CN111622785A - 一种隧底承压水自动溢出装置及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种隧底承压水自动溢出装置及其安装方法，所述装置安装隧底仰拱初支钢架上，包括排水井、若干拱仰底排水盲管、中心水沟和排水管，所述排水井位于所述隧底仰拱初支钢架两端且与所述拱仰底排水盲管连接，所述拱仰底排水盲管呈放射状分布，其放射中心位置处管口通过支架连接中心水沟，所述中心水沟与排水管连接。本发明可以使富水隧道或埋深较大隧道隧底及衬砌仰拱底部承压水得到有效的疏导，可以降低高速铁路长大隧道穿越富水段仰拱渗水、涌水风险，同时减少高速铁路长大隧道运营期间仰拱底排水管单向阀的检修更换频次。
Description
技术领域
本发明涉及隧道工程领域，尤其涉及一种隧底承压水自动溢出装置及其安装方法。
背景技术
隧道穿越山体地质条件复杂多变，如隧道穿越山体富水区域，隧道衬砌施工完成后，衬砌防排水体系背后及仰拱隧底因衬砌防排水体系封闭成环，衬砌防排水系统外侧及隧底极易形成承压水；承压水如不能及时有效疏导，在高铁运营过程中隧道仰拱或底板因列车高速、高频率通行，仰拱沉降缝、变形缝扰动频繁，易出现施工缝、变形缝位置承压水溢出，电气化铁路运营过程中对洞内渗水、涌水要求严格，运营过程中仰拱衬砌检修难度大，影响铁路隧道仰拱、仰拱填充使用寿命。
目前，铁路隧道施工过程中隧底承压水无有效的疏导方式，容易导致富水隧道或埋深较大隧道隧底及衬砌仰拱底部承压水不能得到有效的疏导，致使高速铁路运营期间富水段隧道变形缝及施工缝承压水溢出或底板隆起，影响高速铁路运营安全。
现有技术中一般通过在隧道中心矩形沟5m处设置一个带单向阀的排水管与隧底连接，以排出承压水。如图1所示，中心水沟内汇集整条隧道排水系统的承压水，水质条件不稳定，水中易出现悬浮颗粒，水沟常年流水，水中悬浮物通过单向阀管口沉淀到单向阀阀瓣位置，易阻塞阀瓣导致仰拱底承压水排水不畅，影响单向阀使用寿命。且运营期间单向阀更换难度较大。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提供了一种隧底承压水自动溢出装置，及时疏导隧底承压水，防止隧底仰拱因承压水缩短使用寿命。
本发明的技术方案一方面提供了一种隧底承压水自动溢出装置，安装在隧底仰拱初支钢架上，包括：
排水井、若干拱仰底排水盲管、中心水沟和排水管，所述排水井位于所述隧底仰拱初支钢架两端且与所述拱仰底排水盲管连接，所述拱仰底排水盲管呈放射状分布，其放射中心位置处管口通过支架连接中心水沟，所述中心水沟与排水管连接。
进一步的，所述拱仰底排水盲管安装在所述仰拱初支钢架底部，靠近所述中心水沟处的管口向上弯折，与所述仰拱初支钢架的初支面齐平。
进一步的，所述拱仰底排水盲管远离所述中心水沟一端开口处设有防水板。
进一步的，所述拱仰底排水盲管为单壁打孔波纹管，其两端开口处及外表面包裹无纺布。
进一步的，所述排水井长度为80cm、宽度为80cm、深度为50cm。
进一步的，所述排水管上设有单向阀，单向阀的流通方向上所述排水管管口处设有过滤网，所述过滤网内置过滤海绵。
进一步的，所述排水管和所述拱仰底排水盲管直径为50mm。
本发明的另一方面，还提供了上述隧底承压水自动溢出装置的安装方法，所述安装方法包括以下步骤：
S1、铺设拱仰初支，在仰拱初支端头位置设置集水井，用于抽排仰拱初支施工过程中隧底的积水；在拱仰初支上凿出放射状的排水盲管安装槽；
S2、依据放射状的排水盲管安装槽安装排水盲管，所述盲管靠近放射中心位置采用支架固定管口与中心水沟连接，并确保盲管管口伸出仰拱初支面不少于5cm；
S3、隧底喷射混凝土施工时，隧底承压水将从盲管管口流出；
S4、衬砌仰拱施工前，清除仰拱初支内表面虚渣，将所述隧底排水盲管管口和初支面割平，并在盲管口覆盖防水板；
S5、在所述中心水沟上安装仰拱底排水管及单向阀，所述单向阀与仰拱底排水管连接；
S6、根据排水管尺寸定作不锈钢网套及滤网，并在每个仰拱底排水管安装完成后加盖过滤网。
进一步的，所述步骤S6还包括以下步骤：S61、在过滤网内置过滤海绵。
进一步的，每隔8～12米在隧底重复步骤S1～S6，在隧底安装所述隧底承压水自动溢出装置。
本发明的技术方案中，通过将排水盲管以放射状分布安装，易于操作，隧底开挖面较大，承压水涌水点分散水压较小，因此施工过程中可将水进行集中抽排。同时隧道仰拱衬砌施工过程中由隧底初支外缘的排水盲管引出的承压水，由于仰拱初支端头位置未封闭，承压水压力不大，可集中抽排，便于隧道仰拱衬砌施工操作。
而且，仰拱底排水管管口安装有过滤网装置，其安装操作简便，更换简单；可过滤水中悬浮物，以延长单向阀使用寿命，确保仰拱底承压水顺利排出。
基于上述技术方案，可以减少高速铁路长大隧道运营期间仰拱底排水管单向阀的检修更换频次，同时可以降低高速铁路长大隧道穿越富水段仰拱渗水、涌水风险，延长高速铁路长大隧道穿越富水段仰拱衬砌的使用寿命。
附图说明
图1为现有技术中仰拱底排水管布置结构示意图；
图2为本发明中拱仰底排水盲管的安装平面结构示意图；
图3为本发明中拱仰底排水盲管的安装剖面结构示意图；
图4为本发明中排水管的结构示意图；
图5为本发明中排水管过滤网的结构示意图。
图6为本发明中隧底承压水自动溢出装置安装方式的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
首先，根据图6所述的隧底承压水自动溢出装置安装方式安装隧底承压水自动溢出装置。步骤S1如图2所示，在铺设完拱仰初支钢架后，在仰拱初支端头位置设置集水井，该集水井的尺寸为80cm*80cm*50cm，所述集水井用于抽排仰拱初支施工过程中隧底的积水；抽出积水后，在拱仰初支上凿出放射状的排水盲管安装槽；具体凿槽的位置如图2中的放射状所示，根据隧底的施工地段的地下水情况，可以适当增加或减少凿槽的数量。
S2、接着，再依据放射状的排水盲管安装槽安装排水盲管，所述盲管靠近放射中心位置采用支架固定管口与中心水沟连接，所述中心水沟位于所述隧底中线上，并确保盲管管口伸出仰拱初支面不少于5cm，安装槽内的盲管每隔50cm用铆钉、压条固定一次，在固定过程中先固定管口再固定槽内盲管，避免管口盲管固定过程中拉动槽内盲管；排水盲管固定好以后在两头管口包裹无纺布，避免异物进入管内影响盲管排水效果，安装完成的效果如图3所示。
S3、在进行隧底喷射混凝土施工时，隧底承压水将从盲管管口流出，施工过程中，需要注意保护隧底排水盲管，初喷混凝土施工完成后隧底承压水将从盲管管口流出；
S4、衬砌仰拱施工前，清除仰拱初支内表面虚渣，将隧底放射状排水盲管管口和隧底初支面割平，并在盲管口覆盖防水板，防水板边缘采用射钉+热熔垫圈固定牢固，间距不大于30cm，防水板覆盖松紧适度，使隧底承压水能有效排出，且不侵入仰拱衬砌，并在仰拱前端设置的集水井抽排溢出的承压水，以避免仰拱初支表面积水，影响仰拱衬砌混凝土施工质量。
S5、衬砌仰拱施工后，在所述中心水沟上安装仰拱底排水管及单向阀，所述排水管及单向阀如图4所示，所述单向阀与仰拱底排水管连接，安装排水管过程中注意控制三通，所述排水管也为单壁打孔波纹管，需确保连接处接缝牢固不漏水；单向阀安装后依据要求检查单向阀质量，确保每个单向阀质量合格；单向阀与仰拱底排水管连接采用热接，检查每个单向阀的安装质量，确保单向阀安装质量满足设计要求。
S6、在安装完排水管后，每个排水管上根据排水管尺寸定作不锈钢网套及滤网，并在每个仰拱底排水管安装完成后加盖过滤网。如图5所示，所述过滤网孔直径为5mm，根据排水管管径尺寸统一制作，并在所述过滤网中内置过滤海绵，所述过滤海绵位于所述过滤网的上方。
在隧底建设过程中，每8-12m重复上述步骤，使得整个隧底能够保证承压水的顺利排出。
当隧道建设进入富水地段时，通过在隧底增加“放射状”排水盲管的方式使隧底承压水自动溢出，同时可以控制排水盲管数量，通过仰拱底排水管将隧底承压排到中心水沟，从而延长隧道仰拱使用寿命。
每个仰拱底排水管安装完成后都需要加盖过滤网，确保管口不进异物，确保单向阀使用功能。从而起到对仰拱底排水管及单向阀保护的目的，延长单向阀使用寿命，减少铁路隧道尤其是长大铁路隧道单向阀检修更换频率，经济使用、便于操作。
需要说明的是，本发明所述的安装方法，同样适用于其他结构物基底承压水处理，如深基坑承台底部承压水、涵洞基础承压水处置等。
其中如深基坑底部因围堰施工过程中封底混凝土施工质量控制难度大，基坑开挖后基坑底部有承压水渗水、涌水点，可采用同样的方式在深基坑承台施工前做好坑底的承压水引排，在集水井位置集中抽排，待承台混凝土浇筑完成强度满足设计要求后停止抽排承压水，可有效预防因基底承压水导致的承台浇筑过程中结构不密实，结构出现渗水点，出现质量缺陷。
Claims (10)
1.一种隧底承压水自动溢出装置，该装置安装隧底仰拱初支钢架上，其特征在于，所述隧底承压水自动溢出装置包括排水井、若干拱仰底排水盲管、中心水沟和排水管，所述排水井位于所述隧底仰拱初支钢架两端且与所述拱仰底排水盲管连接，所述拱仰底排水盲管呈放射状分布，其放射中心位置处管口通过支架连接中心水沟，所述中心水沟与排水管连接。
2.根据权利要求1所述的一种隧底承压水自动溢出装置，其特征在于，所述拱仰底排水盲管安装在所述仰拱初支钢架底部，靠近所述中心水沟处的管口向上弯折，与所述仰拱初支钢架的初支面齐平。
3.根据权利要求2所述的一种隧底承压水自动溢出装置，其特征在于，所述拱仰底排水盲管远离所述中心水沟一端开口处设有防水板。
4.根据权利要求3所述的一种隧底承压水自动溢出装置，其特征在于，所述拱仰底排水盲管为单壁打孔波纹管，其两端开口处及外表面包裹无纺布。
5.根据权利要求4所述的一种隧底承压水自动溢出装置，其特征在于，所述排水井长度为80cm、宽度为80cm、深度为50cm。
6.根据权利要求1所述的一种隧底承压水自动溢出装置，其特征在于，所述排水管上设有单向阀，单向阀的流通方向上所述排水管管口处设有过滤网，所述过滤网内置过滤海绵。
7.根据权利要求6所述的一种隧底承压水自动溢出装置，其特征在于，所述排水管和所述拱仰底排水盲管直径为50mm。
8.一种隧底承压水自动溢出装置的安装方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、铺设拱仰初支，在仰拱初支端头位置设置集水井，用于抽排仰拱初支施工过程中隧底的积水；在拱仰初支上凿出放射状的排水盲管安装槽；
S2、依据放射状的排水盲管安装槽安装排水盲管，所述盲管靠近放射中心位置采用支架固定管口与中心水沟连接，并确保盲管管口伸出仰拱初支面不少于5cm；
S3、隧底喷射混凝土施工时，隧底承压水将从盲管管口流出；
S4、衬砌仰拱施工前，清除仰拱初支内表面虚渣，将所述隧底排水盲管管口和初支面割平，并在盲管口覆盖防水板；
S5、在所述中心水沟上安装仰拱底排水管及单向阀，所述单向阀与仰拱底排水管连接；
S6、根据排水管尺寸定作不锈钢网套及滤网，并在每个仰拱底排水管安装完成后加盖过滤网。
9.根据权利要求8的一种隧底承压水自动溢出装置的安装方法，其特征在于，所述步骤S6还包括以下步骤：S61、在过滤网内置过滤海绵。
10.所述根据权利要求9所述的一种隧底承压水自动溢出装置的安装方法，其特征在于，每隔8～12米在隧底重复步骤S1～S6，在隧底安装所述隧底承压水自动溢出装置。
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| CN202010375543.7A CN111622785A (zh) | 2020-05-07 | 2020-05-07 | 一种隧底承压水自动溢出装置及其安装方法 |
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Cited By (1)
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| CN112727543A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-04-30 | 中南大学 | 一种隧道智能化多级降压排水系统及使用方法 |
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2020
- 2020-05-07 CN CN202010375543.7A patent/CN111622785A/zh active Pending
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| CN112727543B (zh) * | 2021-01-25 | 2022-05-10 | 中南大学 | 一种隧道智能化多级降压排水系统及使用方法 |
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