壁透水率计算公式，计算隧道内壁透水率，所述公式如下：
T为隧道内壁透水率，m/s；Q为压入隧道内壁水流量，m3/s；a为压入水孔和监测渗水孔间距，m；b为压入隧道内壁水孔的半径，m；c为注入水的扬程高度，m；d为监测渗水孔的液面高度，m；
第四步：通过所述第三步计算的透水率，计算需要设置的相邻排水通道104的距离，具体如下：
当0<T<0.5时，相邻两条排水通道104的间距为1m，当0.5<T<1时，相邻两条排水通道104的间距为1.5m，当1<T<2时，相邻两条排水通道104的间距为2m，当2<T时，相邻两条排水通道104的间距为3m；
第五步：在隧道内壁铺设初期衬砌层103；
第六步：在初期衬砌层103初步凝固后，根据第四步计算的排水管道104的间距，将预制好的可溶性金属管107通过U型卡箍(图中未示出)固定在初期衬砌层103上，所述可溶性金属管107在其截面中心位置设置有通孔108，贯通整个可溶性金属管107，在所述可溶性金属管107的轴向中间位置设置有进液口109，所述进液口109与所述通孔108连通，所述进液口109连接有软管110，所述软管110伸出所述可溶性金属管107外一定距离；
第七步：在所述可溶性金属管107之间的空隙内喷射混凝土，直至完全覆盖所述可溶性金属管107，形成混凝土覆盖层111；
第八步：在所述混凝土覆盖层111表面铺设一层防水层112，并通过钉子(图中未示出)固定在所述混凝土覆盖层111结构表面。此处的防水层112为现有技术中任何可以起到防水效果的装置。
第九步：在所述混凝土覆盖层111表面铺设二次衬砌结构105，并确保所述软管110一直露在外面；然后铺设仰拱结构102，并设置集水通道106，使所述排水通道104与所述集水通道106连通；
第十步：在所有衬砌结构基本稳固后，通过所述软管110向所述可溶性金属管107的通孔108内注入腐蚀溶液，将所述可溶性金属管107溶化，溶化后的液体直接排入到集水通道106内，通过集水通道106排出隧道；
第十一步：待所述可溶性金属管107完全溶化后，其原先存在的位置形成排水通道104；最后拆掉软管，用水泥将软管所在的位置封堵，确保排水通道的密封。
重复上述步骤，直至整个隧道排水通道104布设完成。通过上述步骤布置的排水通道104，一方面通过透水率精确的计算，可以合理的设置排水通道104的距离，使排水效果更好，另一方面，由于可溶性金属管107的支承，避免了排水管道的塌陷，并且在腐蚀后形成了很好的通道，提高了排水通道104的成型率。
优选的，所述的扬程高度和监测渗水孔的液面高度通过设置在压入水孔口和监测渗水孔口的监测装置测得。此处的监测装置可以是本领域中任何可以测得上述数据的装置。
优选的，所述可溶性金属管107为包括至少一种镁的合金，铝合金，镍，铜，和锡的可溶性的金属材料。
优选的，所述腐蚀溶液为可溶解所述可溶性金属管107的液体，例如酸性液体，这里可以是任何的可溶解可溶性金属的液体。
需要说明的是，本实施例提供的可溶性金属管和溶解可溶性金属管的液体等可以选用任意合适的现有构造。为清楚简要地说明本实施例所提供的技术方案，在此将不再对上述部分进行赘述，说明书附图也进行了相应简化。但是应该理解，本实施例在范围上并不因此而受到限制。
本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。
除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。
披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。
多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。
Claims (4)
1.一种隧道安全排水结构的施工方法，所述隧道安全排水结构包括拱形结构以及底层的仰拱结构，所述拱形结构从里到外包括初期衬砌层、排水通道、防水层和二次衬砌结构，所述仰拱结构包括集水通道，所述排水通道与所述集水通道连通，其特征在于：所述施工步骤如下：
第一步：在挖掘好的隧道内壁上通过钻机钻一个压入水孔和一个监测渗水孔；
第二步：向压入水孔中压入水，并通过相邻的监测渗水孔监测渗水，并记录相应数值；
第三步：通过隧道内壁透水率计算公式，计算隧道内壁透水率，所述公式如下：
T为隧道内壁透水率，m/s；Q为压入隧道内壁水流量，m3/s；a为压入水孔和监测渗水孔间距，m；b为压入隧道内壁水孔的半径，m；c为注入水的扬程高度，m；d为监测渗水孔的液面高度，m；
第四步：通过所述第三步计算的透水率，计算需要设置的相邻排水通道的距离，具体如下：
当0<T<0.5时，相邻两条排水通道的间距为1m，当0.5<T<1时，相邻两条排水通道的间距为1.5m，当1<T<2时，相邻两条排水通道的间距为2m，当2<T时，相邻两条排水通道的间距为3m；
第五步：在隧道内壁铺设初期衬砌层
第六步：在初期衬砌层初步凝固后，根据第四步计算的排水管道的间距，将预制好的可溶性金属管通过U型卡箍固定在初期衬砌层上，所述可溶性金属管在其截面中心位置设置有通孔，贯通整个可溶性金属管，在所述可溶性金属管的轴向中间位置设置有进液口，所述进液口与所述通孔连通，所述进液口连接有软管，所述软管伸出所述可溶性金属管外一定距离；
第七步：在所述可溶性金属管之间的空隙内喷射混凝土，直至完全覆盖所述可溶性金属管，形成混凝土覆盖层；
第八步：在所述混凝土覆盖层表面铺设一层防水层，并通过钉子固定在所述混凝土覆盖层结构表面；
第九步：在所述混凝土覆盖层表面铺设二次衬砌结构，并确保所述软管一直露在外面；然后铺设仰拱结构，并设置集水通道，使所述排水通道与所述集水通道连通；
第十步：在所有衬砌结构基本稳固后，通过所述软管向所述可溶性金属管的通孔内注入腐蚀溶液，将所述可溶性金属管溶化，溶化后的液体直接排入到集水通道内，通过集水通道排出隧道；
第十一步：待所述可溶性金属管完全溶化后，其原先存在的位置形成排水通道；最后拆掉软管，用水泥将软管所在的位置封堵，确保排水通道的密封；
重复上述步骤，直至整个隧道排水通道布设完成。
2.根据权利要求1所述的隧道安全排水结构的施工方法，其特征在于：所述的扬程高度和监测渗水孔的液面高度通过设置在压入水孔口和监测渗水孔口的监测装置测得。
3.根据权利要求1所述的一种隧道安全排水结构的施工方法，其特征在于：所述可溶性金属管为包括至少一种镁的合金，铝合金，镍，铜，和锡的可溶性的金属材料。
4.根据权利要求1所述的一种隧道安全排水结构的施工方法，其特征在于：所述腐蚀溶液为可溶解所述可溶性金属管的酸性液体。
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