CN216714414U - 一种用于隧道的层级式防水排水结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及隧道防水工程的技术领域，具体的涉及一种用于隧道的层级式防水排水结构，包括排水沟，设置在隧道支护面上防水装置，用于连接防水装置与排水沟的集水管，防水装置包括防水基层、集水器，防水基层包括设置在隧道穹顶部并向两侧延伸的顶部防水基层，以及设置在顶部防水基层下方，位于隧道两侧的辅助防水基层，集水器包括设置在顶部防水基层两侧端点处沿隧道长度方向延伸的上集水器，以及设置在两侧的辅助防水基层的底端沿隧道长度方向延伸的底部集水器，上集水器底部开设有出水口，以及连接在出水口上并向底部集水器延伸的出水管，通过设置具有一定角度并向上延伸的上集水器，能够确保顶部防水基层阻截的水流向上集水器内。

Description

一种用于隧道的层级式防水排水结构

技术领域

本实用新型涉及隧道防水工程的技术领域，具体的涉及一种用于隧道的层级式防水排水结构。

背景技术

隧道及地下工程防水是一个工程的类别，为保证隧道及地下工程不致因漏水、积水造成病害，影响其使用功能和腐蚀设备，以致降低结构使用寿命，需要采取必要的防水措施。

隧道防水工程是一项涉及到工程学、密封学、地质学等众多学科的系统工程项目，原则应紧密结合工程地质、水文地质条件、工程结构特点，修建方法、工程用途及使用要求。

而在隧道施工过程中，防水工作基本要求应以预防为主。在勘测、设计、施工各阶段中，对防水要严格保证质量。工程交付使用后，应确保符合设计要求,防水设备良好,运用正常。在使用期间，即使偶有微小病害，也应立即杜绝，不留隐患。要能满足基本要求，才能显出工程经济效益和社会效益。防水措施是以截、堵、排相结合的综合治理，根据工程的使用要求、所在位置和水文地质情况，来确定何者为主。山岭隧道常以排为主，水底隧道则以堵为主。防水技术的具体内容如下：

截水：是将可能流向地下洞室内的水源截断并引走。可在洞口设置截水沟和排水沟，将地表水从地面排除。当地下水特别发育，又有长期补给来源时，可在地下水流上游侧设置截水洞截水并将其排除，以疏干洞室周围地层。洞室竣工后，施工时留下不用的辅助坑道均应予以封闭，避免地表水流入洞内。

堵水：是切断水流经过衬砌流入洞室的措施。按工程具体情况，可以单独或综合采用下列方法。

结构本身堵水：采用如防水混凝土、铸铁管片、钢板衬套等具有高度不透水性的材料，作为地下洞室的衬砌或其组成部分，均可起到良好的堵水作用。

结构表面堵水：在衬砌上做防水层是一种行之有效的方法。按其在衬砌上的位置可分为：①结构外防水层。在明挖施工的结构或结构外有足够的施工空间时，可在已成的衬砌背部作外防水层。最经济的外防水层，可用普通水泥砂浆作五层抹面，或用掺防水剂的水泥砂浆抹面，称为抹面防水层，属刚性防水层。用乳化沥青、沥青橡胶以及聚氨酯涂料等，称喷涂防水层，属柔性防水层。如用防水卷材，则称卷材防水层。此外，尚可在围岩上先喷涂热沥青或沥青橡胶、合成树脂，涂敷沥青油毡等，再灌筑衬砌混凝土。操作时对某些有毒材料应加强劳动保护。②结构内防水层。施工较简便，但不能消除水对衬砌的侵蚀，常在其他防水措施失效后增设，所用材料和结构外防水层相同。

结构夹层防水层：对防水要求较高的工程多采用此法，即在第一次衬砌(模筑衬砌或喷射混凝土)后设置防水层,再作第二次衬砌。夹层防水层可用防水薄板,或刚性和柔性的各种喷涂，或涂抹防水材料。常用的薄板有聚氯乙烯、聚乙烯、醋酸乙烯等。薄板的挂设可用射钉法，即用射钉枪将铆钉穿过薄板击入混凝土基面以固定薄板，铆钉处设有沥青橡胶垫块以防漏水，薄板的接缝多用热风焊接。

接缝堵水：接缝是指模筑混凝土的工作缝、沉降缝、伸缩缝、装配式衬砌的接头等,均是漏水的薄弱环节,须采取有效的接缝堵水措施。对模筑混凝土，可采用橡胶、塑料或金属止水带。对铸铁或钢筋混凝土管片或砌块的接头，均应做成专门的防水沟槽，在工地装配后，用防水材料将其填密。近期已出现不用密封材料，而在拼装成环后向环缝、纵缝的注浆沟内压浆堵水的方法。装配式衬砌的螺栓孔也是漏水的通路，须加用氯丁橡胶或丁苯橡胶制成的密封垫圈。

压浆堵水：不仅用作防水，还可提高围岩的稳定性，改善衬砌的受力条件。它可分为开挖前(超前)压浆和衬砌后压浆两种。当隧道通过断层破碎带时，用压浆来加固围岩和堵水，以保证施工的顺利进行，称为超前压浆。衬砌与围岩间的超挖部分常用片石回填，然后压浆充填片石的空隙。常用的压浆材料有水泥砂浆(可掺各种外加剂)、水泥水玻璃浆液以及其他化学浆液。

排水：将水排离地下洞室。首先须将拦截的水排走，堵在洞外的水也必须引走。其次必须将渗、漏、流、引入洞内的水用设计的排水系统排出洞外。贴壁式衬砌的背部，可在地下水所在部位设置环向盲沟。根据地下水情况，可只设拱部盲沟或竖向盲沟；也可在有水部位敷设合成树脂垫，它能与山体密贴，透水性好，不易堵塞。如地下水发育，为了疏干围岩，可在石质隧道周围钻孔，将地下水引入洞内经排水沟排出。对离壁式衬砌，可在围岩与衬砌间作外排水沟。一般在洞内设纵向排水沟和横向排水坡度，以排出渗入或引入的地下水。寒冷地区，为防止水流冻结，应采用双层盖板、中间有保温层的保温水沟，或修筑位于冻结深度以下的深埋水沟；如水沟太深使明挖不安全时，则可改用暗挖的防寒泄水洞。

针对设置结构夹层防水层的方法，现有的施工技术中存在较多的漏水隐患，现有的设置结构夹层防水层的做法通常是使用隧道拱顶整个截面的方式进行，顶部的防水层阻截的水沿防水层整体向防水层最底部流淌，容易造成下半部以及底部的防水压力过大，影响整个防水层的防水效果，因此，本领域的技术人员亟需一种能够分节分层的对防水基层阻截的水进行分流处理的装置。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种能够在确保不产生自身漏水的情况下，合理的对防水基层阻挡的水分节分层进行分流处理的装置，提高防水基层的防水效果和使用寿命。

为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是：一种用于隧道的层级式防水排水结构，包括设置于隧道底面中心的排水沟，设置在隧道支护面上防水装置，用于连接防水装置与排水沟的集水管，所述防水装置包括防水基层、集水器，所述防水基层包括设置在隧道穹顶部并向两侧延伸的顶部防水基层，以及设置在顶部防水基层下方，位于隧道两侧的辅助防水基层，所述集水器包括设置在顶部防水基层两侧端点处沿隧道长度方向延伸的上集水器，以及设置在两侧的辅助防水基层的底端沿隧道长度方向延伸的底部集水器，上集水器底部开设有出水口，以及连接在出水口上并向底部集水器延伸的出水管，底部集水器通过所述集水管与排水沟连接。

上述的用于隧道的层级式防水排水结构，所述上集水器包括分段依次交替设置的第一上集水器、第二上集水器，第一上集水器与第二上集水器的起点均设置在顶部防水基层的底边上，与顶部防水基层的底边水平线具有一定角度沿隧道方向延伸一定距离，第二上集水器设置在第一上集水器的下方。

上述的用于隧道的层级式防水排水结构，所述上集水器为槽型结构，包括与顶部防水基层连接的固定端，连接在固定端上并向顶部防水基层远侧延伸的引流板，引流板的另一端设置有用于阻挡上集水器收集的水的挡板，在固定端与引流板连接处的下方设置有沿辅助防水基层方向延伸，用于协助顶部防水基层与辅助防水基层连接的辅助固定端。

上述的用于隧道的层级式防水排水结构，所述出水口在引流板与挡板的连接处设置有两个，一个设置于上集水器的起点的位置，另一个设置在上集水器的中点的位置。

上述的用于隧道的层级式防水排水结构，所述辅助固定端延伸的长度大于上集水器沿一定角度向上倾斜后的最远端与上集水器起点之间的垂直距离。

本实用新型一种用于隧道的层级式防水排水结构的有益效果是：通过设置具有一定角度并向上延伸的上集水器，能够确保顶部防水基层阻截的水流向上集水器内，并通过引流板的作用使水远离防水基层后，在对水进行收集应向底部集水器引流，通过第一上集水器和第二上集水器的分段依次交替设置，防止上集水器过高的向穹顶方向延伸，确保具有角度的同时保证集水以及集水后引导水流流动的效果，使水流顺利通过出水口排出，通过辅助固定端的设置，以及辅助固定端的延伸长度长于上集水器的中点与起点之间的垂直距离，能够最大程度的保证辅助固定端的覆盖面将顶部防水基层与辅助防水基层的连接缝隙覆盖，防止发生缝隙漏水。

附图说明

图1为本实用新型立体设置结构示意图；

图2为本实用新型截面结构示意图；

图3为本实用新型上集水器设置结构示意图；

图4为本实用新型上集水器安装位置结构示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施方式及附图对本实用新型的技术方案进行解释。

根据现有技术中常用的结构夹层防水层对隧道初期支护进行防水处理的措施：在第一次衬砌(模筑衬砌或喷射混凝土)后设置防水层,再作第二次衬砌。夹层防水层可用防水薄板,或刚性和柔性的各种喷涂，或涂抹防水材料。常用的薄板有聚氯乙烯、聚乙烯、醋酸乙烯等。薄板的挂设可用射钉法，即用射钉枪将铆钉穿过薄板击入混凝土基面以固定薄板，铆钉处设有沥青橡胶垫块以防漏水，薄板的接缝多用热风焊接。在本技术方案中，通过防水卷材的设置对本技术方案采取的技术手段进行描述。

如图1-4所示：一种用于隧道的层级式防水排水结构，包括设置于隧道底面中心的排水沟1，设置在隧道第一次衬砌的支护面18上的防水装置2，用于连接防水装置与排水沟的集水管3，集水管在设置时，连接在排水沟的位置位于集水管的最低点，便于水流流进入排水沟内。防水装置包括防水基层4、集水器5，防水基层设置为三部分，包括设置在隧道穹顶部并向两侧延伸的顶部防水基层6，以及设置在顶部防水基层下方，位于隧道两侧的辅助防水基层7，顶部防水基层的下边沿低于辅助防水基层的上边沿，防止渗水在沿防水基层流淌时从接缝处流入，辅助防水基层对称设置，也可根据现场的情况以及漏水量的大小，两侧不对称设置，或者多段设置辅助防水基层，本方案中着重对对称设置的防水基层进行描述。

集水器包括设置在顶部防水基层两侧端点处沿隧道长度方向延伸的上集水,8，以及设置在两侧的辅助防水基层的底端沿隧道长度方向延伸的底部集水器9，上集水器为槽型结构，包括与顶部防水基层连接的固定端14，连接在固定端上并向顶部防水基层远侧延伸的引流板15，引流板的另一端设置有用于阻挡上集水器收集的水的挡板16，引流板与挡板连接的一端低于引流板与固定端连接的一端，便于水向防水基层外侧流出，在固定端与引流板连接处的下方设置有沿辅助防水基层方向延伸，用于协助顶部防水基层与辅助防水基层连接的辅助固定端17，辅助固定端延伸的长度大于上集水器沿一定角度向上倾斜后的最远端与上集水器起点之间的垂直距离。

上集水器底部开设有出水口10，以及连接在出水口上并向底部集水器延伸的出水管11，底部集水器通过集水管与排水沟连接。出水口在引流板与挡板的连接处设置有两个，一个设置于上集水器的起点的位置，另一个设置在上集水器的中点的位置。根据上集水器的不同长度，出水口可以设置不同的个数，便于水流排出。

上集水器包括分段依次交替循环设置的第一上集水器12、第二上集水器13，第一上集水器与第二上集水器的起点均设置在顶部防水基层的底边上，与顶部防水基层的底边水平线具有一定角度沿隧道方向延伸一定距离，第二上集水器设置在第一上集水器的下方，设置角度是用于方便水流向出水口方向流出，角度和第一上集水器的长度、第二上集水器的长度的设置根据隧道挖掘位置的环境，以及现场的需要进行设置，一般角度在1-5度之间，角度最大不能超过15度。第二上集水器的起点应当在第一上集水器的终点的以内，防止在两两上集水器交错位置发生漏水现象。

具体的，上集水器的位置位于第一次衬砌的隧道体内，在进行第一次衬砌时，就对上集水器和出水管进行设置安装，确定好顶部防水基层和辅助防水基层的连接处的位置，在铺设防水卷材时，向将顶部防水基层铺设好，并与固定端连接，在向下铺设辅助防水基层，并将辅助防水基层与辅助固定端连接，顶部防水基层、辅助防水基层、上集水器三者的连接处呈交叉连接的状态，在出水口的位置设置有过滤块，防止砂石阻塞出水口。

集水管与底部集水器的连接处位于底部集水器的最低点，方便水流流出，底部集水器的最低点远离防水基层，底部集水器与辅助防水基层的连接处可以采用与上集水器与防水基层的连接处相同的设置，防止发生连接处漏水。在防水卷材安装时，应当注意防水卷材的完整性。

上述实施例只是为了说明本实用新型的结构构思和特点，其目的在于让本领域内的普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限定本实用新型的保护范围。凡是根据本实用新型内容的实质所做出的等效变化或修饰，都应该涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于隧道的层级式防水排水结构，包括设置于隧道底面中心的排水沟，设置在隧道支护面上的防水装置，用于连接防水装置与排水沟的集水管，其特征在于：所述防水装置包括防水基层、集水器，所述防水基层包括设置在隧道穹顶部并向两侧延伸的顶部防水基层，以及设置在顶部防水基层下方，位于隧道两侧的辅助防水基层，所述集水器包括设置在顶部防水基层两侧端点处沿隧道长度方向延伸的上集水器，以及设置在两侧的辅助防水基层的底端沿隧道长度方向延伸的底部集水器，上集水器底部开设有出水口，以及连接在出水口上并向底部集水器延伸的出水管，底部集水器通过所述集水管与排水沟连接。

2.根据权利要求1所述的用于隧道的层级式防水排水结构，其特征是：所述上集水器包括分段依次交替设置的第一上集水器、第二上集水器，第一上集水器与第二上集水器的起点均设置在顶部防水基层的底边上，与顶部防水基层的底边水平线具有一定角度沿隧道方向延伸一定距离，第二上集水器设置在第一上集水器的下方。

3.根据权利要求2所述的用于隧道的层级式防水排水结构，其特征是：所述上集水器为槽型结构，包括与顶部防水基层连接的固定端，连接在固定端上并向顶部防水基层远侧延伸的引流板，引流板的另一端设置有用于阻挡上集水器收集的水的挡板，在固定端与引流板连接处的下方设置有沿辅助防水基层方向延伸，用于协助顶部防水基层与辅助防水基层连接的辅助固定端。

4.根据权利要求3所述的用于隧道的层级式防水排水结构，其特征是：所述出水口在引流板与挡板的连接处设置有两个，一个设置于上集水器的起点的位置，另一个设置在上集水器的中点的位置。

5.根据权利要求3所述的用于隧道的层级式防水排水结构，其特征是：所述辅助固定端延伸的长度大于上集水器沿一定角度向上倾斜后的最远端与上集水器起点之间的垂直距离。

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