[發(fā)明專利]一種用于處理隧道洞壁滲水的鉆孔虹吸負(fù)壓排水系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710522907.8
• 申請(qǐng)日: 2017-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107237650B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫紅月;范雲(yún)鶴;尚岳全;徐浩迪;汪磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): E21F16/02
• 分類號(hào): E21F16/02;E21D11/38
• 代理公司: 33296 杭州敦和專利代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 姜術(shù)丹;孫新民

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于處理隧道洞壁滲水的鉆孔虹吸負(fù)壓排水系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括鉆孔、透水管、排水管、遇水膨脹橡膠止水環(huán)，在隧道側(cè)壁滲水點(diǎn)的位置鉆探形成鉆孔，鉆孔劃分為位于孔底的透水鉆孔段和位于孔口的注漿封閉鉆孔段，透水鉆孔段內(nèi)安裝有透水管，透水鉆孔段和注漿封閉鉆孔段之間設(shè)有遇水膨脹橡膠止水環(huán)，遇水膨脹橡膠止水環(huán)中間設(shè)有孔洞，排水管的進(jìn)水口穿過(guò)遇水膨脹橡膠止水環(huán)的孔洞后插入透水管內(nèi)，排水管的出水口置于隧道的邊溝中，在遇水膨脹橡膠止水環(huán)以上的孔段灌注水泥砂漿，確保注漿過(guò)程中水泥砂漿不進(jìn)入透水鉆孔段。本發(fā)明系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)高效地排出圍巖中的地下水和無(wú)需經(jīng)常性后期維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隧道洞壁滲水處置技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種排出隧道圍巖地下水的系統(tǒng)及方法，本發(fā)明適用于控制隧道圍巖地下水壓力上升幅度的需要，尤其適用于解決隧道襯砌防水層破損后的排水需要。

背景技術(shù)

隧道在混凝土襯砌完成后，周圍裂隙水被封閉于混凝土襯砌之外，當(dāng)防水層或襯砌混凝土存在缺陷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生局部地下水滲出。洞壁滲水進(jìn)入隧道內(nèi)，會(huì)對(duì)隧道安全運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生不利影響：滲水流向路面引起積水、結(jié)冰，會(huì)導(dǎo)致車輛在行駛中打滑；滲水侵蝕襯砌內(nèi)表面，降低隧道內(nèi)照明亮度和能見(jiàn)度；滲水破壞隧道襯砌混凝土及圍巖內(nèi)部結(jié)構(gòu)，縮短隧道的使用壽命。

目前常用的隧道滲水處治方法：對(duì)于一般滲水點(diǎn)，常用速凝材料注漿堵水，采用加密橫向豎向引排水孔，并加設(shè)縱向盲溝進(jìn)行引排，或采用打排水管孔插管排水；對(duì)于大面積滲水，一般對(duì)滲水段采用注漿堵水的辦法處理。存在的主要問(wèn)題：注漿堵水會(huì)導(dǎo)致圍巖地下水沿防水層流動(dòng)；滲水處置技術(shù)方法的工序復(fù)雜、施工工期長(zhǎng)，影響隧道的正常使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有隧道洞壁滲水處理技術(shù)的不足，提供一種不影響襯砌防水層的隧道洞壁滲水處置系統(tǒng)及方法。本發(fā)明系統(tǒng)不僅能夠?qū)崟r(shí)高效地排出圍巖中的地下水，而且無(wú)需經(jīng)常性后期維護(hù)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種用于處理隧道洞壁滲水的鉆孔虹吸負(fù)壓排水系統(tǒng)，包括鉆孔、透水管、排水管、遇水膨脹橡膠止水環(huán)，在隧道側(cè)壁滲水點(diǎn)的位置鉆探形成鉆孔，滲水點(diǎn)附近圍巖地下水自然滲流到鉆孔內(nèi)，鉆孔劃分為位于孔底的透水鉆孔段和位于孔口的注漿封閉鉆孔段，透水鉆孔段內(nèi)安裝有透水管，透水管可阻擋孔周粗砂碎石等大顆粒進(jìn)入管內(nèi)，地下水可以順利入滲，位于孔底的透水鉆孔段用于收集圍巖中的地下水，位于孔口的注漿封閉鉆孔段用于隔離孔底段與洞壁的水氣聯(lián)系，透水鉆孔段和注漿封閉鉆孔段之間設(shè)有遇水膨脹橡膠止水環(huán)，遇水膨脹橡膠止水環(huán)中間設(shè)有孔洞，排水管的進(jìn)水口穿過(guò)遇水膨脹橡膠止水環(huán)的孔洞后插入透水管內(nèi)，排水管的出水口置于隧道的邊溝中，灌注水泥砂漿封閉遇水膨脹橡膠止水環(huán)以上的孔段，遇水膨脹橡膠止水環(huán)用于分割透水鉆孔段和注漿封閉鉆孔段，確保孔口段注漿過(guò)程中的水泥砂漿不進(jìn)入透水鉆孔段，保持透水鉆孔段為透水結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述鉆孔向下傾斜，傾角為5～10°，鉆孔的孔徑大于70mm，可以在隧道邊墻洞壁不同位置打設(shè)，根據(jù)洞壁滲水點(diǎn)特征與位置確定。

進(jìn)一步地，所述排水管采用內(nèi)徑為4～6mm的PU管。

進(jìn)一步地，所述透水鉆孔段長(zhǎng)度為5～10m，所述注漿封閉鉆孔段的長(zhǎng)度宜與隧道襯砌混凝土的厚度相同；隧道襯砌混凝土的厚度不確定時(shí)，注漿封閉鉆孔段的長(zhǎng)度取0.5m。

進(jìn)一步地，所述透水管采用外織濾布、內(nèi)撐HDPE的打孔波紋管。

當(dāng)入滲地下水引起孔底段空腔內(nèi)水壓力上升的水頭高于鉆孔孔口高程時(shí)，孔內(nèi)地下水從排水管中自然流出孔口，排水過(guò)程發(fā)生，虹吸作用會(huì)引起透水鉆孔段產(chǎn)生負(fù)壓，使圍巖內(nèi)的地下水加速流向透水鉆孔段的空腔內(nèi)，排干圍巖及鉆孔空腔內(nèi)的地下水時(shí)，排水管的進(jìn)水口會(huì)進(jìn)入空氣，一次排水過(guò)程結(jié)束；隨著降雨入滲的循環(huán)發(fā)生，排水過(guò)程循環(huán)進(jìn)行。

本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在：

1、可實(shí)現(xiàn)隧道圍巖地下水的有效疏排，解決隧道洞壁滲水問(wèn)題；