一种高速铁路单线隧道基地减压排水系统技术方案

本实用新型专利技术属于隧道及地下工程领域，为了解决现有高速铁路单线隧道基底排水系统的不足，本实用新型专利技术提供了一种高速铁路单线隧道基地减压排水系统，包括隧道内两侧的排水侧沟和设于排水侧沟顶部的盖板，在排水侧沟下方、靠近隧道中心的初期支护二次衬砌外侧设有若干沿隧道纵向间隔分布的渗水井，各渗水井与排水侧沟之间连接有若干竖向设置的排水导管，排水导管的底端埋入渗水井的底部并包裹有透水土工布，排水导管的顶端由排水侧沟的侧壁接入排水侧沟内。本实用新型专利技术通过预设渗水井汇集基底地下水，在水头压力的作用下，该部分水经预先埋设的排水导管排至隧道排水侧沟，最终排向洞外。

【技术实现步骤摘要】
一种高速铁路单线隧道基地减压排水系统
本技术属于隧道及地下工程领域，具体涉及一种高速铁路单线隧道基地减压排水系统。
技术介绍
隧道的防排水技术，一直就是隧道设计过程中的重要环节，隧道设计对地下水的处理将影响到结构的受力、生态环境的影响程度等。对于修建于富水地区的高速铁路隧道，由于基底受地下水压力的作用，导致仰拱在水压力作用下，产生仰拱抬升、开裂变形的病害，以至于高速铁路轨道发生变形，致使线路不平顺，对后期运营留下严重的安全隐患，造成生命财产损失。为防止由于地下水压力过大，而导致隧道仰拱承受过大的作用力，致使仰拱隆起变形，破坏高速铁路线路的平顺性，有部分学者对其做了研究，提出了一些施工措施。王元清在《富水隧道分区减压防排水技术研究》一文中提出，在中央排水沟底部预先安装PVC管与基底联通，以期在水压力增大时，地下水可以沿导管排往中央排水沟，这种方法理论上是可行的，但在实际应用过程中，PVC管容易发生堵管现象，同时由于单线隧道未设置中央排水沟，不易实现排水效果。德国的一些山岭隧道由于埋深不大，采用全封堵结构，但水头较高时采用在仰拱以下设置排水沟的方法来降低水力，该方法可以有效的将基底地下水排出隧道之外，降低基底压力，但该方法需要在隧道衬砌内外施作排水沟，工程量较大。如专利201610419973.8，其原理是通过将两侧深埋排水盲沟与横向排水盲管连通实现隧道基底排水，同时利用排水盲沟内的降压井实现对基底水的泄压，该排水系统存在如下弊端：1、其深埋排水盲沟设于隧道内水沟的正下方，且排水盲沟是沿隧道纵向通长设计，则在隧道基底下半断面开挖时需要同步开槽施工位于隧道衬砌外侧的排水盲沟，工程量大，成本高，会对隧道的整体施工进度造成影响；2、通长设置的深埋排水盲沟会对隧道衬砌层的承载均匀性造成影响，为了保证隧道衬砌层承载均匀性，排水盲沟宽度不能过大且应尽量与隧道内水沟上下对齐，对施工的精确度要求较高；3、降压井顶端高出隧道内水沟过水断面，即降压井和钢花管只起到基底泄压的作用，深埋排水盲沟起主要排水作用，但当富水地区的隧道基底出现大量积水且深埋排水盲沟发生纵向堵塞时，完全不能实现排水作用，且地下堵塞点难以排查，造成清堵成本高。
技术实现思路
本技术为了解决现有高速铁路单线隧道基底排水系统的不足，避免仰拱隆起变形，造成铁路运营过程中安全隐患，本技术提供了一种高速铁路单线隧道基地减压排水系统。本技术采用如下技术方案：一种高速铁路单线隧道基地减压排水系统，包括隧道内两侧的排水侧沟和设于排水侧沟顶部的盖板，在排水侧沟下方、靠近隧道中心的初期支护二次衬砌外侧设有若干沿隧道纵向间隔分布的渗水井，各渗水井与排水侧沟之间连接有若干竖向设置的排水导管，排水导管的底端埋入渗水井的底部并包裹有透水土工布，排水导管的顶端由排水侧沟的侧壁接入排水侧沟内。所述渗水井断面为矩形结构，断面尺寸为长×宽=（60cm~80cm）×（60cm~80cm），渗水井靠近隧道中心侧井壁的深度不小于80cm，其它井壁深度以隧道仰拱的衬砌轮廓而定。所述渗水井之间的纵向间距为15m~20m。所述各渗水井内的排水导管之间的纵向间距为15~20cm。所述排水导管为“倒L”结构，横管端与盖板以下5cm处的排水侧沟侧壁垂直连接，埋入渗水井的竖管段设有梅花形的渗水孔，渗水孔之间的间距为5~10cm。所述渗水井内填充有碎石。本技术具有如下有益效果：1、本技术通过在隧道仰拱基底预设渗水井，以汇集隧道仰拱基底的地下水，渗水井汇集的地下水，在水头压力的作用下，该部分水经预先埋设的排水导管排至隧道排水侧沟，最终排向洞外，较已有基底减压排水系统创新之处在于设置了基底渗水井，将水汇集于渗水井之中，进而有利于地下水的排出。2、根据地层的富水情况，可以合理的布置渗水井的数量，使设计更为合理、有效，进而减少工程量，缩短工期；同时在排水导管伸入渗水井端用透水土工布包裹端头，从而避免渗水管堵塞，保证基底水的顺利排除，减小基底水压力，进而减小了工程隐患；3、渗水井间隔布置，有利于排查渗水井的排水状态和清堵。附图说明图1为本技术的横向断面图；图2为2-2剖视图；图3为1-1剖视图；图4为排水导管的结构示意图；图中：1-盖板、2-排水侧沟、3-透水土工布、4-排水导管、5-渗水井、6-电缆槽、7-初期支护二次衬砌、8-碎石、9-渗水孔。具体实施方式结合附图，对本技术的具体实施方式作进一步说明：如图1所示的高速铁路单线隧道基地减压排水系统，包括隧道内两侧的排水侧沟和设于排水侧沟顶部的盖板，在排水侧沟下方、靠近隧道中心的初期支护二次衬砌外侧设有若干沿隧道纵向间隔分布的渗水井，各渗水井与排水侧沟之间连接有若干竖向设置的排水导管，排水导管的底端埋入渗水井的底部并包裹有透水土工布，排水导管的顶端由排水侧沟的侧壁接入排水侧沟内。在仰拱开挖完成之后，在排水侧沟下方、隧道中心侧合适距离，开挖矩形断面渗水井，断面尺寸为长×宽=（60cm~80cm）×（60cm~80cm），渗水井深度以靠近隧道中心侧井壁深度为参考，以80cm为宜，其它井壁深度以隧道仰拱轮廓而定。排水导管的结构如图4所示，为倒L型，埋入渗水井段梅花型布置渗水孔，孔间距以5~10cm为宜。预埋排水导管，建议采用Φ100PVC管；排水导管伸入渗水井段采用透水土工布绑扎；排水导管另一端在盖板以下5cm处将水引入排水侧沟。如图2所示，排水导管沿隧道纵向布置，间距以15~20cm为宜；渗水井间距根据隧道围岩富水情况以15m~20m为宜。如图3所示，固定排水导管，将渗水井内采用干净碎石加以填充，确保渗水井内的透水性。完成以上工序后，在保证排水导管安全的情况下进行后续施工。该系统能够成功的汇集地下水，同时也能够顺利的将基底地下水排向隧道排水侧沟，进而减小基底水压力，防止仰拱隆起变形，减少高速铁路后期运营过程中的工程隐患。其应用简单、效果明显，保证了安全、质量、工期、效益等各种因素、使隧道施工水平又提高了一步，针对性强，具有极其广泛的推广价值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速铁路单线隧道基地减压排水系统，包括隧道内两侧的排水侧沟（2）和设于排水侧沟（2）顶部的盖板（1），其特征在于：在排水侧沟（2）下方、靠近隧道中心的初期支护二次衬砌外侧设有若干沿隧道纵向间隔分布的渗水井（5），各渗水井（5）与排水侧沟（2）之间连接有若干竖向设置的排水导管（4），排水导管（4）的底端埋入渗水井（5）的底部并包裹有透水土工布（3），排水导管（4）的顶端由排水侧沟（2）的侧壁接入排水侧沟（2）内。

【技术特征摘要】
1.一种高速铁路单线隧道基地减压排水系统，包括隧道内两侧的排水侧沟（2）和设于排水侧沟（2）顶部的盖板（1），其特征在于：在排水侧沟（2）下方、靠近隧道中心的初期支护二次衬砌外侧设有若干沿隧道纵向间隔分布的渗水井（5），各渗水井（5）与排水侧沟（2）之间连接有若干竖向设置的排水导管（4），排水导管（4）的底端埋入渗水井（5）的底部并包裹有透水土工布（3），排水导管（4）的顶端由排水侧沟（2）的侧壁接入排水侧沟（2）内。2.根据权利要求1所述的高速铁路单线隧道基地减压排水系统，其特征在于：所述渗水井（5）断面为矩形结构，断面尺寸为长×宽=（60cm~80cm）×（60cm~80cm），渗水井（5）靠近隧道中心侧井壁的深度不小于80cm，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁胜国，李兴春，宋振军，
申请(专利权)人：中铁十二局集团有限公司，中铁十二局集团第三工程有限公司，
类型：新型
国别省市：山西,14