CN207598289U - 一种地下洞室围岩防渗排水结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地下洞室围岩防渗排水结构，属于地下工程技术领域，用以解决针对外水或内水渗水压力较大、围岩渗透性强、衬砌混凝土层自身防渗性能不佳等情况时，现有的排水结构无法满足所需防渗排水要求的问题。本实用新型通过在原有系统排水管中增加设置相应的透水管网，通过将透水管网在原有系统排水管的框格区域内弯曲分布，借助透水管网提高对该区域的渗水收集和排水效果，进而增强排水结构整体的防渗排水效果；使得原有的排水结构在针对外水或内水渗水压力较大、围岩渗透性强、衬砌混凝土层自身防渗性能不佳等情况时无法满足排水要求的问题得到有效地解决。

Description

一种地下洞室围岩防渗排水结构

技术领域

本实用新型涉及地下工程技术领域，尤其涉及一种地下洞室围岩防渗排水结构。

背景技术

地下洞室围岩(或喷射混凝土层)与衬砌混凝土层界面之间经常需要设置防渗排水措施，以降低围岩外水(位于洞室围岩内的地下水)的渗压，以及降低衬砌混凝土层内水(衬砌结构的内侧迎水面，如尾水调压室的水池等)外渗对围岩形成的渗压，以确保围岩的稳定性。通过在洞室围岩(或喷射混凝土层)与衬砌混凝土层界面处设置防渗排水措施，将内水和外水的渗水统一排出至设计预定的集水池，保证渗水不会对工程正常运行造成影响。特别是需要衬砌混凝土层内部空间保持干燥时，针对围岩外水渗入的防渗排水措施就显得尤为重要，如果衬砌混凝土层自身微裂纹等缺陷引起的渗水过多，会严重影响工程正常使用功能，造成墙面污染，影响表面美观，严重的甚至触发不安全事故。

目前的实际工程中，地下洞室防渗排水措施主要是采取设置系统排水孔，然后用相应的系统排水管(如PVC排水管、加劲软式排水或透水管等)将各系统排水孔连接，形成纵横交叉的网络排水系统，如参照附图1和附图2中所示。这种排水措施对于外水或内水渗水压力大不、围岩或衬砌混凝土层自身节理裂隙和缺陷较少等情况时可满足相应的防渗排水要求；但是对于外水或内水渗水压力较大、围岩渗透性强、衬砌混凝土层自身防渗性能不佳等情况时，上述排水结构将无法满足所需的防渗排水要求。为了提高上述排水结构中的排水效果，可以通过增加设置系统排水孔的方式，但是由于过多地设置系统排水孔会对围岩造成损伤，因此目前普遍的系统排水孔间排距多选在3～6米的范围内，因此在上述对于系统排水孔间距的限制条件下，设置较多系统排水孔、增加系统排水管等措施似乎也并没能有效地解决上述问题。另外，也有一些工程采用在地下洞室围岩(或喷射混凝土层)与衬砌混凝土层界面之间增设一层防渗材料(如PE防水卷材等)，但这种方法隔离了洞室围岩(或喷射混凝土层)与衬砌混凝土层的相互直接传力作用，需要设置插筋，但是设置的插筋需要穿过防渗层，且对围岩(或喷射混凝土层)表面平整要求严格，实际施工中难度很大，施工质量不高，同时无法有效地解决内水外渗的防渗排水问题。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：针对外水或内水渗水压力较大、围岩渗透性强、衬砌混凝土层自身防渗性能不佳等情况时，现有的排水结构无法满足所需防渗排水要求的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种地下洞室围岩防渗排水结构，包括设置于洞室围岩与衬砌混凝土层界面处的系统排水管，所述系统排水管为由横管和纵管交叉连通后组成的管网系统；还包括在每个由横管和纵管交叉连通后所形成的框格区域内设置的透水管网，所述透水管网呈弯曲状地分布在框格区域内；所述透水管网设置于洞室围岩与衬砌混凝土层的界面处，并且透水管网的最底部通过连接支管与系统排水管连通。

进一步的是：所述透水管网包括左右两侧呈对称设置的“S”形单元，并且两个“S”形单元的上端通过上连接横管连通，两个“S”形单元的下端通过下连接横管连通；所述连接支管与下连接横管连通。

进一步的是：在“S”形单元中，其层高h为30cm～50cm。

进一步的是：透水管网整体的上边缘距离其上方的横管之间的间距为10cm～20cm；透水管网整体的下边缘距离其下方的横管之间的距离不超过层高h；透水管网整体左右两侧的侧边缘距离其对应侧的纵管之间的距离为10cm～15cm。

进一步的是：所述透水管网采用加劲软式透水管，并且加劲软式透水管的管径为25～38mm。

进一步的是：所述连接支管采用PVC材料管，连接支管两端分别通过PVC材料的三通连接头与对应的透水管网和系统排水管连通。

进一步的是：所述透水管网通过扣件固定安装在对应的洞室围岩岩壁上。

进一步的是：所述扣件包括铁皮条和铆钉，所述铁皮条包裹在透水管网的管壁上，且铁皮条的两端通过铆钉固定在对应部位的洞室围岩岩壁上。

进一步的是：在洞室围岩的岩壁面上设置有喷混凝土层，系统排水管和透水管网均设置于喷混凝土层与衬砌混凝土层的界面处。

进一步的是：所述地下洞室围岩防渗排水结构还包括设置于洞室围岩内的系统排水孔；所述系统排水孔设置于横管和纵管的交叉连通位置，并且系统排水孔与系统排水管通过五通连接头连通。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在原有系统排水管中增加设置相应的透水管网，通过将透水管网在原有系统排水管的框格区域内弯曲分布，借助透水管网提高对该区域的渗水收集和排水效果，进而增强排水结构整体的防渗排水效果；使得原有的排水结构在针对外水或内水渗水压力较大、围岩渗透性强、衬砌混凝土层自身防渗性能不佳等情况时无法满足排水要求的问题得到有效地解决。

附图说明

图1为现有技术中设置的防渗排水结构的示意图；

图2为图1中A-A截面的剖视图；

图3为本实用新型中所述的防渗排水结构的示意图；

图4为图3中B-B截面的剖视图；

图5为图3中局部区域C的放大示意图；

图中标记为：洞室围岩1、衬砌混凝土层2、系统排水管3、横管31、纵管32、框格区域4、透水管网5、连接支管6、“S”形单元51、上连接横管52、下连接横管53、三通连接头7、扣件8、铁皮条81、铆钉82、喷混凝土层9、系统排水孔10、五通连接头11。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1至附图5中所示，本实用新型所述的一种地下洞室围岩防渗排水结构，包括设置于洞室围岩1与衬砌混凝土层2界面处的系统排水管3，所述系统排水管3为由横管31和纵管32交叉连通后组成的管网系统；还包括在每个由横管31和纵管32交叉连通后所形成的框格区域4内设置的透水管网5，所述透水管网5呈弯曲状地分布在框格区域4内；所述透水管网5设置于洞室围岩1与衬砌混凝土层2的界面处，并且透水管网5的最底部通过连接支管6与系统排水管3连通。

其中，本实用新型中的系统排水管3与现有技术中的布置方式一致，及参照附图1中所示呈横、纵的布置方式，在横管31和纵管32的交叉位置通过相应的连接头进行连接。并且也可同现有技术中一样，设置有相应的系统排水孔10，如附图2中所示；同时将系统排水孔10设置于横管31和纵管32的交叉连通位置，并且系统排水孔10与系统排水管3通过五通连接头11连通。

不失一般性，在实际施工过程中，通常会先在洞室围岩1的岩壁面上进行喷混凝土层9的施工，然后再进行衬砌混凝土层2的施工，因此当在洞室围岩1的岩壁面上设置有喷混凝土层9时，系统排水管3和透水管网5则可均设置于喷混凝土层9与衬砌混凝土层2的界面处；如附图2和附图4中所示。

另外，本实用新型中所述的透水管网5，其具有一定透水渗透功能，可收集对应部位的外水和内水的渗水，并最终通过透水管网5收集后排入到系统排水管3内，进而达到防渗排水的目的。由于本实用新型中充分地在原有排水结构中的框格区域4内布置透水管网5，因此可增强对框格区域4所对应区域的渗水排水效果，可提高排水结构整体的排水性能；进而使得原有的排水结构在针对外水或内水渗水压力较大、围岩渗透性强、衬砌混凝土层自身防渗性能不佳等情况时无法满足排水要求的问题得到有效地解决。

另外，为了使得透水管网5在框格区域4内的分布更加均匀，同时又能有效地起到较好的渗水收集效果，参照附图3中所示，本实用新型中进一步设置透水管网5包括左右两侧呈对称设置的“S”形单元51，并且两个“S”形单元51的上端通过上连接横管52连通，两个“S”形单元51的下端通过下连接横管53连通；所述连接支管6与下连接横管53连通。更具体的，在上述结构中，对于“S”形单元51中相应的尺寸，可根据实际的框格区域4的大小而定。通常情况下，可优选参照如下设置：在“S”形单元51中，其层高h为30cm～50cm；并且当预期的外水和内水渗水量较大时，可选用较小层高尺寸，反之可选用较大层高尺寸。另外，对于整个透水管网5在框格区域4内的布置可参考如下优选的布置参数进行设置：透水管网5整体的上边缘距离其上方的横管31之间的间距为10cm～20cm；透水管网5整体的下边缘距离其下方的横管31之间的距离不超过层高h；透水管网5整体左右两侧的侧边缘距离其对应侧的纵管32之间的距离为10cm～15cm。

另外，本实用新型中的透水管网5可优选采用加劲软式透水管，这样在施工过程中更便于对其进行弯折布置。更优选的，可进一步优选加劲软式透水管的管径为25mm～38mm。

在上述采用加劲软式透水管作为透水管网5的情况下，为了方便安装和连接，进一步优选刚度相对较高的管件，例如优选连接支管6采用PVC材料管，连接支管6两端分别通过PVC材料的三通连接头7与对应的透水管网5和系统排水管3连通。并且，对于每个透水管网5，其可通过多个连接支管6与相应的系统排水管3连通；如附图3中所示，该透水管网5由下连接横管53通过两个间隔设置的连接支管6与下方的横管31连通。

另外，为了便于在施工过程中先将透水管网5有效地固定，然后再进行衬砌混凝土层2的施工，可进一步先将透水管网5通过扣件8固定安装在对应的洞室围岩1岩壁上，然后再进行衬砌混凝土层2的施工；当然，在设置有喷混凝土层9时，则在喷混凝土层9施工完成后，将透水管网5通过扣件8固定安装在对应的喷混凝土层9。当然，为了对透水管网5整体有效固定，扣件8一般设置有多个，并且多个扣件8沿透水管网5中管体的走向间隔设置，如附图3中所示。

更具体的，参照附图4中所示，所述扣件8包括铁皮条81和铆钉82，所述铁皮条81包裹在透水管网5的管壁上，且铁皮条81的两端通过铆钉82固定在对应部位的洞室围岩1岩壁上。

以下是本实用新型中的地下洞室围岩防渗排水结构的具体施工过程：

第一步、根据设计方案钻造相应的系统排水孔10。

第二步、根据系统排水孔10的间、排距和预期的外水和内水渗水情况，设计相应的透水管网5的层高h、弯曲的层数、布置间距以及确定连接支管6的位置参数等。

第三步、按照设计要求布设并固定相应的透水管网5。其中，透水管网5应当在相应的洞室围岩1的壁面施工完成或者喷混凝土层9施工完成后进行。

第四步、按照设计要求安装相应的系统排水管3，并将透水管网5与系统排水管3之间连通。

第五步、之后布设衬砌混凝土层2内的钢筋网架。一般将钢筋网架置于透水管网5和系统排水管3上靠近衬砌混凝土层2的一侧，然后做好钢筋网架的架立和固定，并且可利用短锚筋有效支撑钢筋网架，以防止钢筋网架直接紧压在透水管网5和系统排水管3上后导致相应管体被压扁堵塞甚至破坏等情况。

第六步、最后浇筑衬砌混凝土层2。在混凝土浇筑过程中，应注意保护透水管网5和系统排水管3，不宜在周边过度挤压和振捣，更不宜用其它外力直接碰撞；并且在相应的接头位置处可用无纺布包裹密实，并在混凝土浇筑前固定好，以防止混凝土浇筑过程中浆液渗入管道内后造成管道堵塞的情况。

Claims (10)

1.一种地下洞室围岩防渗排水结构，包括设置于洞室围岩(1)与衬砌混凝土层(2)界面处的系统排水管(3)，所述系统排水管(3)为由横管(31)和纵管(32)交叉连通后组成的管网系统；其特征在于：还包括在每个由横管(31)和纵管(32)交叉连通后所形成的框格区域(4)内设置的透水管网(5)，所述透水管网(5)呈弯曲状地分布在框格区域(4)内；所述透水管网(5)设置于洞室围岩(1)与衬砌混凝土层(2)的界面处，并且透水管网(5)的最底部通过连接支管(6)与系统排水管(3)连通。

2.如权利要求1所述的一种地下洞室围岩防渗排水结构，其特征在于：所述透水管网(5)包括左右两侧呈对称设置的“S”形单元(51)，并且两个“S”形单元(51)的上端通过上连接横管(52)连通，两个“S”形单元(51)的下端通过下连接横管(53)连通；所述连接支管(6)与下连接横管(53)连通。

3.如权利要求2所述的一种地下洞室围岩防渗排水结构，其特征在于：在“S”形单元(51)中，其层高h为30cm～50cm。

4.如权利要求3所述的一种地下洞室围岩防渗排水结构，其特征在于：透水管网(5)整体的上边缘距离其上方的横管(31)之间的间距为10cm～20cm；透水管网(5)整体的下边缘距离其下方的横管(31)之间的距离不超过层高h；透水管网(5)整体左右两侧的侧边缘距离其对应侧的纵管(32)之间的距离为10cm～15cm。

5.如权利要求1所述的一种地下洞室围岩防渗排水结构，其特征在于：所述透水管网(5)采用加劲软式透水管，并且加劲软式透水管的管径为25mm～38mm。

6.如权利要求1所述的一种地下洞室围岩防渗排水结构，其特征在于：所述连接支管(6)采用PVC材料管，连接支管(6)两端分别通过PVC材料的三通连接头(7)与对应的透水管网(5)和系统排水管(3)连通。

7.如权利要求1所述的一种地下洞室围岩防渗排水结构，其特征在于：所述透水管网(5)通过扣件(8)固定安装在对应的洞室围岩(1)岩壁上。

8.如权利要求7所述的一种地下洞室围岩防渗排水结构，其特征在于：所述扣件(8)包括铁皮条(81)和铆钉(82)，所述铁皮条(81)包裹在透水管网(5)的管壁上，且铁皮条(81)的两端通过铆钉(82)固定在对应部位的洞室围岩(1)岩壁上。

9.如权利要求1所述的一种地下洞室围岩防渗排水结构，其特征在于：在洞室围岩(1)的岩壁面上设置有喷混凝土层(9)，系统排水管(3)和透水管网(5)均设置于喷混凝土层(9)与衬砌混凝土层(2)的界面处。

10.如权利要求1至9中任意一项所述的一种地下洞室围岩防渗排水结构，其特征在于：所述地下洞室围岩防渗排水结构还包括设置于洞室围岩(1)内的系统排水孔(10)；所述系统排水孔(10)设置于横管(31)和纵管(32)的交叉连通位置，并且系统排水孔(10)与系统排水管(3)通过五通连接头(11)连通。