[實用新型]富水地層隧底排水結構

有效

• 申請號: 201720532272.5
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN207033489U
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 張志強;鄭余朝;陶偉明;朱勇;鄭偉;卿偉宸;殷召念;胡端;張磊;熊國興
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: E21F16/02
• 分類號: E21F16/02;E21D11/10;C02F1/00;B01D36/02
• 代理公司: 成都高遠知識產權代理事務所(普通合伙)51222
• 代理人: 李安霞,李曉英

技術領域

本實用新型涉及隧道排水設施技術領域，尤其涉及富水地層隧底排水結構。

背景技術

近年來，隨著交通基礎設施大規模建設，諸多長大復雜富水隧道正在修建或已經修建。現有隧道排水設計是基于隧道常規排水量設計的，隧道結構周邊的水通過初期支護滲透經由排水盲管引排至隧道結構體內的中心排水溝，最終排出洞外。具體，如圖1所示，地下水通過初期支護(序號1)滲透到環向排水盲管(序號2)，環向排水盲管(序號2)沿縱向每隔10m沿洞周環向鋪設，其下端與縱向排水盲管 (序號8)相連，縱向排水盲管(序號8)每隔10-20m留有一出水口，通過橫向排水盲管(序號5)與排水側溝(序號6)連接，排水側溝 (序號6)主要用于匯集地下水并將地下水通過橫向排水通道(序號 9)引入中央排水溝(序號7)，最終將地下水排出隧道體外。

但是，對于富水隧道，尤其在連續降雨或極端暴雨天氣條件下，由于隧道內部水溝過水斷面自由度不大，排水能力受限，無法及時有效引排隧道襯砌背后積水，使得拱圈承受高水壓作用，導致隧道襯砌裂損、滲漏水等問題，造成隧道內行車安全隱患。

此外，現有隧道排水設計利用水的重力作用，將隧道拱圈背后積水從上向下引排至中央排水溝。由于中央排水溝設置于隧道之內，無法將隧道底部水排出；加之，現有的排水體系中隧道底部(簡稱隧底) 主要包括：底部圍巖、仰拱初期支護、仰拱混凝土二襯、仰拱填充、路面結構、路側邊溝、深埋水溝、路緣石、電纜槽等。由于缺乏有效的隧道底部排水體系，體內排水無法將隧道底部水排出，導致隧道仰拱以下的積水無法有效引排，使得仰拱承受部分水壓，從而引起仰拱隆起、道床變形、襯砌裂損、道床翻漿冒泥等等水害事件，維修治理極其困難。

實用新型內容

本實用新型旨在提供一種富水地層隧底排水結構，采用道床底板和間隔設置承載樁取代現有技術中的仰拱填充，承載樁之間可形成過水斷面，其過水斷面面積遠大于中央排水溝，具有強大的排水能力，可滿足富水隧道大量排水的需求，能快速、及時且有效的引排隧道襯砌背后高壓水，減小地下水對隧道襯砌結構破壞。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

富水地層隧底排水結構，包括仰拱和隧道兩側的排水側溝，在仰拱上方隔空設置道床底板，所述道床底板與仰拱之間布設有承載樁，所述道床底板與仰拱之間形成隧底的過水涵洞，所述排水側溝通過側溝排水管連通過水涵洞，所述側溝排水管間隔設有多個。

為同時便于排出仰拱以下的積水，在過水涵洞底面布設有集水井，所述集水井下端穿過仰拱延伸到仰拱下方，所述集水井底部和側壁均設有泄水孔，所述泄水孔位于仰拱下方，所述泄水孔外側設有過濾層，所述集水井中設有單向排水裝置。

進一步的，所述集水井相通過濾集水裝置，所述過濾集水裝置位于仰拱下方，所述過濾集水裝置包括集水管道，所述集水管道側壁間隔設有進水口，所述集水井下端伸進集水管道中，所述泄水孔與集水管道內部連通，所述集水管道內壁與集水井外壁之間填充有第一過濾層。

優選的，所述泄水孔與第一過濾層之間有第二過濾層，所述第二過濾層為細砂過濾層，所述第一過濾層為粗砂過濾層。進一步的，所述泄水孔與第二過濾層之間設有不銹鋼濾網層。

進一步優選地，所述過濾集水裝置還包括基坑，所述集水管道設于基坑中，所述集水管道與集水井以外的基坑范圍內填充有卵石過濾層。

其中，所述單向排水裝置包括活動蓋板裝置和受拉彈簧，所述活動蓋板裝置包括蓋板、蓋板承托構件和活頁轉軸，所述蓋板的一側通過活頁轉軸與集水井轉動連接，所述蓋板另一側壓在蓋板承托構件上，所述蓋板承托構件與集水井固接，所述受拉彈簧的一端與蓋板底部連接，受拉彈簧的另一端與集水井底部連接，所述活動蓋板裝置位于泄水孔上方。

優選的，所述過水涵洞左、右兩側的集水井對稱布置，與隧道中線相鄰的集水井中的受拉彈簧的剛度系數大于其他集水井中的受拉彈簧的剛度系數。

為便于進入隧底的過水涵洞進行相關檢查維修清淤工作，在道床底板中央沿隧道縱向間隔設有檢查井，所述檢查井通向過水涵洞。

其中，還包括拱墻，所述拱墻包括從外至內設置的初期支護、防水層和二次襯砌，所述初期支護與防水層之間間隔設有環向排水盲管，所述環向排水盲管的兩端分別連接縱向排水盲管，所述縱向排水盲管的管壁上間隔設有多個出水口，所述出水口通過橫向排水盲管連通排水側溝，所述縱向排水盲管高于過水涵洞。

富水地層隧底排水結構的施工方法，其特征在于：包括以下步驟:

步驟1、對仰拱、承載樁和道床底板進行鋼筋綁扎；