CN114278375A - 一种隧道环向排水系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种隧道环向排水系统，涉及隧道施工技术的领域，隧道环向排水系统设置于隧道的初期支护层和二次衬砌层之间，包括若干环向设置于初期支护层与二次衬砌层之间用于对渗水进行引导的透水管，以及设置于隧道底部用于对透水管内的水进行富集和排出的引水管；所述透水管的外壁上设置有透水孔，所述透水管外罩设有防护罩，所述防护罩与初期支护层固定连接。本申请具有提高排水效果的优点。

Description

一种隧道环向排水系统

技术领域

本申请涉及隧道施工技术的领域，尤其是涉及一种隧道环向排水系统。

背景技术

目前，隧道是修建在地下或山体中，通过铺设铁路或者公路供车辆通行的建筑物，隧道工程的快速发展，减小了不利地理因素对交通运输的影响，为人们的交通运输带来了极大的便利。为了保证车辆的正常行驶以及隧道内设备的正常运转，隧道防排水系统的布设在隧道施工建设中是必不可少的环节，隧道环向排水系统是隧道排水系统中的重要组成部分。

相关技术中，隧道一般包括内部的初期支护层和设置在初期支护层外的二次衬砌层，二次衬砌层形成隧道的拱墙，环向排水系统一般包括设置于初期支护层和二次衬砌层之间的透水管以及埋设在拱墙底部的引水盲管，隧道中设置有与引水盲管连通的泄水管；透水管的外壁上设置透水孔，透水管可以将渗入的水引入盲管中，并通过引水盲管导入泄水管中排出。

针对上述中的相关技术，发明人认为：隧道初期支护完成后，布设透水管，在砌筑二次衬砌层时，透水管会受到水泥砂浆的挤压发生变形，影响透水管的渗水引水效果，从而对整个排水系统的排水效果产生影响。

发明内容

为了提高排水效果，本申请提供一种隧道环向排水系统。

本申请提供的一种隧道环向排水系统采用如下的技术方案：

一种隧道环向排水系统，设置于隧道的初期支护层和二次衬砌层之间，包括若干环向设置于初期支护层与二次衬砌层之间用于对渗水进行引导的透水管，以及设置于隧道底部用于对透水管内的水进行富集和排出的引水管；所述透水管的外壁上设置有透水孔，所述透水管外罩设有防护罩，所述防护罩与初期支护层固定连接。

通过采用上述技术方案，当雨水通过隧道初期支护层的施工缝渗入时，透水管可以对渗入的水进行引导，将渗入的水导入引水管中排出；在浇筑二次衬砌层时，防护罩可以对透水管进行防护，减小由于水泥砂浆的挤压透水管发生变形的可能，从而提高透水管的渗水引水效果，进而提高整个排水系统的排水效果。

可选的，所述初期支护层上沿透水管的布设方向设置有定位槽，所述透水管嵌设于定位槽中。

通过采用上述技术方案，定位槽可以将透水管限制在初期支护层的施工缝或者漏水比较严重的部位，从而提高透水管的引水排水效果。

可选的，所述定位槽内垫设有吸水透水的材质制成透水层，所述透水管与透水层抵接。

通过采用上述技术方案，透水层可以对渗入的水进行引导，提高透水管的引水排水效果；透水层还可以对透水管起到支撑作用，减小初期支护层与透水管抵接处对透水管上透水孔的堵塞，提高透水管渗水排水的流畅度；此外，透水孔还可以对渗入的水进行过滤，减小泥沙对透水管上透水孔的堵塞，进一步提高透水管排水的流畅度。

可选的，所述防护罩与透水管之间设置有弹性件，所述透水管与防护罩之间存在间距且与弹性件弹性抵接。

通过采用上述技术方案，透水管与防护罩之间存在一定的空间，并通过弹性件的推动与透水层抵紧，当渗入的水水压过大时，透水层吸水膨胀，并且在水压的推动下透水管朝向远离定位槽的方向发生偏移，弹性件发生弹性形变，降低由于透水管与初期支护层抵靠过紧，导致水压过大对支护层的损伤；排水结束后，在弹性件的作用下，透水管与透水层抵紧，既有利于透水管的固定，还可以挤压透水层将透水层内残留的水排干。综上所述，通过设置弹性件，既可以起到防护作用，降低由于透水管与初期支护层抵靠过紧，导致水压过大对初期支护层造成的损伤，还可以对透水管进行固定，提高透水管的稳定性，此外，便于将透水层内残留的水排干，保证下一次排水工作的顺利进行。

可选的，所述弹性件包括一端与防护罩固定连接的安装筒，穿设于安装筒中且与安装筒滑移配合的安装杆，设置于安装杆远离安装筒一端用于抵紧透水管的按压板，以及设置于安装筒内用于推动安装杆朝向透水管方向滑移的弹簧。

通过采用上述技术方案，当渗入的水水压过大时，透水层吸水膨胀，并且在水压的推动下透水管朝向远离定位槽的方向发生偏移，安装杆朝向安装筒内滑移，弹簧收缩；排水结束后，在弹簧推力的作用下，安装杆朝向安装筒外滑移，按压板推动透水管朝向定位槽内滑移。通过设置安装筒、安装杆和按压板，提高透水管位移的流畅度。

可选的，所述按压板朝向透水管的一面为内凹的弧面，所述透水管被限制在按压板与定位槽形成的空间内。

通过采用上述技术方案，提高透水管在定位槽内的稳定性。

可选的，所述安装筒的内壁上沿轴线方向设置有限位槽，所述安装杆上凸出设置有限位块，限位块嵌设于限位槽中且与限位槽滑移配合。

通过采用上述技术方案，互相配合的限位槽和限位块可以对安装杆的滑移进行限制和引导，提高安装杆滑移的稳定性和流畅度；此外，还可以限制安装杆转动，使按压板的弧面始终与透水管对应，提高透水管的稳定性。

可选的，所述安装筒远离防护罩一端设置有开口，所述限位槽穿透安装筒的开口端；所述安装筒上螺接有用于封闭安装筒开口的盖体，所述盖体上设置有安装孔，所述盖体上设置有通槽，所述安装孔和通槽排布成的形状与安装杆和限位块排布成的形状适配。

通过采用上述技术方案，当需要对按压板进行更换时，旋拧盖体将盖体筒安装筒上拆下，向外拉动安装杆将安装杆从安装筒内拉出，然后转动安装杆，使限位块与通槽位置对应，向外拉动安装杆将安装杆从盖体上拆下，对安装杆和按压板进行整体的更换，将安装杆上的限位块与通槽对应插入盖体内，然后使限位块与定位槽对应，将安装杆插入安装筒内，然后旋拧盖体完成安装杆在安装筒内的固定。通过设置盖体并在盖体上设置通槽，提高对安装杆和按压板整体进行更换的便捷性。

可选的，所述初期支护层与二次衬砌层之间铺设有引水层，所述引水层与二次衬砌层之间铺设有防水层，所述引水管的外壁上设置有透水孔，所述引水层和防水层两端包裹于引水管外。

通过采用上述技术方案，引水层可以在初期支护层与二次衬砌层之间形成导流通道，便于将初期支护层上不同位置渗入的水导入引水管中；防水层可以对初期支护层和二次衬砌层进行隔离，阻止水渗入二次衬砌层内；通过设置引水层和防水层，可以进一步提高隧道的防水排水效果。

可选的，所述隧道底部位于初期支护层与二次衬砌层之间设置有管座，所述管座上设置有集水槽，所述引水管位于集水槽中。

通过采用上述技术方案，经过透水管以及引水层引入水的水大部分进入引水管中并排除，部分渗水会在集水槽中富集，并通过引水管外壁的透水孔进入引水管内排出。通过设置集水槽，可以对水进行富集，使水顺利渗入引水管中，阻止水的外溢。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置防护罩，在浇筑二次衬砌层时，可以对透水管进行防护，减小由于水泥砂浆的挤压透水管发生变形的可能，从而提高透水管的渗水引水效果，进而提高整个排水系统的排水效果；

2.通过设置透水层，既可以提高透水管的引水排水效果，还可以透水管上透水孔的堵塞，提高透水管渗水排水的流畅度；

3.通过设置弹性件，既可以起到防护作用，降低由于透水管与初期支护层抵靠过紧，导致水压过大对初期支护层造成的损伤，还可以对透水管进行固定，提高透水管的稳定性，此外，便于将透水层内残留的水排干，保证下一次排水工作的顺利进行；

4.通过设置引水层和防水层，可以进一步提高隧道的防水排水效果；

5.通过设置集水槽，可以对水进行富集，使水顺利渗入引水管中，阻止水的外溢。

附图说明

图1是本申请实施例中一种隧道环向排水系统的结构示意图；

图2是图1中A部分的局部放大示意图；

图3是本申请实施例中为展示透水管与防护罩配合所做的剖面图；

图4是图3中B部分的局部放大示意图；

图5是本申请实施例中弹性件的结构示意图；

图6是本申请实施例中引水层以及防水层与初期支护层配合的结构示意图。

附图标记说明：1、隧道；10、初期支护层；100、定位槽；101、透水层；11、二次衬砌层；12、管座；120、集水槽；2、引水层；20、热熔衬垫；21、水泥钉；3、防水层；4、透水管；5、引水管；6、泄水管；7、防护罩；8、弹性件；80、安装筒；800、限位槽；81、安装杆；810、限位块；82、按压板；83、弹簧；84、盖体；840、安装孔；841、通槽；9、导水管。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种隧道环向排水系统。参照图1，在隧道1施工中，隧道1一般包括外层的初期支护层10和内层的二次衬砌层11，初期支护层10可以控制围岩应力适量释放和变形，二次衬砌层11可以提高初期支护的强度，并承受后期围岩形变的压力。设定沿隧道1的拱形方向为隧道1的环向，沿隧道1的延伸方向为纵向。

参照图2，隧道环向排水系统包括铺设于初期支护层10上用于对渗水进行引导的引水层2，铺设于引水层2与二次衬砌层11之间的防水层3，若干设置于初期支护层10与引水层2之间用于对施工缝处的渗水进行引导的透水管4，设置于初期支护层10与引水层2之间用于对透水管4以及引水层2引出的水进行富集的引水管5，以及与引水管5连通用于将水排出的泄水管6；引水层2可以选用任意具有吸水引水的材质，在本实施例中，引水层2采用350g/m²的土工布，引水层2与防水层3之间可以形成导流通道；防水层3可以采用1.5mm厚的EVA防水板，隔离引水层2与二次衬砌层11，阻止水渗入二次衬砌层11。

参照图2，透水管4沿隧道1的环向布设，若干透水管4沿隧道1的纵向方向排布，具体的可以根据实际施工缝的位置、渗水情况等调整透水管4的布设数量，在本实施例中，透水管4每隔10m布设一道，透水管4的外壁上设置有透水孔，便于水的渗入，透水管4可以采用透水盲管或外壁打孔的波纹管，为了便于安装，在本实施例中，透水管4采用外壁打孔的波纹管；引水管5有两条且分别布设于隧道1相对的两侧，透水管4的两端分别与两根引水管5连通，引水管5的外壁上开设有透水孔，具体的，引水管5可以采用外壁打孔的波纹管，引水层2和防水层3包裹于引水管5外，从而使引水管5可以对透水管4以及引水层2引出的水进行充分的富集。泄水管6埋设于隧道1的中心位置且沿隧道1的纵向方向延伸，泄水管6可以采用排水盲沟或者排水管与引水管5连通。隧道1底部位于初期支护层10与二次衬砌层11之间浇筑有管座12，管座12沿隧道1的纵向方向延伸，管座12上开设有集水槽120，引水管5位于集水槽120内，管座12可以提高引水管5与泄水管6之间的高度差，便于水的排出，集水槽120可以对水进行富集，使水顺利渗入引水管5中，阻止水的外溢。

参照图3和图4，透水管4外设置有防护罩7，从而降低砌筑二次衬砌层11时水泥砂浆对透水管4的压力；防护罩7可以采用外壁开孔的U型金属板，在本实施例中，为了便于安装，防护罩7采用细格铁丝网，防护罩7与初期支护层10可以采用膨胀螺栓固定；初期支护层10上沿透水管4的布设方向开设有定位槽100，透水管4的外壁位于定位槽100中，从而便于透水管4与施工缝等透水部位保持对应；定位槽100与透水管4之间垫设有透水层101，具体的透水层101可以采用透水海绵、棉花等具有一定吸水透水的材质制成，透水层101既可以对渗入的水进行引导和过滤，还可以减小初期支护层10与透水管4抵接处对透水管4上透水孔的堵塞。防护罩7与透水管4之间设置有若干弹性件8，若干弹性件8沿透水管4的长度方向排布，透水管4与弹性件8弹性抵接，当渗水水压过大时，使透水管4有一定的位移空间，降低对初期支护层10的损伤。

参照图4和图5，弹性件8包括一端与防护罩7固定连接的安装筒80，穿设于安装筒80中且与安装筒80滑移配合的安装杆81，设置于安装杆81远离安装筒80一端用于抵紧透水管4的按压板82，以及设置于安装筒80内用于推动安装杆81朝向透水管4方向滑移的弹簧83；安装筒80与防护罩7可以采用焊接的方式固定，安装筒80远离防护罩7的一端开口，安装筒80上螺接有用于封闭安装筒80开口的盖体84；盖体84上开设有安装孔840，安装杆81为圆柱形杆且一端穿过安装孔840位于安装筒80内，安装筒80的内壁上开设有限位槽800，限位槽800沿轴线方向延伸且穿透安装筒80的开口端，安装杆81上与限位槽800对应的位置凸出设置有限位块810，限位块810嵌设于限位槽800中且与限位槽800滑移配合，互相配合的限位块810和限位槽800可以对安装杆81进行限制，在保证安装杆81滑移的同时限制安装杆81转动。

参照图5，盖体84的端面上开设有通槽841，安装孔840和通槽841排布成的形状与安装杆81和限位块810排布成的形状适配，通槽841和限位槽800错位设置，当需要拆卸更换安装杆81时，拆下盖体84，将安装杆81从安装筒80中拔出，转动安装杆81使限位块810与通槽841对应，向外拉动完成安装杆81的拆卸。按压板82远离安装杆81的一面为内凹的弧面，从而便于安装板将透水管4抵紧；弹簧83设置于安装筒80中且两端分别与安装筒80以及安装杆81抵接，弹簧83始终处于压缩状态。

为了便于固定引水层2和防水层3，参照图6，引水层2上固接有多个热熔衬垫20，具体的，热熔衬垫20与引水层2以及初期支护层10采用水泥钉21固定，防水层3与热熔衬垫20焊接固定。

为了进一步提高排水效果，参照图2，初期支护层10内设置有若干导水管9，可以根据实际施工缝的位置、渗水情况调整导水管9的数量，导水管9的外壁上设置有透水孔，便于水的渗入，具体的导水管9可以采用透水盲管或外壁打孔的波纹管，导水管9与引水管5连通，从而便于渗水的排出。

本申请实施例一种隧道环向排水系统的实施原理为：当雨水通过隧道1初期支护层10的施工缝渗入时，引水层2可以在初期支护层10与二次衬砌层11之间形成导流通道，便于将初期支护层10上不同位置渗入的水导入引水管5中，防水层3可以对初期支护层10和二次衬砌层11进行隔离，阻止水渗入二次衬砌层11内，提高引水层2导流的流畅度。初期支护层10内渗水比较严重部位渗入的水可以通过导水管9导入引水管5中排出，透水管4可以将初期支护层10施工缝处的渗水导入引水管5中，定位槽100可以将透水管4限制在初期支护层10的施工缝或者漏水比较严重的部位，透水层101对渗入的水进行引导，并对透水管4起到支撑作用，还可以对渗入的水进行过滤，减小透水管4上透水孔的堵塞，提高透水管4渗水引水的流畅度。引水层2、透水管4和导水管9可以将大部分渗入的水导入引水管5中，部分渗水会在集水槽120中富集，阻止水的外溢，并通过引水管5外壁的透水孔进入引水管5，引水管5中的水通过泄水管6排出。防护罩7可以对透水管4进行防护，减小由于水泥砂浆的挤压透水管4发生变形的可能，从而提高透水管4的渗水引水效果。

当渗入的水水压过大时，透水层101吸水膨胀，并且在水压的推动下透水管4朝向远离定位槽100的方向发生偏移，安装杆81朝向安装筒80内滑移，弹簧83收缩，互相配合的限位槽800和限位块810可以对安装杆81的滑移进行限制和引导，提高安装杆81滑移的稳定性和流畅度，排水结束后，在弹簧83推力的作用下，安装杆81朝向安装筒80外滑移，按压板82推动透水管4朝向定位槽100内移动，将透水管4固定到定位槽100中；弹性件8既可以起到防护作用，降低由于透水管4与初期支护层10抵靠过紧，导致水压过大对初期支护层10造成的损伤，还可以对透水管4进行固定，提高透水管4的稳定性，此外，便于将透水层101内残留的水排干，保证下一次排水工作的顺利进行。综上所述，通过设置防护罩7，在浇筑二次衬砌层11时，防护罩7可以对透水管4进行防护，减小由于水泥砂浆的挤压透水管4发生变形的可能，从而提高透水管4的渗水引水效果，进而提高整个排水系统的排水效果。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种隧道环向排水系统，设置于隧道(1)的初期支护层(10)和二次衬砌层(11)之间，其特征在于：包括若干环向设置于初期支护层(10)与二次衬砌层(11)之间用于对渗水进行引导的透水管(4)，以及设置于隧道(1)底部用于对透水管(4)内的水进行富集和排出的引水管(5)；所述透水管(4)的外壁上设置有透水孔，所述透水管(4)外罩设有防护罩(7)，所述防护罩(7)与初期支护层(10)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种隧道环向排水系统，其特征在于：所述初期支护层(10)上沿透水管(4)的布设方向设置有定位槽(100)，所述透水管(4)嵌设于定位槽(100)中。

3.根据权利要求2所述的一种隧道环向排水系统，其特征在于：所述定位槽(100)内垫设有吸水透水的材质制成透水层(101)，所述透水管(4)与透水层(101)抵接。

4.根据权利要求3所述的一种隧道环向排水系统，其特征在于：所述防护罩(7)与透水管(4)之间设置有弹性件(8)，所述透水管(4)与防护罩(7)之间存在间距且与弹性件(8)弹性抵接。

5.根据权利要求4所述的一种隧道环向排水系统，其特征在于：所述弹性件(8)包括一端与防护罩(7)固定连接的安装筒(80)，穿设于安装筒(80)中且与安装筒(80)滑移配合的安装杆(81)，设置于安装杆(81)远离安装筒(80)一端用于抵紧透水管(4)的按压板(82)，以及设置于安装筒(80)内用于推动安装杆(81)朝向透水管(4)方向滑移的弹簧(83)。

6.根据权利要求5所述的一种隧道环向排水系统，其特征在于：所述按压板(82)朝向透水管(4)的一面为内凹的弧面，所述透水管(4)被限制在按压板(82)与定位槽(100)形成的空间内。

7.根据权利要求6所述的一种隧道环向排水系统，其特征在于：所述安装筒(80)的内壁上沿轴线方向设置有限位槽(800)，所述安装杆(81)上凸出设置有限位块(810)，限位块(810)嵌设于限位槽(800)中且与限位槽(800)滑移配合。

8.根据权利要求7所述的一种隧道环向排水系统，其特征在于：所述安装筒(80)远离防护罩(7)一端设置有开口，所述限位槽(800)穿透安装筒(80)的开口端；所述安装筒(80)上螺接有用于封闭安装筒(80)开口的盖体(84)，所述盖体(84)上设置有安装孔(840)，所述盖体(84)上设置有通槽(841)，所述安装孔(840)和通槽(841)排布成的形状与安装杆(81)和限位块(810)排布成的形状适配。

9.根据权利要求7所述的一种隧道环向排水系统，其特征在于：所述初期支护层(10)与二次衬砌层(11)之间铺设有引水层(2)，所述引水层(2)与二次衬砌层(11)之间铺设有防水层(3)，所述引水管(5)的外壁上设置有透水孔，所述引水层(2)和防水层(3)两端包裹于引水管(5)外。

10.根据权利要求7所述的一种隧道环向排水系统，其特征在于：所述隧道(1)底部位于初期支护层(10)与二次衬砌层(11)之间设置有管座(12)，所述管座(12)上设置有集水槽(120)，所述引水管(5)位于集水槽(120)中。

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