铁路隧道底部结构排水装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及隧道排水技术领域，具体涉及铁路隧道底部结构排水装置。该排水装置包括：一个以上的级配碎石包和导水管；级配碎石包设置于隧道基岩出水点处的空洞中；导水管的一端插入级配碎石包内，另一端与中心排水管相连，中心排水管设置于隧道仰拱结构底部。本实用新型专利技术压力裂隙水中围岩颗粒被阻挡在土工布外，随着围岩颗粒的汇聚，对压力水出水点形成封堵作用，阻止围岩中细小颗粒持续流失；同时阻止围岩颗粒进入隧道排水系统，减少隧道维护工作量；压力裂隙水直接作用于级配碎石包，级配碎石耗散裂隙水压力，裂隙水受到水位高差引起的静水压力作用流入导水管内并引排至中心水管，避免压力水对混凝土结构的冲刷，保证使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及隧道排水
，具体涉及铁路隧道底部结构排水装置。
技术介绍
结合中国铁路总公司进行的铁路隧道结构病害普查数据，衬砌渗漏水、衬砌开裂及底部结构损坏是铁路隧道的主要病害类型，比例约占所有病害的97％，其中，隧道底部结构病害类型又可分为多种，如铺底破坏、翻浆冒泥、侧沟破损等，此类病害的产生与结构底部排水方案的优劣存在直接联系。近年来，设计有仰拱的铁路隧道底部排水方案经过不断优化与改良，主要包含以下几种：第一种，仅在隧道两侧设置侧沟。此方案中，侧沟承接隧道环向盲管和纵向盲管汇集的渗水排至隧道外部。太中银铁路、朔黄铁路部分隧道采用了此类方案。第二种，隧道两侧设置侧沟，隧道中心设置排水管，中心排水管置于仰拱填充混凝土内。此方案中，侧沟承接隧道环向盲管和纵向盲管汇集的渗水并将一部分排至隧道外部，同时通过PVC导水管与中心排水管相连，将水引至中心排水管并排至隧道外。山西中南部铁路通道、蒙西至华中铁路通道部分隧道隧底采用了此类方案。第三种，隧道两侧设置侧沟，隧道中心设置排水管，中心排水管置于仰拱结构底部。此方案中，侧沟承接隧道环向盲管和纵向盲管汇集的渗水并将一部分排至隧道外部，侧沟通过PVC导水管与中心排水管检查井相连，可将水引至检查井内并通过中心排水管排至隧道外，同时在仰拱底部铺设透水盲管并连接到中心排水管检查井内，可将仰拱底部积水和环向及纵向盲管部分积水汇集至检查井并通过中心排水管排出。该方案能够将隧道仰拱底部积水顺利引排。张家口至呼和浩特铁路、吉林至珲春铁路工程、武九客专瑞昌至九江铁路部分隧道采用了此类方案。以上是我国铁路隧道底部排水设计所采用的主要方案，其效果能在不同程度上将隧道上部结构和底部结构外部的渗水和积水排出，对减少隧道底部渗漏水及次生病害的发生具有显著作用。然而隧道开挖的过程造成了围岩裂隙的扩张和裂隙水压力改变，不但使更多的围岩颗粒发生脱落和飘移，还在基岩面上形成一些出水点，隧道底部结构施做前会对裂隙水进行处理，但处理效果往往达不到预期，在效果较差的区域，具有一定压力并挟裹有大量围岩颗粒的裂隙水长期冲刷隧道底部结构，若利用导管直接引排则会出现以下问题：问题一，围岩裂隙内的细颗粒会在压力水流作用下脱落并流出，造成渗水量进一步增加甚至形成结构底部的围岩空洞，对围岩稳定和结构受力产生不利影响；问题二，随着裂隙水进入排水系统，其中的围岩颗粒不断汇聚和沉积，往往使导管甚至中心水管发生堵塞，从而加大了隧道维护的工作量，若维护不及时，不但会降低排水系统的排水能力，还将导致积水长期停留，加剧隧道底部结构病害的产生；问题三，利用导管直接引排裂隙水时，导管接入口周边的混凝土衬砌结构将受到压力水流的长时间冲刷，而混凝土结构的抗冲刷磨蚀性和抗渗性有限，其使用寿命将大为缩短。对于具有一定压力的围岩裂隙水，上文提到的多种排水方案均缺乏应对措施。隧道底部排水系统的优劣对隧道基底病害的防治具有关键作用，结合隧道排水系统的工作机制和破坏机理采取针对性措施，设计一种能够稳定有效地保持排水系统持久工作的装置和方案已成为工程亟需。
技术实现思路
本技术的实施例提供一种铁路隧道底部结构排水装置，能够解决对挟裹围岩颗粒的压力裂隙水进行过滤并消抵水压力的问题。根据本技术的提供一种铁路隧道底部结构排水装置，其包括：一个以上的级配碎石包和导水管；所述级配碎石包设置于隧道基岩出水点处的空洞中；所述导水管的一端插入所述级配碎石包内，另一端与中心排水管相连，所述中心排水管设置于隧道仰拱结构底部。在一些实施例中，优选为，插入所述级配碎石包内的导水管垂直穿过隧道仰拱面。在一些实施例中，优选为，所述级配碎石包在与导入管的连接处设置封口环。在一些实施例中，优选为，所述封口环的两侧分别设置防脱环。在一些实施例中，优选为，所述导水管包括第一段导水管、第二段导水管，所述第一段导水管的一端插入所述级配碎石包内，另一端穿过隧道仰拱面设定长度后，通过弯头与所述第二段导水管相连，所述第二段导水管与所述中心排水管相连。在一些实施例中，优选为，所述设定长度为20-30毫米。在一些实施例中，优选为，所述空洞直径在400-500毫米；和/或所述级配碎石包内导入管的长度为15cm。在一些实施例中，优选为，所述级配碎石包包括：土工布和包裹于所述土工布内的级配碎石。在一些实施例中，优选为，所述级配碎石的骨料粒径为30-60毫米。在一些实施例中，优选为，所述的铁路隧道底部结构排水装置还包括：横向引水管，所述横向引水管的一端连接环向盲管或纵向盲管，另一端连接所述中心排水管。本技术提供的方案中级配碎石包的设置，压力裂隙水中的围岩颗粒被阻挡在土工布外，随着围岩颗粒的不断汇聚，对压力水的出水点形成一定封堵作用，阻止了围岩中细小颗粒的持续流失，保持了围岩的完整和稳定；在排出积水的同时阻止了围岩颗粒进入隧道排水系统，不但减少了隧道维护工作量，而且保证了隧道排水系统稳定有效地持久工作；压力裂隙水的压力直接作用于级配碎石包上，由弹性土工布包裹的级配碎石耗散了裂隙水的压力，裂隙水受到水位高差引起的静水压力作用流入与级配碎石包连接的PVC导水管内并引排至中心水管，由此避免了压力水对混凝土结构的冲刷，保证了其使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行论述，显然，在结合附图进行描述的技术方案仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。图1是本技术一个实施例中铁路隧道底部结构排水装置的结构示意图；图2是图1中A处的放大图；图3是环状防脱环的截面示意图。图4是本技术一个实施例中铁路隧道底部结构排水装置设置方法的示意图。注：1环向盲管；2纵向盲管；3横向引水管；4级配碎石包；5导水管；7中心排水管；8隧道中线；9封口环；10防脱环；11级配碎石；12土工布；51第一段PVC导水管；52PVC弯头；53第二段PVC导水管。具体实施方式以下将结合附图对本技术各实施例的技术方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在不需要创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都在本技术所保护的范围内。考虑到现有我国既有铁路隧道底部排水设计方案具有排出围护结构外部渗水和积水的功能，然而对于具有一定压力的围岩裂隙水缺乏应对措施，具有一定压力的围岩裂隙水对隧道结构产生的影响十分不利，本实施例提供了一种铁路隧道底部结构排水装置及设置方法。该排水装置包括：一个以上的级配碎石包和导水管；级配碎石包设置于隧道基岩出水点处的空洞中；导水管的一端插入级配碎石包内，另一端与中心排水管相连，中心排水管设置于隧道仰拱结构底部。由于本技术中级配碎石包的设置，压力裂隙水中的围岩颗粒被阻挡在土工布外，随着围岩颗粒的不断汇聚，对压力水的出水点形成一定封堵作用，阻止了围岩中细小颗粒的持续流失，保持了围岩的完整和稳定；在排出积水的同时阻止了围岩颗粒进入隧道排水系统，不但减少了隧道维护工作量，而且保证了隧道排水系统稳定有效地持久工作；压力裂隙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路隧道底部结构排水装置，其特征在于，包括：一个以上的级配碎石包和导水管；所述级配碎石包设置于隧道基岩出水点处的空洞中；所述导水管的一端插入所述级配碎石包内，另一端与中心排水管相连，所述中心排水管设置于隧道仰拱结构底部。

【技术特征摘要】
1.一种铁路隧道底部结构排水装置，其特征在于，包括：一个以上的级配碎石包和导水管；所述级配碎石包设置于隧道基岩出水点处的空洞中；所述导水管的一端插入所述级配碎石包内，另一端与中心排水管相连，所述中心排水管设置于隧道仰拱结构底部。2.如权利要求1所述的铁路隧道底部结构排水装置，其特征在于，插入所述级配碎石包内的导水管垂直穿过隧道仰拱面。3.如权利要求1所述的铁路隧道底部结构排水装置，其特征在于，所述级配碎石包在与导入管的连接处设置封口环。4.如权利要求3所述的铁路隧道底部结构排水装置，其特征在于，所述封口环的两侧分别设置防脱环。5.如权利要求1所述的铁路隧道底部结构排水装置，其特征在于，所述导水管包括第一段导水管、第二段导水管，所述第一段导水管的一端插入所述级配碎石包内，另一端穿过隧道仰拱...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭斌，赵勇，倪光斌，林传年，魏峰，吕刚，陈学峰，刘建友，陈志广，王杨，于鹤然，刘方，张矿三，张延，
申请(专利权)人：中铁工程设计咨询集团有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11