CN117072237A - 隧道防水排水系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隧道排水领域，具体公开了隧道防水排水系统，包括导水板、防水板、渗水排水管、横向排水管和主排水管，所述导水板设置在隧道的初期支护外壁上，导水板与隧道的内壁仿形，所述防水板与导水板仿形，防水板的底部形成有水平的储水板；所述渗水排水管连通设置在防水板的底部，所述主排水管设置在隧道的内下部，所述隧道的两侧设置有排水渠，所述排水渠的底部竖直设置有若干竖直排水管，所述竖直排水管与横向排水管和渗水排水管均连通，横向排水管与主排水管连通；所述渗水排水管上设置有单向阀。本发明的目的在于解决如何避免洪水倒灌导致环向盲管堵塞的技术问题。

Description

隧道防水排水系统

技术领域

本发明涉及隧道排水领域，具体公开了隧道防水排水系统。

背景技术

隧道防排水主要是防止山体渗水、山洪、暴雨雨水等，避免渗水对隧道建筑结构产生影响，避免洪水雨水积留在隧道中导致行车安全问题。

现有技术中的隧道结构包括初期支护、二次衬砌和路面结构，隧道的防排水系统一般包括环向盲管、纵向排水管和主排水管，其中环向盲管设置在初期支护和二次衬砌之间，纵向排水管则设置在路面结构的两侧，主排水管设置在路面结构的下方，环向盲管与纵向排水管连通，纵向排水管上设置有横向排水管，横向排水管再与主排水管连通，纵向排水管还能够用于路面结构两侧的道路排水。现有技术中的排水系统缺陷在于：1、环向盲管不能对初期支护的整个面进行吸水排水，只能针对渗水多的点进行排水，想要提高防排水效果只能增加盲管的排布间距；2、主排水管道的尺寸有限，在遭遇山洪、暴雨等情况下，整个排水系统的排水量无法及时排水，导致隧道内部积水；3、在遭遇山洪暴雨等情况下，排水系统弹簧还会导致雨水倒灌进入到环向盲管中，由于洪水中泥沙含量较高，导致环向盲管堵塞，也会导致纵向排水管、横向排水管和主排水管堵塞。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供隧道防水排水系统，以解决如何避免洪水倒灌导致防排水系统堵塞的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种隧道防水排水系统，包括导水板、防水板、渗水排水管、横向排水管和主排水管，所述导水板设置在隧道的初期支护外壁上，导水板与隧道的内壁仿形，所述防水板与导水板仿形，防水板的底部形成有水平的储水板；所述渗水排水管连通设置在防水板的底部，所述主排水管设置在隧道的内下部，所述隧道的两侧设置有排水渠，所述排水渠的底部竖直设置有若干竖直排水管，所述竖直排水管与横向排水管和渗水排水管均连通，横向排水管与主排水管连通；所述渗水排水管上设置有单向阀，所述单向阀包括阀体、阀槽和阀芯，所述阀体的上下端设置有环形的连通槽，所述连通槽用于连通渗水排水管，所述阀槽呈圆锥形且其大径端朝上，所述阀槽的上端设置有入水口，阀槽的下端设置有出水口，所述入水口、出水口和阀槽下端的直径均相同，阀槽中竖直固定设置有导向杆，所述阀芯呈球体状，阀芯的中心处设置有第一穿孔，所述第一穿孔与导向杆配合，所述阀芯内部中空其底部设置有挡流板，所述挡流板呈弧面状且呈向上凸起状，所述阀体上还设置有侧流孔，所述侧流孔的上端延伸到阀槽外壁的中部，所述侧流孔的下端延伸到出水口的侧壁上，且侧流孔的下端位于阀芯的底部。

本方案与现有技术的不同之处在于：1.本方案中取消原有的环向盲管，转而采用与环向盲管材质相同的渗水板，渗水板整体与隧道的内壁仿形，需要铺满整个隧道，虽然用料成本大幅度提升，但是对于渗水情况严重、渗水点过多的隧道而言，渗水板就可以解决环向盲管排布数量、间距多、需要开设引水槽等问题，渗水板的导流效果更好。2、本方案中设置有导水网和防水板，导水网与渗水板仿形，其作用是避免大颗粒的岩石、砂等进入到渗水板内，防水板的作用是防水，避免渗水接触到二次衬砌，同时还可以起到支撑作用，将导水网和渗水板支撑起来。整个渗水板的面积大，也不容易造成堵塞。3.本方案中设置有单向阀，该单向阀仅供水流从上至下流动，且其结构与普通的单向阀有所不同，具体为：阀芯采用空心结构，当隧道内积水太多、流动性下降后，阀芯还是能够在自身浮力作用下堵塞阀槽，避免水流从阀槽中进入到防水板和导水板构成的排水系统内；单向阀中还设置有侧流孔，侧流孔的作用是让上方的水流通过其向下流出，而向上流动的水流过多后会使阀芯浮起，此时侧流孔的两端都位于阀芯底部，该侧流孔就无法让水流继续向上流动，这样可以使阀芯长期处于密封阀槽底部的状态，防止倒灌的效果更好。

可选地，隧道的初期支护上开设有若干安装螺孔，所述防水板上开设有若干安装孔，所述安装孔和安装螺孔中能够旋入螺栓以固定；所述导水板包括导水网和渗水板，所述导水网上设置有若干限位钉，所述限位钉的长度小于2cm，所述导水网和渗水板均能够供螺栓穿过，所述渗水板采用丝状塑料加工而成。本方案中设置有螺栓，螺栓的作用是将导水网和渗水板固定在隧道和防水板之间，避免导水网和渗水板向下掉落。

可选地，隧道中还设置有第二排水单元，所述第二排水单元包括第二排水管道，所述第二排水管道的截面呈矩形状，第二排水管道的内部竖直设置有若干支撑架，所述第二排水管上设置有连通管，所述连通管上设置有电磁阀，所述连通管与竖直排水管连通。本方案中设置的第二排水单元有两个作用：1、作为支撑结构来支撑隧道两侧的排水渠，排水渠下方就无需浇筑混凝土；2、将该部分空间利用起来，作为独立的排水单元，增加了整个防排水系统的排水量，但是为了保证其支撑能力，将其设置呈矩形状较好。在连通管上设置电磁阀后则可以控制其开关，通常情况下，无需使用到第二排水单元。

可选地，所述第二排水管道中形成有若干竖直的第二穿孔，所述第二穿孔与第二排水管道的内部相互独立，第二穿孔中设置有若干混凝土柱，所述混凝柱的底部设置在隧道底部，混凝土柱的上端用于支撑排水渠。采用本方案，可以对排水渠提供更多的支撑力。

可选地，若干防水板之间密封焊接连接。采用本方案，提高防水板的防水效果。

可选地，所述螺栓上朝向导水网和渗水板的一侧可以旋入支撑螺母，所述支撑螺母与防水板之间的间距小于5cm。采用本方案，可以将渗水板与防水板之间隔开，由于导水网上设置有限位钉，所以导水网与隧道的初期支护之间也有一定的间距，采用该方式的目的在于：山体中渗出的水含有大量的金属或矿物离子，很容易形成结晶导致渗水板堵塞，如果渗水板直接接触到初期支护或者防水板上，渗水板长期直接接触渗水，则其两侧可能都会堵死；本方案中在渗水板两侧都预留出一定空间，即使渗水板堵塞，水流还是有空间积留并且可以从渗水板中未堵塞的部分进行排水。渗水板两侧预留的空间不宜过大，否则会影响渗水板的吸水排水效果。

可选地，所述渗水板的内部形成有中空腔室。采用本方案，渗水板的中空腔室用于排水。

可选地，所述渗水板的两侧下部开口。其两侧下部开口才可以将水排出。

本方案的工作原理及有益效果在于：

本方案中直接取消了环向盲管的设置，转而使用渗水板来代替环向盲管。采用该方式有以下优点：1、无需考虑环向盲管的布置间距、密度，因为渗水板会直接全铺在整个隧道中，对于渗水点多、渗水情况严重的隧道而言，防排水效果更好；2、无需再开设环向盲管专用的导水槽；该方式的缺点则是成本提高，但是对于渗水严重的隧道而言，防排水效果好才能保证隧道结构安全。

由于本方案中采用了新的结构，也就面临了新的温度，例如：大面铺设渗水板和导水网，如何将其固定安装很困难；如何防止渗水板堵塞、保证排水效率。为此本方案中在导水网上设置有限位钉，设置了防水板并且在防水板上设置有螺栓和支撑螺母，限位钉和支撑螺母可以对渗水板进行支撑且使其两侧均留有一定空间用于排水。

由于洪水倒灌情况下很容易导致隧道积水，且即使大雨山洪等情况结束后，洪水还是会积留一定时间，该过程中，洪水倒灌至渗水板结构附近会留下大量泥沙，导致渗水板附近堵塞。普通的单向阀可以防止水流从下而上的流动，但是在水流静止情况下，单向阀中的阀芯未受到冲击力，向下沉落，部分水流还是会慢慢向上流动。本方案中的单向阀中，阀槽呈锥形，且大径端朝上，与现有技术中相反，但是阀槽通过入水口和出水口进行排水，而阀芯可以直接堵塞入水口和出水口，且阀芯内部中空，即使在无流动水流下也可以向上浮起堵塞入水口，避免水流倒灌。

附图说明

图1为实施例的结构示意图；

图2为导水板和防水板的结构示意图；

图3为实施例的纵向结构剖视图；

图4为单向阀的结构示意图；

图5为第二排水管的结构示意图。

附图中标记如下：主排水管道1、横向排水管2、第二排水管道3、排水渠4、导水板5、防水板6、导水网7、渗水板8、限位钉9、储水板10、螺栓11、渗水排水管12、单向阀13、电磁阀14、竖直排水管15、连通槽16、阀槽17、入水口18、出水口19、侧流孔20、导向杆21、阀芯22、挡流板23、竖直排水管24。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例

一种隧道防水排水系统，如图1-图5所示，包括导水板5、防水板6、渗水排水管12、横向排水管2和主排水管。

隧道结构包括有初期支护和二次衬砌。导水板5设置在隧道的初期支护外壁上，导水板5与隧道的内壁仿形，防水板6与导水板5仿形，防水板6的底部形成有水平的储水板10。导水板5包括有导水网7和渗水板8。导水网7呈网格状且其上固定设置有若干限位钉9，限位钉9朝向隧道的初期支护，限位钉9的长度小于2cm，一般可以设置为1cm。渗水板8采用丝状塑料加工而成，与现有技术中环向盲管的材质相同，渗水板8整体也与隧道内壁仿形，且其内部设置有中空腔室，渗水板8的两侧下部开口，用于排水。导水网7和渗水板8上均设置有孔洞用于供防水板6上的螺栓11穿过。由于隧道结构长度较长，所以导水网7、渗水板8、防水板6都不可能整块成型，必须要分成若干块进行安装，其中导水网7、渗水板8可以直接拼接，防水板6承担防水作用需要采用焊接方式密封连接。防水板6上设置有若干安装孔，初期支护上设置有若干安装螺孔，安装孔和安装螺孔中能够旋入螺栓11，螺栓11上能够旋入支撑螺母，支撑螺母位于渗水板8和防水板6之间，支撑螺母与渗水板8接触，渗水板8与防水板6之间的间距小于5cm，一般为2cm。

渗水排水管12连通设置在防水板6的储水板10底部，横向排水管2设置在隧道的内部两侧，主排水管设置在隧道的内下部，隧道的两侧设置有排水渠4，排水渠4的底部竖直设置有若干竖直排水管15，竖直排水管15与渗水排水管12和横向排水管2均连通，横向排水管2与主排水管连通。

渗水排水管12上设置有单向阀13。单向阀13包括阀体、阀槽17和阀芯22，阀体的上下端设置有环形的连通槽16，连通槽16用于连通渗水排水管12。阀槽17呈圆锥形且其大径端朝上，阀槽17的上下端并不贯穿阀体。阀槽17的上端设置有入水口18，阀槽17的下端设置有出水口19，入水口18、出水口19和阀槽17下端的直径均相同。阀槽17中竖直固定设置有导向杆21，导向杆21的上下端通过水平支架固定设置在入水口18和出水口19上。阀芯22呈球体状，阀芯22的中心处设置有第一穿孔，第一穿孔与阀芯22的内部相互独立，第一穿孔与导向杆21配合。阀芯22内部中空其底部和顶部固定设置有挡流板23，挡流板23呈弧面状且呈向外凸起状，当阀芯22位于最下方时，挡流板23可以密封出水口19。阀体上还设置有侧流孔20，侧流孔20的上端延伸到阀槽17外壁的中部，侧流孔20的下端延伸到出水口19的侧壁上，且侧流孔20的下端位于阀芯22的底部。当阀芯22处于最下方时，侧流孔20的上端位于阀芯22的上方。

隧道中还设置有第二排水单元，第二排水单元包括第二排水管道3，第二排水管道3的截面呈矩形状，第二排水管道3的内部竖直设置有若干支撑架，第二排水管上设置有连通管，连通管上设置有电磁阀14，连通管与竖直排水管15连通。

第二排水管道3中形成有若干竖直的第二穿孔，第二穿孔与第二排水管道3的内部相互独立，第二穿孔中设置有若干混凝土柱，混凝柱的底部设置在隧道底部，混凝土柱的上端用于支撑排水渠4。

具体实施时：

平时状态下电磁阀14关闭，排水渠4中的水流经过竖直排水管15进入到横向排水管2中，再进入到主排水管中排出。对于山体或者土层中渗入的水流，先经过导水网7后进入到渗水板8中，水流在进入导水网7和渗水板8时其中的沙土会被慢慢过滤掉，水流通过渗水排水管12进入到竖直排水管15中排出。

大雨或者山洪等情况发生时，打开电磁阀14，部分水流可以通过竖直排水管15进入到第二排水单元中，当水量较多导致隧道内部积水时，水流倒灌进入到渗水排水管12内，此时水流会向上冲击阀芯22，阀芯22上端的挡流板23就可以堵塞入水口18，避免水流继续向上流动进入到挡水板内部。同时阀芯22在水中时，其自身浮力作用下也可以向上浮动到顶部并堵塞入水口18，防止水流倒灌。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。

Claims (8)

1.一种隧道防水排水系统，其特征在于：包括导水板、防水板、渗水排水管、横向排水管和主排水管，所述导水板设置在隧道的初期支护外壁上，导水板与隧道的内壁仿形，所述防水板与导水板仿形，防水板的底部形成有水平的储水板；所述渗水排水管连通设置在防水板的底部，所述主排水管设置在隧道的内下部，所述隧道的两侧设置有排水渠，所述排水渠的底部竖直设置有若干竖直排水管，所述竖直排水管与横向排水管和渗水排水管均连通，横向排水管与主排水管连通；所述渗水排水管上设置有单向阀，所述单向阀包括阀体、阀槽和阀芯，所述阀体的上下端设置有环形的连通槽，所述连通槽用于连通渗水排水管，所述阀槽呈圆锥形且其大径端朝上，所述阀槽的上端设置有入水口，阀槽的下端设置有出水口，所述入水口、出水口和阀槽下端的直径均相同，阀槽中竖直固定设置有导向杆，所述阀芯呈球体状，阀芯的中心处设置有第一穿孔，所述第一穿孔与导向杆配合，所述阀芯内部中空其底部设置有挡流板，所述挡流板呈弧面状且呈向上凸起状，所述阀体上还设置有侧流孔，所述侧流孔的上端延伸到阀槽外壁的中部，所述侧流孔的下端延伸到出水口的侧壁上，且侧流孔的下端位于阀芯的底部。

2.根据权利要求1所述的隧道防水排水系统，其特征在于：隧道的初期支护上开设有若干安装螺孔，所述防水板上开设有若干安装孔，所述安装孔和安装螺孔中能够旋入螺栓以固定；所述导水板包括导水网和渗水板，所述导水网上设置有若干限位钉，所述限位钉的长度小于2cm，所述导水网和渗水板均能够供螺栓穿过，所述渗水板采用丝状塑料加工而成。

3.根据权利要求2所述的隧道防水排水系统，其特征在于：隧道中还设置有第二排水单元，所述第二排水单元包括第二排水管道，所述第二排水管道的截面呈矩形状，第二排水管道的内部竖直设置有若干支撑架，所述第二排水管上设置有连通管，所述连通管上设置有电磁阀，所述连通管与竖直排水管连通。

4.根据权利要求3所述的隧道防水排水系统，其特征在于：所述第二排水管道中形成有若干竖直的第二穿孔，所述第二穿孔与第二排水管道的内部相互独立，第二穿孔中设置有若干混凝土柱，所述混凝柱的底部设置在隧道底部，混凝土柱的上端用于支撑排水渠。

5.根据权利要求4所述的隧道防水排水系统，其特征在于：若干防水板之间密封焊接连接。

6.根据权利要求5所述的隧道防水排水系统，其特征在于：所述螺栓上朝向导水网和渗水板的一侧可以旋入支撑螺母，所述支撑螺母与防水板之间的间距小于5cm。

7.根据权利要求6所述的隧道防水排水系统，其特征在于：所述渗水板的内部形成有中空腔室。

8.根据权利要求7所述的隧道防水排水系统，其特征在于：所述渗水板的两侧下部开口。