[發(fā)明專利]一種分區(qū)可調(diào)限量排放高水壓力隧道壓力的抗水壓裝置

有效

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• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113417674B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王建秀;吳凡;李胡博強(qiáng);龍燕霞;劉笑天;何倩倩;薛睿;龍冠宏;武昭;徐娜
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: E21D11/38
• 分類號: E21D11/38;E21D11/10;E21F16/02
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 許耀

本發(fā)明涉及一種分區(qū)可調(diào)限量排放高水壓力隧道壓力的抗水壓裝置，包括防水結(jié)構(gòu)單元、分區(qū)排水單元和信息采集控制單元；防水結(jié)構(gòu)單元包括注漿圈、隧道初襯、防水板和隧道二襯；隧道抗水壓段沿軸向方向分為若干分區(qū)，分區(qū)排水單元包括設(shè)置于每個分區(qū)的防水板邊界處的環(huán)向遇水膨脹止水條、分布在每個分區(qū)的隧道初襯和防水板之間的多個縱向排水管以及分別用于將每個分區(qū)斷面所有縱向排水管連接并將每個分區(qū)的隧道軸向蓄排水匯集排出的若干環(huán)向集水管；信息采集控制單元包括設(shè)置于各縱向排水管上的水壓監(jiān)測器、卸壓閥和數(shù)據(jù)處理中心。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可對隧道進(jìn)行分區(qū)限量排水，既滿足各段不同排水需求，又可實(shí)時監(jiān)測水壓，按需自動限量排水。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隧道與地下建筑工程、降排水工程、地質(zhì)工程、巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分區(qū)可調(diào)限量排放高水壓力隧道壓力的抗水壓裝置。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的提高和工程能力的增強(qiáng)，在高水壓富水區(qū)修建山嶺隧道已經(jīng)逐步開展，但地下水的存在對隧道工程存在不利影響，主要表現(xiàn)為對隧道襯砌的侵蝕，會對隧道結(jié)構(gòu)、洞內(nèi)設(shè)施、行車安全、地面建筑等產(chǎn)生多種不良影響。

在隧道施工中，防水工程是最大難題，也是重中之重。常規(guī)隧道通常采用全量排放的方式，降低地下水位線，以直接卸除作用在襯砌上的外水壓力；而高水壓隧道或富水區(qū)的隧道由于水壓或水量過大，施工難度和影響過大，不宜采用全量排放。但在實(shí)際隧道在運(yùn)行中，往往會由于注漿圈施工質(zhì)量難以控制滲透性，需要大量排水，進(jìn)而引發(fā)地表塌陷、地下水枯竭以及浪費(fèi)大量水資源等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題而提供一種分區(qū)可調(diào)限量排放高水壓力隧道壓力的抗水壓裝置。能夠?qū)崿F(xiàn)對高水壓富水區(qū)修建的隧道限量排水的目標(biāo)，對實(shí)現(xiàn)隧道排水工程綠色環(huán)保有重大意義。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明第一方面提供一種分區(qū)可調(diào)限量排放高水壓力隧道壓力的抗水壓裝置，包括防水結(jié)構(gòu)單元、分區(qū)排水單元和信息采集控制單元；

所述的防水結(jié)構(gòu)單元包括沿徑向方向從外到內(nèi)依次設(shè)置的注漿圈、隧道初襯、防水板和隧道二襯；

隧道抗水壓段沿軸向方向分為若干分區(qū)，所述的分區(qū)排水單元包括設(shè)置于每個分區(qū)的防水板邊界處的環(huán)向遇水膨脹止水條、沿隧道軸線方向分布在每個分區(qū)的隧道初襯和防水板之間的多個縱向排水管、以及分別用于將每個分區(qū)斷面的所有縱向排水管連接并將每個分區(qū)的隧道軸向蓄排水匯集后排出的若干環(huán)向集水管；

所述的信息采集控制單元包括設(shè)置于每個分區(qū)的各縱向排水管上的水壓監(jiān)測器和卸壓閥，以及與水壓監(jiān)測器和卸壓閥電連接的數(shù)據(jù)處理中心。

優(yōu)選地，所述的縱向排水管的管壁上分布有孔洞。

優(yōu)選地，所述的縱向排水管設(shè)置于拱頂、拱腰和仰拱處。

優(yōu)選地，每個分區(qū)中，每個縱向排水管按照1～10m一段依次連接成型。

優(yōu)選地，隧道抗水壓段沿軸向方向每隔30～70m一段作為一個分區(qū)。

優(yōu)選地，所述的分區(qū)排水單元還包括法蘭和可塑性粘合劑，所述的法蘭用于環(huán)向集水管從防水板引出穿過防水板，所述的可塑性粘合劑用于填充法蘭引出處與防水板之間的空隙。

優(yōu)選地，所述的可塑性粘合劑選用熱熔膠。

優(yōu)選地，所述的縱向排水管與環(huán)向集水管的連接處外包土工布并用細(xì)線綁扎。

優(yōu)選地，所述的卸壓閥為自動閘閥。

本發(fā)明第二方面提供所述的分區(qū)可調(diào)限量排放高水壓力隧道壓力的抗水壓裝置的使用方法，包括以下步驟：

S1：先完成隧道的開挖與初期支護(hù)工作，利用注漿形成的注漿圈實(shí)現(xiàn)減水；