[發(fā)明專利]一種富水段隧底排水降壓系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110998540.3
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113847091A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅永剛;吳華;周躍峰;張濤;劉國強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司;中鐵十九局集團(tuán)第六工程有限公司
• 主分類號: E21F16/02
• 分類號: E21F16/02
• 代理公司: 珠海智專專利商標(biāo)代理有限公司 44262
• 代理人: 黃炫畯;鐘意華

本發(fā)明提供的富水段隧底排水降壓系統(tǒng)包括仰拱襯砌結(jié)構(gòu)、洞內(nèi)排水結(jié)構(gòu)和仰拱填充層，仰拱襯砌結(jié)構(gòu)包括仰拱初期支護(hù)層、防水層和仰拱二次襯砌層，仰拱填充層設(shè)置在仰拱二次襯砌層內(nèi)側(cè)；洞內(nèi)排水結(jié)構(gòu)包括側(cè)部排水溝、橫向排水管、縱向排水盲管，中部排水溝、中部泄壓管、橫向連通管和隧底環(huán)向盲管；橫向排水管連通在側(cè)部排水溝與縱向排水盲管之間；隧底環(huán)向盲管連通至縱向排水盲管；橫向連通管連通在側(cè)部排水溝與中部排水溝之間；中部泄壓管連通至中部排水溝的上部且下穿至仰拱襯砌結(jié)構(gòu)的外側(cè)。本發(fā)明解決承壓水可能造成仰拱隆起甚至開裂等變形情況，確保襯砌結(jié)構(gòu)的安全性，同時不需要后續(xù)鉆孔泄壓，保證襯砌結(jié)構(gòu)的完整性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道襯砌支護(hù)及排水技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種富水段隧底排水降壓系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隧道是一種埋置于地表以下的線狀構(gòu)筑物，由于隧道開挖破壞原有地下水循環(huán)的平衡，使隧道成為附近地下水聚集的通道。為了降低襯砌結(jié)構(gòu)周邊水壓力，通常在復(fù)合式襯砌拱墻部位設(shè)置防水層，并在防水層背后設(shè)置環(huán)、縱向盲管等設(shè)施引導(dǎo)圍巖滲水經(jīng)邊墻泄水孔排入排水系統(tǒng)的側(cè)溝。

在鐵路隧道設(shè)計過程中，隧道底部設(shè)置仰拱，為提供行車平臺故在仰拱二襯內(nèi)澆筑仰拱填充作為軌道鋪設(shè)的基礎(chǔ)，整體剛度較大，能提供較大的承壓能力，故一般地段未考慮在隧道底部設(shè)置防排水措施。

但在較大埋深的富水段，因地下水具有較大承壓性導(dǎo)致隧底開裂、變形影響行車安全的情況時有發(fā)生。為解決這類問題一般是在仰拱二襯施工完畢出現(xiàn)病害時采用鉆孔泄壓，但該方法對襯砌結(jié)構(gòu)完整性損害較大，存在一定安全風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種在避免損壞襯砌結(jié)構(gòu)完整性前提下解決富水段隧底排水問題的富水段隧底排水降壓系統(tǒng)。

本發(fā)明提供的富水段隧底排水降壓系統(tǒng)包括仰拱襯砌結(jié)構(gòu)、洞內(nèi)排水結(jié)構(gòu)和仰拱填充層，仰拱襯砌結(jié)構(gòu)包括從外側(cè)到內(nèi)側(cè)依次設(shè)置仰拱初期支護(hù)層、防水層和仰拱二次襯砌層，仰拱填充層設(shè)置在仰拱二次襯砌層的內(nèi)側(cè)；洞內(nèi)排水結(jié)構(gòu)包括側(cè)部排水溝、橫向排水管和縱向排水盲管，側(cè)部排水溝設(shè)置在仰拱填充層上方，縱向排水盲管設(shè)置在防水層的外側(cè)，橫向排水管連通在側(cè)部排水溝與縱向排水盲管之間；洞內(nèi)排水結(jié)構(gòu)還包括中部排水溝、中部泄壓管、橫向連通管和隧底環(huán)向盲管；隧底環(huán)向盲管設(shè)置在防水層的外側(cè)，隧底環(huán)向盲管的延伸兩端分別連通至兩道縱向排水盲管；中部排水溝設(shè)置在仰拱填充層中，且中部排水溝位于側(cè)部排水溝所在水平位置以下；橫向連通管設(shè)置在仰拱填充層中，且橫向連通管連通在側(cè)部排水溝與中部排水溝之間；中部泄壓管連通至中部排水溝的上部，且中部泄壓管向下穿過仰拱襯砌結(jié)構(gòu)后穿出仰拱襯砌結(jié)構(gòu)的外側(cè)。

由上述方案可見，此設(shè)置下，隧底承壓水依次通過隧底環(huán)向盲管、縱向排水盲管和橫向排水管進(jìn)入側(cè)部排水溝，再從側(cè)部排水溝經(jīng)橫向連通管流到中部排水溝內(nèi)，另外，隧底水壓集中處的承壓水通過中部泄壓管直接引入中部排水溝內(nèi)，從而降低隧底地下水壓力，解決承壓水可能造成仰拱隆起甚至開裂等變形情況，確保襯砌結(jié)構(gòu)的安全性，同時不需要后續(xù)鉆孔泄壓，保證襯砌結(jié)構(gòu)的完整性。

進(jìn)一步的方案是，中部泄壓管包括彎曲相連的水平延伸管段和豎直延伸管段；豎直延伸管段向下穿過仰拱襯砌結(jié)構(gòu)后到達(dá)仰拱襯砌結(jié)構(gòu)的外側(cè)，水平延伸管段沿水平方向連通至中部排水溝的側(cè)壁面。

由上可見，若中部泄壓管沿直線延伸至中部排水溝的底部并因?yàn)樾枰^中部排水溝的最高水位線而從中部排水溝的底部向上伸出，外露的中部泄壓管段對中部排水溝的水流造成阻礙，對中部排水溝的排水性能造成影響，且外露的中部泄壓管段得不到保護(hù)而容易損壞。因此，本申請中，中部泄壓管以彎曲形式設(shè)置在中部排水溝的側(cè)面，中部泄壓出口位于中部排水溝的側(cè)壁面上，即使延伸至中部排水溝的最高水位線以上也無需外露設(shè)置，不對排水造成影響且得到有效的保護(hù)。