CN113669108A - 穿越复杂溶洞群隧道的综合排水系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了穿越复杂溶洞群隧道的综合排水系统，属于隧道排水技术领域，包括溶洞跨越段、下游加深仰拱段和上游加强排水段，下游加深仰拱段和上游加强排水段设置在溶洞跨越段的两侧，溶洞跨越段内设置有引水构造和导水构造，引水构造用于将溶洞内的水引流至导水构造，下游加深仰拱段设置有转换构造，上游加强排水段内设置有辅助构造，辅助构造用于将上游加强排水段的水排到溶洞跨越段内。本发明可应用大型复杂溶洞群中，通过引水构造、导水构造、转换构造及配套的辅助措施等，实现溶洞内水接入隧道内部排水系统排出洞外，同时考虑洞底返水涨水时的排水情况，避免洞底水流无法排泄，形成高水压，危害隧道结构安全。
Description
技术领域
本发明涉及隧道排水技术领域，尤其涉及穿越复杂溶洞群隧道的综合排水系统。
背景技术
现有拱腰以上隧道开挖面外溶洞发育深度大于2.0m，溶洞宽度小于隧道开挖面的情况：主要有以下两种处理情况：
(1)溶洞内无填充物有水：采用泵送C30砼浇筑，最薄厚度不小于80cm，要求两侧嵌入岩石内不小于50cm，并施作约1.2*1.2m间距的锚杆，锚杆深入围岩不小于1.5m。以上施工完后再施作原结构的喷射砼和钢筋网初期支护等。对此处隧道进行扩挖，埋设
波纹管连通原溶洞水路，并通过
钢筋砼管接入中心排水管沟中。(2)溶洞内无填充物无水：采用泵送C30砼浇筑，最薄厚度不小于80cm，要求两侧嵌入岩石内不小于50cm，并施作约 1.2*1.2m间距的锚杆，锚杆深入围岩不小于1.5m。以上施工完后再施作原结构的喷射砼和钢筋网初期支护等。施工时注意预埋
双壁波纹管。
现有拱腰以上隧道开挖面外溶洞发育深度大于2.0m，溶洞宽度小于隧道开挖面的溶洞以及基地溶洞发育深度大于5.0m，溶洞宽度小于隧道开挖面的处理情况。(1)基底大溶洞：采用架设钢筋砼桥板通过，应保证板两端架设与稳固基础上，基地承载力大于1200kPa，否则应进行处治。拱腰溶洞内有填充物：全环改用加强型衬砌。(2)施工时先水平施作超前支护措施，开挖采用预裂爆破，施作钢拱架，注意钢架基脚处适当扩挖，保证基础牢靠；然后施作锁脚锚杆，铺钢筋网，二次衬砌可根据溶洞发育情况，考虑采用钢筋砼结构。施工时注意预埋
透水管并加密此地段环向排水管。
现有基础及路面下大型溶洞，需采用跨越处理的情况，主要有以下两种处理情况：(1)溶洞在某一方向宽度较窄：采用钢筋混凝土梁跨越，梁高50～ 100cm。施工时注意预埋
透水管。(2)溶洞发育相对较宽：采用设扩大基础或桩基，并设钢筋混凝土梁跨越。施工时注意预埋
透水管。
现有技术主要是当溶洞存在填充物水时，埋设HDPE透水管排水，排水量相对较小，主要考虑了溶洞间的水流连通，未考虑洞底返水涨水时的排水情况，洞底返水无法排泄，隧道结构存在高水压风险，危害隧道结构安全。
发明内容
本发明的目的在于提供穿越复杂溶洞群隧道的综合排水系统，解决背景技术中提到的技术问题。
穿越复杂溶洞群隧道的综合排水系统，包括溶洞跨越段、下游加深仰拱段和上游加强排水段，下游加深仰拱段和上游加强排水段设置在溶洞跨越段的两侧，溶洞跨越段内设置有引水构造和导水构造，引水构造用于将溶洞内的水引流至导水构造，导水构造用于汇水，同时对于流速较快的水流起缓冲消能作用，避免形成突发高水压，下游加深仰拱段设置有转换构造，用于将溶洞中的水导入隧道内部排水系统，排出隧道外，上游加强排水段内设置有辅助构造，辅助构造用于将上游加强排水段的水排到溶洞跨越段内。
进一步地，辅助构造包括透水管、竖向钻孔、上游中心排水沟和上游检查井，透水管设置仰拱底的底部，竖向钻孔竖直设置在透水管的底部，并与透水管连通，透水管与上游中心排水沟连通，上游中心排水沟经上游检查井与排水管连通，竖向钻孔用于将岩体内水引流到仰拱底部的透水管，再汇流到上游中心排水沟中，然后接入隧道内排水通道。
进一步地，辅助构造还包括纵向导水管，纵向导水管设置在仰拱的两侧，并与透水管连通，纵向导水管的根数不少于两根，竖向钻孔的竖向深度为6 米。
进一步地，引水构造包括连通上下溶洞的预埋顶端排水管和回填在下方溶洞的回填片石，预埋顶端排水管用于将上方溶洞的水引流到上下溶洞的回填片石缝隙中。
进一步地，导水构造包括导流槽和引流管，导流槽设置在仰拱底的底部，导流槽设置为向下开口结构，引流管设置在回填片石之间，引流管将回填片石之间缝隙与导流槽连通。
进一步地，溶洞跨越段内还设置有排水管和跨越梁，跨越梁设在仰拱底的底部，并横跨在回填片石的上方，导流槽设置在跨越梁与回填片石之间，排水管设置在仰拱底的上方。
进一步地，溶洞跨越段内上方的溶洞依次设置有轻质泡沫混凝土缓冲层和混凝土层，轻质泡沫混凝土缓冲层设置在混凝土层的上方，预埋顶端排水管预埋在轻质泡沫混凝土缓冲层和混凝土层内部。
进一步地，转换构造包括下游中心排水沟、下游导水管和下游检查井，下游检查井与导流槽连通，下游导水管倾斜设置将下游检查井与下游中心排水沟连通，下游中心排水沟与排水管连通。
本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下技术效果：
本发明可应用大型复杂溶洞群中，通过引水构造、导水构造、转换构造及配套的辅助措施等，实现溶洞内水接入隧道内部排水系统排出洞外，同时考虑洞底返水涨水时的排水情况，避免洞底水流无法排泄，形成高水压，危害隧道结构安全。
附图说明
图1为本发明排水系统平面图。
图2为本发明溶洞跨越段排水构造图。
图3为本发明下游加深仰拱段排水构造图。
图4为本发明上游加强排水段排水构造图。
图中标号：1-下游加深仰拱段；1.1-下游中心排水沟；1.2-下游导水管； 1.3-下游检查井；2-溶洞跨越段；2.1-排水管；2.2-导流槽；2.3-跨越梁；2.4- 引流管；2.5-回填片石；2.6-预埋顶端排水管；2.7-轻质泡沫混凝土缓冲层；2.8- 混凝土层；2.9-溶洞轮廓；3-上游加强排水段；3.1-透水管；3.2-竖向钻孔；3.3- 上游中心排水沟；3.4-上游检查井；3.5-纵向导水管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，举出优选实施例，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。
穿越复杂溶洞群隧道的综合排水系统，如图1所示，包括溶洞跨越段、下游加深仰拱段和上游加强排水段，下游加深仰拱段和上游加强排水段设置在溶洞跨越段的两侧，溶洞跨越段内设置有引水构造和导水构造，引水构造用于将溶洞内的水引流至导水构造，导水构造用于汇水，同时对于流速较快的水流起缓冲消能作用，避免形成突发高水压，下游加深仰拱段设置有转换构造，用于将溶洞中的水导入隧道内部排水系统，排出隧道外，上游加强排水段内设置有辅助构造，辅助构造用于将上游加强排水段的水排到溶洞跨越段内。辅助构造包括上游加强排水段的仰拱底硬式透水管和相应竖向钻孔以及跨越溶洞段的排水钢管，仰拱底硬式透水管和相应竖向钻孔用于加强上游段排水，如图4所示，排水钢管用于连接通顺上下游隧道内部的排水构造。
本发明实施例中，如图4所示，辅助构造包括透水管3.1、竖向钻孔3.2、上游中心排水沟3.3和上游检查井3.4，透水管3.1设置仰拱底的底部，竖向钻孔3.2竖直设置在透水管3.1的底部，并与透水管3.1连通，透水管3.1与上游中心排水沟3.3连通，上游中心排水沟3.3经上游检查井3.4与排水管2.1 连通，竖向钻孔3.2用于将岩体内水引流到仰拱底部的透水管3.1，再汇流到上游中心排水沟3.3中，然后接入隧道内排水通道。辅助构造还包括纵向导水管3.5，纵向导水管3.5设置在仰拱的两侧，并与透水管3.1连通，纵向导水管3.5的根数不少于两根，竖向钻孔3.2的竖向深度为6米。上游加强排水段通过打设的竖向钻孔将岩体内水引流到仰拱底硬式透水管，在汇流到中心排水沟中，接入隧道内排水通道。在上游加强排水段梁板端部设置封头混凝土，减小水流向大桩号侧窜水。上游加强排水段设置检查井，设置仰拱底横向排水管，打设泄水孔。
本发明实施例中，如图2所示，引水构造包括连通上下溶洞的预埋顶端排水管2.6和回填在下方溶洞的回填片石2.5，预埋顶端排水管2.6用于将上方溶洞的水引流到上下溶洞的回填片石2.5缝隙中。导水构造包括导流槽2.2 和引流管2.4，导流槽2.2设置在仰拱底的底部，导流槽2.2设置为向下开口结构，引流管2.4设置在回填片石2.5之间，引流管2.4将回填片石2.5之间缝隙与导流槽2.2连通。
溶洞跨越段内还设置有排水管2.1和跨越梁2.3，跨越梁2.3设在仰拱底的底部，并横跨在回填片石2.5的上方，导流槽2.2设置在跨越梁2.3与回填片石2.5之间，排水管2.1设置在仰拱底的上方。溶洞跨越段内上方的溶洞依次设置有轻质泡沫混凝土缓冲层2.7和混凝土层2.8，轻质泡沫混凝土缓冲层2.7 设置在混凝土层2.8的上方，预埋顶端排水管2.6预埋在轻质泡沫混凝土缓冲层2.7和混凝土层2.8内部。
在溶洞中施作隧道结构，容易出现局部洞室与原溶洞分隔开，在隧道侧面预埋排水管，恢复溶洞过水通道，避免局部洞室存在积水无法排出，避免形成高水压，如图2所示。在溶洞中回填片石或混凝土的地方，预埋引流钢管，使溶洞内部保证排水通畅，将溶洞内部水流引入导流槽中。在溶洞段，跨越梁中部设置向下开口的导流槽，导流槽底部不允许进行封堵，溶洞内雨季返水进入导流槽后，顺着导流槽排向下游加深仰拱段。隧道内部设置排水钢管，连接上下游段的中心排水沟，连接通顺隧道内部排水系统。跨越梁中间设有导流槽，应结合施工情况采用钢管与隐伏溶洞联通，导流槽底部不允许硬化封堵。
本发明实施例中，如图3所示，转换构造包括下游中心排水沟1.1、下游导水管1.2和下游检查井1.3，下游检查井1.3与导流槽2.2连通，下游导水管 1.2倾斜设置将下游检查井1.3与下游中心排水沟1.1连通，下游中心排水沟 1.1与排水管2.1连通。导流槽中的水汇入下游加深仰拱段时，流入检查井中，然后通过检查井上部的导水管流入隧道内部中心排水沟内，通过中心排水沟排出洞外。在下游加深仰拱段梁板端部设置检查井，实现导流槽内水流转换流入中央沟。应加密纵向集水盲管及环向盲管、横向导水管，纵向导水管应设置不小于2根，环向盲管间距不大于5m。地基梁端需要加密横向导水管，导水管间距不大于5m。
本发明中排水系统里的引水构造、导水构造、转换构造及配套的辅助措施。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.穿越复杂溶洞群隧道的综合排水系统，其特征在于：包括溶洞跨越段、下游加深仰拱段和上游加强排水段，下游加深仰拱段和上游加强排水段设置在溶洞跨越段的两侧，溶洞跨越段内设置有引水构造和导水构造，引水构造用于将溶洞内的水引流至导水构造，导水构造用于汇水，同时对于流速较快的水流起缓冲消能作用，避免形成突发高水压，下游加深仰拱段设置有转换构造，用于将溶洞中的水导入隧道内部排水系统，排出隧道外，上游加强排水段内设置有辅助构造，辅助构造用于将上游加强排水段的水排到溶洞跨越段内。
2.根据权利要求1所述的穿越复杂溶洞群隧道的综合排水系统，其特征在于：辅助构造包括透水管(3.1)、竖向钻孔(3.2)、上游中心排水沟(3.3)和上游检查井(3.4)，透水管(3.1)设置仰拱底的底部，竖向钻孔(3.2)竖直设置在透水管(3.1)的底部，并与透水管(3.1)连通，透水管(3.1)与上游中心排水沟(3.3)连通，上游中心排水沟(3.3)经上游检查井(3.4)与排水管(2.1)连通，竖向钻孔(3.2)用于将岩体内水引流到仰拱底部的透水管(3.1)，再汇流到上游中心排水沟(3.3)中，然后接入隧道内排水通道。
3.根据权利要求2所述的穿越复杂溶洞群隧道的综合排水系统，其特征在于：辅助构造还包括纵向导水管(3.5)，纵向导水管(3.5)设置在仰拱的两侧，并与透水管(3.1)连通，纵向导水管(3.5)的根数不少于两根，竖向钻孔(3.2)的竖向深度为6米。
4.根据权利要求3所述的穿越复杂溶洞群隧道的综合排水系统，其特征在于：引水构造包括连通上下溶洞的预埋顶端排水管(2.6)和回填在下方溶洞的回填片石(2.5)，预埋顶端排水管(2.6)用于将上方溶洞的水引流到上下溶洞的回填片石(2.5)缝隙中。
5.根据权利要求4所述的穿越复杂溶洞群隧道的综合排水系统，其特征在于：导水构造包括导流槽(2.2)和引流管(2.4)，导流槽(2.2)设置在仰拱底的底部，导流槽(2.2)设置为向下开口结构，引流管(2.4)设置在回填片石(2.5)之间，引流管(2.4)将回填片石(2.5)之间缝隙与导流槽(2.2)连通。
6.根据权利要求5所述的穿越复杂溶洞群隧道的综合排水系统，其特征在于：溶洞跨越段内还设置有排水管(2.1)和跨越梁(2.3)，跨越梁(2.3)设在仰拱底的底部，并横跨在回填片石(2.5)的上方，导流槽(2.2)设置在跨越梁(2.3)与回填片石(2.5)之间，排水管(2.1)设置在仰拱底的上方。
7.根据权利要求6所述的穿越复杂溶洞群隧道的综合排水系统，其特征在于：溶洞跨越段内上方的溶洞依次设置有轻质泡沫混凝土缓冲层(2.7)和混凝土层(2.8)，轻质泡沫混凝土缓冲层(2.7)设置在混凝土层(2.8)的上方，预埋顶端排水管(2.6)预埋在轻质泡沫混凝土缓冲层(2.7)和混凝土层(2.8)内部。
8.根据权利要求7所述的穿越复杂溶洞群隧道的综合排水系统，其特征在于：转换构造包括下游中心排水沟(1.1)、下游导水管(1.2)和下游检查井(1.3)，下游检查井(1.3)与导流槽(2.2)连通，下游导水管(1.2)倾斜设置将下游检查井(1.3)与下游中心排水沟(1.1)连通，下游中心排水沟(1.1)与排水管(2.1)连通。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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