申请日2016.03.04
公开(公告)日2016.05.04
IPC分类号E21F16/02; E21D11/38
摘要
本发明公开了暗挖隧道底板排水处理结构，包括初次衬砌，在所述初次衬砌底面上铺设有滤水层，外壁上开有多个小孔的排水导管沿隧道的轴线方向设置在滤水层内，还包括安装在滤水层上方的隔水板。经过初次衬砌而渗透至二次衬砌底部的积水会经过排水导管的牵引被排出;而滤水层则能将在挖掘时产生的泥沙与地下水的固液混合物分层处理，避免固相将排水导管所堵塞，提高排水的效率。
权利要求书
1.暗挖隧道底板排水处理结构，包括初次衬砌(1)，其特征在于：在所述初次衬砌(1)底面上铺设有滤水层(6)，外壁上开有多个小孔的排水导管(5)沿隧道(3)的轴线方向设置在滤水层(6)内，还包括安装在滤水层(6)上方的隔水板(4)。
2.根据权利要求1所述的暗挖隧道底板排水处理结构，其特征在于：所述滤水层(6)包括由上至下依次铺设的细碎石层和粗碎石层。
3.根据权利要求1所述的暗挖隧道底板排水处理结构，其特征在于：所述排水导管(5)的个数至少为两个。
4.根据权利要求1所述的暗挖隧道底板排水处理结构，其特征在于：所述初次衬砌(1)底面为圆弧形。
5.根据权利要求1或3所述的暗挖隧道底板排水处理结构，其特征在于：所述小孔包括设置在排水导管(5)的上半圆周面上的上孔(52)以及排水导管(5)的下半圆周面上的下孔(53)，且上孔(52)的孔径小于下孔(53)的孔径。
6.根据权利要求5所述的暗挖隧道底板排水处理结构，其特征在于：在所述排水导管(5)上间隔设置有多个缩口(51)，且所述缩口(51)的内径小于排水导管(5)的内径。
说明书
暗挖隧道底板排水处理
技术领域
本发明涉及隧道施工领域，具体涉及暗挖隧道底板排水处理结构。
背景技术
隧道是修建在地下或水下或者在山体中，铺设铁路或修筑公路供机动车辆通行的建筑物。根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类：为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道;为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道;为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。
隧道开挖后，为使围岩稳定，确保运营安全，需按一定轮廓尺寸建造一层具有足够强度的支护结构，这种隧道支护结构称为隧道衬砌。常用的衬砌种类有就地灌注混凝土类、预制块拼装、喷锚或单喷混凝土、复合式衬砌。而针对于含水量丰富的地质结构，隧道施工时则采用复合式衬砌，复合式衬砌指的是分内外两层先后施作的隧道衬砌，包括外层的初次衬砌和内层的二次衬砌，而隧道的二次衬砌施工必须保持隧道干燥，才能保证隧道施工的安全和质量。由于地质结构复杂、地下水水源丰富、地勘数据不准确、雨季施工、降水井降水效果不理想等原因，往往隧道的初次衬砌施工时，隧道内会出现地下水积水较多的情况，大大延缓了二次衬砌的施工进度。
发明内容
本发明的目的在于提供暗挖隧道底板排水处理结构，实现在地下水丰富的暗挖隧道中降水井降水效果不理想或因施工条件无法进行降水井施工的情况下，能有效引流地下水并在终端封堵，保证隧道内干燥。
本发明通过下述技术方案实现：
暗挖隧道底板排水处理结构，包括初次衬砌，在所述初次衬砌底面上铺设有滤水层，外壁上开有多个小孔的排水导管沿隧道的轴线方向设置在滤水层内，还包括安装在滤水层上方的隔水板。现有技术中，含水量丰富的隧道在挖掘时，不仅因为降水井的降水效果不理想而导致隧道内累积大量的水，还因为初次衬砌底面上渗出大量的积水，使得隧道内无法进行下一步的施工，严重滞缓工程进度;而本发明使用时针对含水量丰富的地段，在采用复合式衬砌时，先在初次衬砌底面上分别铺设和预埋好滤水层和排水导管后，再将隔水板置于滤水层上，最后再进行二次衬砌，使得残留在初次衬砌和二次衬砌之间的积水在滤水层的过滤效果下，通过排水导管被快速排出隧道，保证二次衬砌底面的干燥。并且，经过初次衬砌而渗透至二次衬砌底部的积水会经过排水导管的牵引被排出;而滤水层则能将在挖掘时产生的泥沙与地下水的固液混合物分层处理，避免固相将排水导管所堵塞，提高排水的效率。
所述滤水层包括由上至下依次铺设的细碎石层和粗碎石层。滤水层主要用于将渗透到在初次衬砌底面上的固液混合物进行过滤清理，避免大量的泥沙堆积后对排水导管内部造成堵塞，而细碎石层与粗碎石层可先后对泥浆进行处理，同时保证用于过滤的砂石不会随水流经排水导管外壁上的小孔被排出。
所述排水导管的个数至少为两个。将排水导管的个数设置在两个或是两个以上，以保证初次衬砌底面上积水的外排能够与渗水的进度保持一致，方便二次衬砌的施工。
所述初次衬砌底面为圆弧形。作为优选，将初次衬砌的底面设为圆弧形，使得初次衬砌与二次衬砌之间留有一个空腔，渗透的积水可直接暂存在该空腔内，最后集中起来被排水导管统一外排。
所述小孔包括设置在排水导管的上半圆周面上的上孔以及排水导管的下半圆周面上的下孔，且上孔的孔径小于下孔的孔径。预埋在滤水层中的排水导管主要包括两个部分，上半圆部分和下半圆部分，孔径相对较小的上孔设置在上半圆部分，可对将经过细碎石层首次过滤后的上层积水直接输送至排水导管中，而孔径较大的下孔设置在下半圆部分上，可将经过粗碎石层过滤的下层积水直接输送至排水导管中，通过对积水上下层同时进行收集，使得积水的外排的效率大大提高，降低了降水井的工作负荷，可预防降水井降水效果不理想时的严重后果，提高隧道暗挖的施工效率。
在所述排水导管上间隔设置有多个缩口，且所述缩口的内径小于排水导管的内径。在隧道挖掘过程中产生的泥浆中，钙质含量较多时容易在排水导管内部出现结晶，使得排水导管中的排水效率大大降低，而在本发明中的排水导管上间隔设置的多个缩口，使得在排水导管上形成多个流段，而所谓缩口是指该部分的内径大小与排水导管上的非缩口部分的内径要小，即在积水在沿排水导管的轴线方向外排的过程中，其流速不均衡，在非缩口部分处积水的流速较缓，积水中的钙质化合物容易结晶;而在缩口部分单位流量的积水在通过单位面积骤然减小的流道时其流速会骤然加快，即在积水经过第一个流段后通过第二流段时的流速相对提高，提高流动速度的积水可将部分结晶附着在管内壁上的钙质化合物冲刷干净，保证排水导管内壁光滑。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明中，经过初次衬砌而渗透至二次衬砌底部的积水会经过排水导管的牵引被排出;而滤水层则能将在挖掘时产生的泥沙与地下水的固液混合物分层处理，避免固相将排水导管所堵塞，提高排水的效率;
2、本发明将初次衬砌的底面设为圆弧形，使得初次衬砌与二次衬砌之间留有一个空腔，渗透的积水可直接暂存在该空腔内，最后集中起来被排水导管统一外排;
3、本发明在缩口部分单位流量的积水在通过单位面积骤然减小的流道时其流速会骤然加快，即在积水经过第一个流段后通过第二流段时的流速相对提高，提高流动速度的积水可将部分结晶附着在管内壁上的钙质化合物冲刷干净，保证排水导管内壁光滑。