[發(fā)明專利]一種隧道穿越溶洞的排水系統(tǒng)及排水方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011462186.4
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112443356A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王夢筱;孫西濛;葉錦華;王利偉;鄧博;曹艷輝;鄧洪亮;李勃亨;王守凡
• 申請（專利權(quán)）人: 北京市政路橋股份有限公司;北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E21F16/02
• 分類號: E21F16/02;E21D20/00;E21D11/10;E21D11/38;E21D11/15;E21D11/05
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

一種隧道穿越溶洞的排水系統(tǒng)，屬于隧道工程建設(shè)技術(shù)領(lǐng)域。包括：隧道主體防排水系統(tǒng)(1)、溶洞引排水系統(tǒng)(2)、仰拱排水系統(tǒng)(3)、支護(hù)系統(tǒng)(4)四部分組成。解決隧道周邊地下水的排泄問題，合理的穿越溶洞，有效的防止了由于水壓增高而導(dǎo)致的襯砌開裂，有效提高隧道施工質(zhì)量和整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于隧道工程建設(shè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種隧道穿越溶洞的排水系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隧道所在地區(qū)地質(zhì)情況復(fù)雜，在隧道洞身地段地下水已形成獨(dú)立的補(bǔ)徑排水系統(tǒng)，在這樣的地質(zhì)背景下往往容易形成具有一定規(guī)模的地下巖溶形態(tài)。在隧道挖掘的過程中，遭遇大型溶洞的幾率很高，隧道施工時出現(xiàn)涌水涌沙的可能性很大，因此需要提前設(shè)計和制定隧道穿越溶洞的排水方法，避免施工事故的發(fā)生。由于溶洞通常為地下水通道，運(yùn)營期間則需要解決隧道周邊地下水排泄問題，那么如何合理的穿越溶洞，是現(xiàn)在隧道工程施工急需解決的問題。目前，隧道穿越溶洞的排水通過初期支護(hù)滲透，然后再由排水管引排進(jìn)入隧道結(jié)構(gòu)本體的中心水溝，最終排出洞外。但是由于周邊富水，尤其是在雨季，導(dǎo)致隧道襯砌主體結(jié)構(gòu)承受靜水壓力或動水壓力的范圍均較大，并且現(xiàn)有的排水管道排水量有限，且容易受堵無法及時引排導(dǎo)致水壓急劇升高，容易使襯砌開裂破壞，使隧道存在較大的安全隱患，同時加大隧道的維護(hù)力度和成本，無法阻止后期在地下水的作用下溶洞繼續(xù)發(fā)育從而影響隧道的后期運(yùn)營安全以及增加隧道結(jié)構(gòu)不均勻應(yīng)力作用。因此，隧道穿越溶洞的排水，是現(xiàn)在隧道工程急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明提供一種隧道穿越溶洞的排水方法，目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，解決隧道周邊地下水的排泄問題，合理的穿越溶洞，有效的防止了由于水壓增高而導(dǎo)致的襯砌開裂，有效提高隧道施工質(zhì)量和整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種隧道穿越溶洞的排水系統(tǒng)包括：隧道主體防排水系統(tǒng)(1)、溶洞引排水系統(tǒng)(2)、仰拱排水系統(tǒng)(3)、支護(hù)系統(tǒng)(4)四部分組成。

隧道主體防排水系統(tǒng)(1)包括初期支護(hù)(1.1)、防水板(1.2)、環(huán)向排水管(1.3)、二次襯砌(1.4)、縱向排水管(1.5)、縱向排水溝(1.6)、橫向排水管(1.7)、中心排水溝(1.8)；自隧道上部主體的下表面向下依次為初期支護(hù)(1.1)、環(huán)向排水管(1.3)、防水板(1.2)、二次襯砌(1.4)，初期支護(hù)(1.1)、環(huán)向排水管(1.3)、防水板(1.2)、二次襯砌(1.4)均為與隧道上部主體一樣的拱形結(jié)構(gòu)；在環(huán)向排水管(1.3)的兩端分別設(shè)有橫向排水管(1.7)與縱向排水溝(1.6)連接；縱向排水溝(1.6)長度方向沿隧道的長度方向；縱向排水溝(1.6)與中心排水溝(1.8)連通，中心排水溝(1.8)位于隧道中心位置，中心排水溝(1.8)的長度方向沿隧道的長度方向，中心排水溝(1.8)位置低于縱向排水溝(1.6)；

溶洞引排水系統(tǒng)(2)包括溶洞(2.1)、引水洞(2.2)、漿砌片石(2.3)、混凝土(2.4)、防水層(2.5)、第一跌水槽(2.6)、第二跌水槽(2.7)；支護(hù)結(jié)構(gòu)(4)包括錨桿機(jī)構(gòu)(4.1)、鋼筋網(wǎng)(4.2)、混凝土支護(hù)層(4.3)；在隧道所穿越的溶洞中，按照溶洞水流的方向，在隧道的上游設(shè)有引水洞(2.2)的入口，在隧道的下游設(shè)有引水洞(2.2)的出口，將溶洞中的水從隧道的上游經(jīng)引水洞(2.2)引入到隧道的下游；在引水洞(2.2)的入口的上游設(shè)有溶洞(2.1)底面設(shè)有第一跌水槽(2.6)，在引水洞(2.2)中水流拐彎的底部設(shè)有第二跌水槽(2.7)；引水洞(2.2)的外側(cè)表面設(shè)有防水層(2.5)，引水洞(2.2)繞過隧道；在隧道與溶洞交界處，隧道的外部表面填充有漿砌片石(2.3)，使得漿砌片石(2.3)填滿隧道與溶洞交界段溶洞部分，漿砌片石(2.3)完全截流隧道與溶洞交界段中溶洞(2.1)內(nèi)的水流；漿砌片石(2.3)在溶洞(2.1)的兩端分別設(shè)有混凝土(2.4)；在漿砌片石(2.3)對應(yīng)的溶洞(2.1)的內(nèi)表面向外依次設(shè)有鋼筋網(wǎng)(4.2)和混凝土支護(hù)層(4.3)，同時還設(shè)有多個錨桿機(jī)構(gòu)(4.1)錨固到溶洞處圍巖內(nèi)；