一种新型隧道排水系统构造技术方案

一种新型隧道排水系统构造，通过对传统双线铁路隧道的排水系统进行优化改造，消除地下水对隧道衬砌底部结构的作用，有效解决岩溶或地下水发育地区隧道仰拱上浮变形或隧底结构开裂破坏的问题，以确保隧道施工和运营的稳定及安全性。排水系统包括拱墙范围排水系统和设置于隧底横向两侧的侧沟构筑体。所述两侧侧沟构筑体和隧底中部开挖面之上设置底板，底板与其下文方的侧沟构筑体槽型空腔构成隧道纵向排水通道。所述排水系统还包括隧底排水系统和道床积水排泄系统，拱墙范围排水系统、隧底排水系统和道床积水排泄系统与两侧槽型空腔相连通。

A new type of tunnel drainage system structure

A new type of tunnel drainage system is constructed. Through the optimization of the drainage system of the traditional double line railway tunnel, the effect of groundwater on the bottom structure of the tunnel lining is eliminated, and the problems of the upward floating deformation of the tunnel and the cracking of the tunnel structure in the karst or groundwater developing areas are effectively solved, so as to ensure the construction and operation of the tunnel. Stability and safety. The drainage system includes arch drainage system and side ditch structure on both sides of the tunnel bottom. The floor is set on the sides of the side ditch structure and the middle excavation face of the tunnel bottom, and the bottom plate and the trough type cavity of the side ditch of the following side constitute the longitudinal drainage channel of the tunnel. The drainage system also includes the tunnel bottom drainage system and the ballast drainage system, the arch wall range drainage system, the tunnel bottom drainage system and the ballast drainage system are connected with the two side slot cavity.

【技术实现步骤摘要】
一种新型隧道排水系统构造
本技术涉及隧道排水系统构造，特别涉及一种运用于地下水发育地段、地下水受季节影响不规律地段或岩溶地区的隧道的排水系统构造。
技术介绍
随着我国铁路建设高速发展，高标准双线铁路修建越来越多。特别在西南山区，一方面，由于石灰岩地层广泛分布；另一方面，对高速铁路，线路展线受曲线半径大、地形地质条件复杂等多种因素的制约，导致岩溶隧道规模(数量及长度)迅速增加。由于岩溶及岩溶水发育具有复杂性、多样性及无规律性等特点，长大岩溶隧道修建风险特别是运营风险越来越高。近年来，宜万、沪昆、贵广等高速铁路隧道运营期间发生了若干起无砟道床变形、仰拱及填充隆起等水害事件，引起了铁路设计、施工、建设和运营各方的高度重视。传统设计的隧道大部分为有仰拱衬砌，以单洞双线隧道为例，其排水系统以“隧道体内排水”为主要模式，地下水排放路径为：围岩→初期支护→排水盲管→侧沟→横向排水管→中心水沟，即隧道结构周边的水通过初期支护渗透经由排水盲管引排进入隧道结构本体之内的中心水沟，最终排出洞外。目前双线铁路隧道的排水系统主要的缺陷在于以下几方面：①有压地下水的泄压点均位于设置在衬砌主体结构内部，致使衬砌主体结构承受静水压或动水压的范围均较大。②中心水沟(或侧沟)设于隧道结构之内，主要引排拱墙范围的周边地下水，隧道仰拱以下的积水无法有效引排，一旦在连续降雨或暴雨天气下，局部地段仰拱下裂隙水或管道水因无法及时引排导致水压急剧升高。在高水压作用下，致使隧底仰拱开裂破损。③围岩水需要经过环、纵向盲管、侧沟及横向排水管多次引排最终引至中心沟，排水路径长，失效概率大。一旦某个部位出现问题，整个排水路径将会失效。④受道床结构、洞内附属构筑物需要及隧道断面工程经济性的制约，考虑施工难易程度，洞内侧沟或中心水沟的过水断面自由度不大，过水能力受限，往往引起洞内水害。⑤由于隧底为圆弧状，开挖控制较困难，隧底虚渣完全清理干净难度大，运营期间由于隧底地下水无法引排，加之列车动荷载反复作用，极易造成隧底翻浆冒泥等灾害。因此，优化改良排水系统，保证排水通畅，消除隧底结构水压，成为降低地下水发育地段、地下水受季节影响不规律地段及岩溶地区隧道水害风险，保证运营安全的迫切需要。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供了一种新型隧道排水系统构造，通过对传统双线铁路隧道的排水系统进行优化改造，消除地下水对隧道衬砌底部结构的作用，有效解决岩溶或地下水发育地区隧道仰拱上浮变形或隧底结构开裂破坏的问题，以确保隧道施工和运营的稳定及安全性。本技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：本技术的一种新型隧道排水系统构造，排水系统包括拱墙范围排水系统和设置于隧底横向两侧的侧沟构筑体，其特征是：所述两侧侧沟构筑体和隧底中部开挖面之上设置底板，底板与其下文方的侧沟构筑体槽型空腔构成隧道纵向排水通道；所述排水系统还包括隧底排水系统和道床积水排泄系统，拱墙范围排水系统、隧底排水系统和道床积水排泄系统与两侧槽型空腔相连通。所述拱墙范围排水系统包括环向排水盲管和边墙泄水管，环向排水盲管位于拱墙初期支护结构和拱墙二次衬砌结构间，沿隧道开挖方向间隔布设于无纺土工布与防水板间并于边墙下部直接引入槽型空腔内；所述边墙泄水管沿隧道开挖方向间隔布设并伸入围岩一定长度，以疏干边墙范围地下水并泄压。所述隧底排水系统包括隧底纵向盲沟和隧底泄水管，隧底纵向盲沟布置于底板以下靠近两侧侧沟构筑体处，以汇集并疏干隧底地下水；所述隧底泄水管沿隧道开挖方向间隔布设于侧沟构筑体内，一端伸入隧底纵向盲沟，另一端引入槽型空腔内，以引排隧底纵向盲沟汇水。所述道床积水排泄系统包括沿隧道开挖方向间隔布设于底板上的侧泄水孔，侧泄水孔将道床积水分别引至两侧槽型空腔内。本技术的有益效果是，与传统双线铁路隧道的排水系统相比，不设置中心水沟，拱墙环向盲管直接引入侧沟中，排水路径更短，可靠性更高；共设置了拱墙范围排水系统、隧底排水系统及隧道内排水系统三套排水系统，排水能力更强，能有效疏干拱墙范围及隧底地下水，避免传统衬砌结构因地下水排泄不畅或暴雨季节地下水量骤增导致仰拱后衬砌结构开裂破坏；设置的边墙泄水管，可充分疏干边墙范围围岩中的地下水并提前泄压；隧道排水通道位于底板以下，能始终确保隧底地下水位位于底板底面标高以下，彻底消除地下水对隧道底板结构的水压力作用；侧沟构筑体位于底板以下，过水断面尺寸设置的自由度高，过水能力大，可取代传统地下水发育地段隧道工程设置的泄水洞，平均每公里隧道工程可节省工程造价超过一千万，经济效益十分显著。附图说明本说明书包括如下三幅附图：图1为本技术一种新型隧道排水系统构造的断面图；图2为图1中A局部的放大图；图3为沿图1中I-I线的剖图。图中示出构件、部位名称及所对应标记：拱墙初期支护结构10、找平层12、无纺土工布20a、防水板20b；环向排水盲管31a、边墙泄水管31b、隧底纵向盲沟32a、隧底泄水管32b、侧泄水孔33、拱墙二次衬砌结构40、底板41、侧沟构筑体42、槽型空腔B、电缆沟槽50。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进行详细说明。参照图1，一种新型隧道排水系统构造，排水系统包括拱墙范围排水系统和设置于隧底横向两侧的侧沟构筑体42。所述两侧侧沟构筑体42和隧底中部开挖面之上设置底板41，底板41与其下文方的侧沟构筑体42槽型空腔B构成隧道纵向排水通道。所述排水系统还包括隧底排水系统和道床积水排泄系统，拱墙范围排水系统、隧底排水系统和道床积水排泄系统与两侧槽型空腔B相连通。共设置了三套排水系统，排水能力更强，能有效疏干拱墙范围及隧底地下水，避免传统衬砌结构因地下水排泄不畅或暴雨季节地下水量骤增导致仰拱后衬砌结构开裂破坏。侧沟构筑体42位于底板41以下两侧边墙底部，过水断面尺寸设置的自由度高，过水能力大，能始终确保隧底地下水位位于底板底面标高以下，彻底消除地下水对隧道底板结构的水压力作用。参照图1和图2，所述拱墙范围排水系统包括环向排水盲管31a和边墙泄水管31b，环向排水盲管31a位于拱墙初期支护结构10和拱墙二次衬砌结构40间，沿隧道开挖方向间隔布设于无纺土工布20a与防水板20b间并于边墙下部直接引入槽型空腔B内，排水路径更短，可靠性更高。。所述边墙泄水管31b沿隧道开挖方向间隔布设并伸入围岩一定长度，以疏干边墙范围地下水并泄压。参照图1和图2，所述隧底排水系统包括隧底纵向盲沟32a和隧底泄水管32b，隧底纵向盲沟32a布置于底板41以下靠近两侧侧沟构筑体42处，以汇集并疏干隧底地下水。所述隧底泄水管32b沿隧道开挖方向间隔布设于侧沟构筑体42内，一端伸入隧底纵向盲沟32a，另一端引入槽型空腔B内，以引排隧底纵向盲沟32a汇水。参照图1和图2，所述道床积水排泄系统包括沿隧道开挖方向间隔布设于底板41上的侧泄水孔33，侧泄水孔33将道床积水分别引至两侧槽型空腔B内。底板41上于可在横向两端设置电缆沟槽50，侧泄水孔33设置于电缆沟槽50的外侧。以上所述只是用图解说明本技术种新型隧道排水系统构造的一些原理，并非是要将本技术局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本技术所申请的专利范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型隧道排水系统构造，排水系统包括拱墙范围排水系统和设置于隧底横向两侧的侧沟构筑体(42)，其特征是：所述两侧侧沟构筑体(42)和隧底中部开挖面之上设置底板(41)，底板(41)与其下文方的侧沟构筑体(42)槽型空腔(B)构成隧道纵向排水通道；所述排水系统还包括隧底排水系统和道床积水排泄系统，拱墙范围排水系统、隧底排水系统和道床积水排泄系统与两侧槽型空腔(B)相连通。

【技术特征摘要】
1.一种新型隧道排水系统构造，排水系统包括拱墙范围排水系统和设置于隧底横向两侧的侧沟构筑体(42)，其特征是：所述两侧侧沟构筑体(42)和隧底中部开挖面之上设置底板(41)，底板(41)与其下文方的侧沟构筑体(42)槽型空腔(B)构成隧道纵向排水通道；所述排水系统还包括隧底排水系统和道床积水排泄系统，拱墙范围排水系统、隧底排水系统和道床积水排泄系统与两侧槽型空腔(B)相连通。2.如权利要求1所述的一种新型隧道排水系统构造，其特征是：所述拱墙范围排水系统包括环向排水盲管(31a)和边墙泄水管(31b)，环向排水盲管(31a)位于拱墙初期支护结构(10)和拱墙二次衬砌结构(40)间，沿隧道开挖方向间隔布设于无纺土工布(20a)与防水板(20b)间并于边墙下部直接引入槽型空腔(B)内；所述边墙泄水管(31b)沿隧道开挖方向间隔布设并伸入围岩一定长度，以疏...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶伟明，卿伟宸，朱勇，张磊，林本涛，李泽龙，郑伟，钟昌桂，熊国兴，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：四川,51