CN112901265A - 用于冻土区的隧道排水装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及排水装置技术领域,尤其是一种用于冻土区的隧道排水装置及方法,包括若干锚杆和引水网,其中,各所述锚杆的一端的外表面延伸有若干防脱凸起,所述防脱凸起的后反斜面上开设有若干防堵槽,所述锚杆内部开设有排水孔,所述防堵槽内开设有连通排水孔的第一连通孔,所述锚杆的外表面开设有连通排水孔的第二连通孔,所述锚杆的另一端螺纹连接有第一螺母,构成将引水网贴附固定在隧道内侧壁上的结构,所述引水网上延伸有若干插接在排水孔内的引水绳,所述锚杆的端部螺纹连接有阻水挡碗,所述阻水挡碗上固定有挡板,构成限定阻挡并引导从引水网上脱离的水的结构,本发明能够将冻土层内的水的排出,在排水装置技术领域有着广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及排水装置技术领域,尤其是一种用于冻土区的隧道排水装置及方法。
背景技术
高速公路或铁路在修建时有些地方需要开凿隧道,尤其是在冻土区,由于隧道内随季节更换产生的温度变化,易使得靠近隧道的冻土区内冻土解冻,并产生积水,若积水不能及时排出会对隧道附近的冻土层造成损坏。传统的方案通常在隧道两侧设置排水沟将渗漏水进行统一排出,但是渗漏水从隧道侧壁排出时易流淌到行驶路面上,而且隧道渗漏水除在侧壁容易产生外,其顶部以及靠近顶部的区域也极容易产生,该部分渗漏水通常沿隧道内壁蔓延或滴落至路面,其中蔓延至隧道内壁处的渗漏水由于其含盐量高,长久下来极容易在流经的表面形成盐壳,极不容易清洗又会对隧道表面形成盐腐蚀;另一方面,滴落至道路表面的积水,易造成路面湿滑引起的安全隐患,而且冻土区域温度低,极容易造成道路结冰,造成更大的交通安全隐患。因此传统的隧道排水设计仍然存在改进的空间,需要对其进行改进以达到更好的排水效果。
发明内容
针对上述情况,为解决传统隧道排水存在的顶部渗漏水难以解决,传统路两侧排水无法兼顾顶部渗漏水的问题,特提出本方案之申请。
本发明的技术方案是,包括用于插入土层/岩层的并与所处位置土层/岩层形成锚固的若干锚杆和贴附固定在隧道内侧壁的引水网,其特征在于,各所述锚杆靠近尖端的一端的外表面延伸有若干圆锥台形状的防脱凸起,所述防脱凸起的后反斜面上开设有若干呈环形均匀阵列的防堵槽,所述锚杆内部开设有排水孔,所述防堵槽内沿锚杆的径向开设有连通排水孔的第一连通孔,所述锚杆的外表面其它部位沿锚杆的径向开设有连通排水孔的第二连通孔,所述锚杆远离防脱凸起的一端螺纹连接有第一螺母,构成通过第一螺母螺纹连接在锚杆上将引水网贴附固定在隧道内侧壁上的结构,所述引水网上延伸有若干引水绳,所述锚杆上开设有连通排水孔的贯穿孔,所述引水绳通过贯穿孔插接在排水孔内,所述锚杆在冻土层外的端部螺纹连接有阻水挡碗,所述阻水挡碗上固定可拆卸连接有挡板,若干阻水挡碗上连接的挡板构成限定阻挡并引导从引水网上脱离的水的结构。
优选地,所述引水绳或引水网自外到内依次由外保护层、引水层、内保护层和加固层构成,所述外保护层为钢丝网,所述引水层为引水棉,所述内保护层为橡胶套,所述内保护层的内、外两端面为粗糙表面,所述加固层为钢丝绳。
优选地,所述锚杆远离防脱凸起的一端的外表面开设有外螺纹,所述第一螺母与外螺纹螺纹连接。
优选地,所述排水孔的开口处的内端面开设有内螺纹,所述阻水挡碗的内端面延伸有内连接头,所述内螺纹与内连接头螺纹连接。
优选地,所述阻水挡碗的外端面延伸有外连接头,所述外连接头上螺纹连接有第二螺母,所述挡板通过第二螺母与阻水挡碗固定可拆卸连接。
优选地,竖直方向上相邻两块所述挡板相靠近的端部为斜面,且竖直方向上相邻两块所述挡板的斜面相配合,当两块所述挡板的斜面相配合时位于下方的挡板上的斜面朝向引水网。
优选地,将所述锚杆从隧道内侧壁钉入冻土层;将所述引水绳通过贯穿孔插入排水孔内;通过所述第一螺母将引水网紧贴隧道内侧壁固定在锚杆上;通过所述第一连接头螺纹连接在排水孔中的内螺纹上将阻水挡碗固定在锚杆上;将所述挡板挂接在第二连接头上,通过所述第二螺母将挡板固定在阻水挡碗上;通过粘合剂将挡板的接缝处粘贴固定。
采用本发明的技术方案可以达到以下有益效果:(1)通过锚杆以及螺纹连接在锚杆上的第一螺母便于将引水网固定在隧道的内侧壁上,使得从锚杆内排出的水能够沿着引水网引流到排水沟内进行排出,避免洒落在隧道内路面上,对行驶车辆造成安全隐患;(2)通过防脱凸起、防堵槽、第一连通孔、第二连通孔、排水槽和引水绳,便于将锚杆牢固的固定在隧道的内侧壁上,且利用第一连通孔、第二连通孔、排水槽和引水绳将冻土区融化渗漏的水引流出来,且利用防堵槽避免泥土堵塞第一连通孔;(3)通过内连接头和阻水挡碗,便于将阻水挡碗固定在锚杆上,且能够对从锚杆引流排出的水进行阻挡,避免水流量过大时造成部分水从引水网上脱离,同时利用阻水挡碗进一步对引水网进行固定,保证整个引水网能够紧贴隧道的内侧壁;(4)通过外连接头、挡板和第二螺母,便于将挡板固定在阻水挡碗上,进而利用挡板将引水网进行隔离,避免引水网上水流量过大时水从引水网上脱离,洒落到隧道内的路面上;本发明的技术方案在排水装置技术领域有着广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明用于冻土区的隧道排水装置的主视图。
图2为图1中A区域放大图。
图3为图1中B区域放大图。
图4为本发明用于冻土区的隧道排水装置中锚杆的主视图。
图5为本发明用于冻土区的隧道排水装置中锚杆的侧视图。
其中,1、冻土层,2、锚杆,3、引水网,4、排水孔,5、防脱凸起,6、防堵槽,7、第一连通孔,8、第二连通孔,9、贯穿孔,10、外螺纹,11、第一螺母,12、阻水挡碗,13、内连接头,14、内螺纹,15、外连接头,16、挡板,17、第二螺母,18、引水绳,101、外保护层,102、引水层,103、内保护层,104、加固层。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例,都属于本发明所保护的范围,在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“有”、“竖直”、“水平”、“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“安装”、“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,可以是两个元件内部的连通。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。
如图1-5所示的用于冻土区的隧道排水装置及方法,包括用于插入土层/岩层的并与所处位置土层/岩层形成锚固的若干锚杆2和贴附固定在隧道内侧壁的引水网3,各所述锚杆2靠近尖端的一端的外表面延伸有若干圆锥台形状的防脱凸起5,便于通过若干圆锥台形状的防脱凸起5将锚杆2牢固的固定在冻土区,避免锚杆2从冻土区松动脱离。防脱凸起5的后反斜面上开设有若干呈环形均匀阵列的防堵槽6,即防脱凸起5远离锚杆2尖端的斜面上开设有若干呈环形均匀阵列的防堵槽6,锚杆2内部开设有排水孔4,防堵槽6内沿锚杆2的径向开设有连通排水孔4的第一连通孔7,便于通过防堵槽6使得渗漏水和融化水进入第一连通孔7,再通过排水孔4排出的锚杆2外,同时利用开设在防脱凸起5远离锚杆2尖端的斜面上的防堵槽6避免第一连通孔7被泥土等杂物堵塞。锚杆2的外表面其它部位沿锚杆2的径向开设有连通排水孔4的第二连通孔8,便于通过第二连通孔8将其附近的渗漏水和融化水输送到排水孔4内。锚杆2远离防脱凸起5的一端的外表面开设有外螺纹10,外螺纹10上螺纹连接有第一螺母11,构成通过第一螺母11螺纹连接在锚杆2上将引水网3贴附固定在隧道内侧壁上的结构,使得通过第一螺母11与外螺纹10螺纹连接使得引水网3经过锚杆固定在隧道的内侧壁上,便于从锚杆排出的水沿着引水网3排放到排水沟内。引水网3上延伸有若干引水绳18,锚杆上开设有连通排水孔4的贯穿孔9,引水绳18通过贯穿孔9插接在排水孔4内,使得引水绳18与引水网3连接在一起,便于引水绳18在排水孔4内将从第一连通孔7和第二连通孔8输送到排水孔4内的水引流到引水网3上,进而通过引水网3排出。锚杆在冻土层1外的端部固定可拆卸连接有阻水挡碗12,便于通过阻水挡碗12对引水网3进一步,使得引水网3能够牢固的固定在隧道的内侧壁上,另外通过阻水挡碗12还能够对从锚杆内排出的水进行限定,避免排出的水流量过大时从锚杆上脱离引水网3。阻水挡碗12上固定可拆卸连接有挡板16,若干阻水挡碗12上连接的挡板16构成限定排出的水流动方向的结构,便于通过挡板16对引水网3上的水进行限定,避免引水网3上水流量过大时水脱离引水网3,洒落到隧道内的路面上。引水网3和挡板16靠近地面的一端的地面上开设有排水沟,引水网3和挡板16延伸到排水沟内,便于引水网3和挡板16引流的水排放到排水沟内,再通过排水沟排出的隧道外。
如图1-5所示的用于冻土区的隧道排水装置及方法,引水绳18或引水网3自外到内依次由外保护层101、引水层102、内保护层103和加固层104构成,外保护层101为钢丝网,加强对引水绳18或引水网3外表面的刚性,便于引水绳18插入排水孔4内,同时也便于整个引水网3能够充分展开。引水层102为引水棉,且引水绳18上的引水层102与引水网3上的引水层102相连通,利用引水棉的吸水性,能够充分吸收大量水,同时能够将水沿着引水层102传输,进而实现将冻土区融化还在渗漏的水排出的目的。内保护层103为橡胶套,便于通过内保护层103对内部的加固层104进行保护,避免加固层104接触水造成加快氧化速率,延长了加固层104的使用寿命。内保护层103的内、外两端面为粗糙表面,便于通过粗糙表面增加内保护层103与引水层102和加固层104之间的摩擦力,避免各层之间能够轻易脱离,影响引水绳18或者引水网3的整体稳定性。加固层104为钢丝绳,便于通过加固层104增加引水绳18和引水网3整体的的韧性,进而实现将整个引水网3能够充分展开,进而实现将隧道附近冻土层1内的水排出。
如图1-5所示的用于冻土区的隧道排水装置及方法,排水孔4的开口处的内端面开设有内螺纹14,阻水挡碗12的内端面延伸有内连接头13,内螺纹14与内连接头13螺纹连接,便于通过内连接头13与内螺纹14的螺纹连接实现阻水挡碗12与锚杆的固定可拆卸连接,便于阻水挡碗12的快速拆装,而且还能够利用阻水挡碗12对引水网3进一步进行固定。阻水挡碗12的外端面延伸有外连接头15,外连接头15上螺纹连接有第二螺母17,挡板16通过第二螺母17与阻水挡碗12固定可拆卸连接,便于通过第二螺母17螺纹连接在外连接头15上将底板固定在阻水挡碗12上,进而实现挡板16对脱离引水网3的水进行租房的功能。竖直方向上相邻两块挡板16相靠近的端部为斜面,且相邻两块挡板16的斜面相配合,且当两块所述挡板16的斜面相配合时位于下方的挡板16上的斜面朝向引水网3,便于利用挡板16上的斜面可以有效地引导水流,避免水流从上下两块挡板16的斜面接缝处漏出。相邻两块所述挡板16的接缝处通过粘合剂固定连接。
如图1-5所示的用于冻土区的隧道排水装置及方法,首先,将锚杆2呈矩阵排列从隧道内侧壁钉入冻土层1;然后,将引水绳18通过贯穿孔9插入排水孔4内;接着通过第一螺母11将引水网3紧贴隧道内侧壁固定在呈矩阵排列的锚杆2上;再接着,通过第一连接头螺纹连接在排水孔4中的内螺纹14上将阻水挡碗12固定在锚杆上,进一步对引水网3进行固定;再接着,将挡板16挂接在第二连接头上,通过所述第二螺母17将挡板16固定在阻水挡碗12上;最后,通过粘合剂将挡板16的接缝处粘贴固定。当冻土层1内有融化水或者渗漏水时,通过锚杆上开设的第一连通孔7和第二连通孔8进入排水孔4,然后由引水绳18将排水孔4内的水引流出锚杆,当从锚杆引流出的水量过大时,由阻水挡碗12进行阻挡,避免脱离洒落到路面上,再经过引水网3将水引流到排水沟内排出隧道,当引水网3上的水量过大脱离引水网3上,洒落在挡板16上,再经过挡板16引流到排水沟内,自此完成对隧道周围冻土区的排水。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.用于冻土区的隧道排水装置,包括用于插入土层/岩层的并与所处位置土层/岩层形成锚固的若干锚杆(2)和贴附固定在隧道内侧壁的引水网(3),其特征在于,各所述锚杆(2)靠近尖端的一端的外表面延伸有若干圆锥台形状的防脱凸起(5),所述防脱凸起(5)的后反斜面上开设有若干呈环形均匀阵列的防堵槽(6),所述锚杆(2)内部开设有排水孔(4),所述防堵槽(6)内沿锚杆(2)的径向开设有连通排水孔(4)的第一连通孔(7),所述锚杆(2)的外表面其它部位沿锚杆(2)的径向开设有连通排水孔(4)的第二连通孔(8),所述锚杆(2)远离防脱凸起(5)的一端螺纹连接有第一螺母(11),构成通过第一螺母(11)螺纹连接在锚杆(2)上将引水网(3)贴附固定在隧道内侧壁上的结构,所述引水网(3)上延伸有若干引水绳(18),所述锚杆上开设有连通排水孔(4)的贯穿孔(9),所述引水绳(18)通过贯穿孔(9)插接在排水孔(4)内,所述锚杆在冻土层(1)外的端部螺纹连接有阻水挡碗(12),所述阻水挡碗(12)上固定可拆卸连接有挡板(16),若干阻水挡碗(12)上连接的挡板(16)构成限定阻挡并引导从引水网(3)上脱离的水的结构。
2.根据权利要求1所述的用于冻土区的隧道排水装置,其特征在于,所述引水绳(18)或引水网(3)自外到内依次由外保护层(101)、引水层(102)、内保护层(103)和加固层(104)构成,所述外保护层(101)为钢丝网,所述引水层(102)为引水棉,所述内保护层(103)为橡胶套,所述内保护层(103)的内、外两端面为粗糙表面,所述加固层(104)为钢丝绳。
3.根据权利要求1所述的用于冻土区的隧道排水装置,其特征在于,所述锚杆(2)远离防脱凸起(5)的一端的外表面开设有外螺纹(10),所述第一螺母(11)与外螺纹(10)螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的用于冻土区的隧道排水装置,其特征在于,所述排水孔(4)的开口处的内端面开设有内螺纹(14),所述阻水挡碗(12)的内端面延伸有内连接头(13),所述内螺纹(14)与内连接头(13)螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的用于冻土区的隧道排水装置,其特征在于,所述阻水挡碗(12)的外端面延伸有外连接头(15),所述外连接头(15)上螺纹连接有第二螺母(17),所述挡板(16)通过第二螺母(17)与阻水挡碗(12)固定可拆卸连接。
6.根据权利要求1所述的用于冻土区的隧道排水装置,其特征在于,竖直方向上相邻两块所述挡板(16)相靠近的端部为斜面,且竖直方向上相邻两块所述挡板(16)的斜面相配合,当两块所述挡板(16)的斜面相配合时位于下方的挡板(16)上的斜面朝向引水网(3)。
7.根据权利要求1-6任一所述的用于冻土区的隧道排水方法,其特征在于,该方法包括:将所述锚杆(2)从隧道内侧壁钉入冻土层(1);将所述引水绳(18)通过贯穿孔(9)插入排水孔(4)内;通过所述第一螺母(11)将引水网(3)紧贴隧道内侧壁固定在锚杆(2)上;通过所述第一连接头螺纹连接在排水孔(4)中的内螺纹(14)上将阻水挡碗(12)固定在锚杆上;将所述挡板(16)挂接在第二连接头上,通过所述第二螺母(17)将挡板(16)固定在阻水挡碗(12)上;通过粘合剂将挡板(16)的接缝处粘贴固定。
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