处理隧道围岩裂隙水的排水系统及排水方法技术方案

本发明专利技术涉及隧道排水技术领域，提供了一种处理隧道围岩裂隙水的排水系统，包括设置在开挖揭露面上的围岩裂隙处、并沿围岩裂隙发育方向延伸的排水孔，设置在排水孔内的围岩排水管；所述围岩排水管的外端穿过初支结构、且与环向排水管的上端连通。通过在围岩裂隙处、并沿围岩裂隙的发育方向设置排水孔，在排水孔内设置外端与环向排水管连通的围岩排水管，使围岩裂隙水以自然渗流的方式汇集到排水孔内，然后通过围岩排水管将排水孔内的围岩裂隙水引至环向排水管，围岩裂隙水通过环向排水管流入边部排水沟，边部排水沟中的水再通过横向排水管汇集到中心排水沟并最终排出。

Drainage system and drainage method for treatment of fissure water in tunnel surrounding rock

【技术实现步骤摘要】
处理隧道围岩裂隙水的排水系统及排水方法
本专利技术涉及隧道排水
，特别涉及一种处理隧道围岩裂隙水的排水系统及排水方法。
技术介绍
在岩体节理、裂隙发育的富水山体中施工隧道时，经常会遇到围岩裂隙渗水的情况，施工一般遵循“以排为主”的原则通过抽水方式排干地下水后，再施工初支混凝土。然而，当地下水位随时间发生变化并使初支背后的裂隙水重新富集时，初支容易发生渗漏水质量问题，给施工带来很大的困扰，此时若采取注浆堵水方式处理，往往成本高、且影响工期。申请号为201820768367.1，名称为一种防堵塞可维护隧道排水系统的专利申请，公开了以下内容：包括埋设在隧道的二衬混凝土和初支混凝土之间的环向排水盲管，依次设置在环向排水盲管与二衬混凝土之间的无纺布和防水板，沿隧道侧壁底部纵向设置的纵向排水盲管和侧沟，沿隧道底部纵向设置的中心沟，一端与侧沟连通、另一端与中心沟连通的横向连接管。上述排水系统，通过设置在隧道衬砌混凝土和初支混凝土之间的环向排水盲管、土工布和防水板，将地下水排放到隧道侧壁纵向排水盲管和边沟之中，但是将该排水系统应用到岩体节理、裂隙发育的富水山体中的隧道时，存在如下问题：隧道建成后，由于富水破碎段围岩裂隙水量大，地下水体中的各种粗、细颗粒随时间累积容易堵塞土工布并逐渐使其过滤功能失效，导致初支背后地下水无法通过土工布有效引排至边沟，岩壁渗水点不断聚集的地下水使水头增高，容易使衬砌混凝土发生渗漏水甚至开裂，进而影响隧道在运营期间的结构寿命和通车安全。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种处理隧道围岩裂隙水的排水系统及排水方法，能有效排出富水山体中的围岩裂隙水。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：处理隧道围岩裂隙水的排水系统，包括设置在隧道底部的边部排水沟和中心排水沟；连通边部排水沟和中心排水沟的横向排水管；设置在隧道的开挖揭露面上的初支结构，设置在初支结构表面的环向排水管，所述环向排水管的下端与边部排水沟连通；还包括设置在开挖揭露面上的围岩裂隙处、并沿围岩裂隙发育方向延伸的排水孔，设置在排水孔内的围岩排水管；所述围岩排水管的外端穿过初支结构、且与环向排水管的上端连通。进一步的，还包括设置在开挖揭露面上用于封闭排水孔的孔口与围岩裂隙的封堵砂浆。进一步的，所述排水孔内设置有套在围岩排水管上的封孔挡板；所述封孔挡板与排水孔的孔口之间的距离为L，其中，20cm≤L≤60cm。进一步的，所述排水孔的内径为D，排水孔的深度为H；其中，10cm≤D≤20cm，3m≤H≤7m。进一步的，所述围岩排水管的管壁上设置有若干个透水孔。进一步的，所述围岩排水管内端的开口处和透水孔处均设置有过滤网。进一步的，所述围岩排水管、环向排水管和横向排水管均为HDPE波纹管。进一步的，所述围岩排水管、环向排水管和横向排水管的内壁均设置有光滑层。处理隧道围岩裂隙水的排水方法，包括以下步骤：S1、每段隧道开挖完成后，对开挖揭露面进行地质素描，标记出开挖揭露面上的围岩裂隙渗水点的位置以及围岩裂隙的发育方向；S2、在开挖揭露面的围岩裂隙渗水点处、沿围岩裂隙的发育方向钻制排水孔；然后将围岩排水管的内端插入排水孔中，并使围岩排水管的外端位于排水孔的外部；S3、在排水孔的孔口处灌注封堵砂浆，在开挖揭露面的围岩裂隙处喷射封堵砂浆；S4、施工初支结构；然后在初支结构的表面安装环向排水管，将环向排水管的上端与围岩排水管的外端连通，将环向排水管的下端与边部排水沟连通。进一步的，步骤S3中，在排水孔的孔口处灌注封堵砂浆之前，还包括在排水孔内安装套在围岩排水管上的封孔挡板。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术实施例的处理隧道围岩裂隙水的排水系统及排水方法，通过在围岩裂隙处、并沿围岩裂隙的发育方向设置排水孔，在排水孔内设置外端与环向排水管连通的围岩排水管，使围岩裂隙水以自然渗流的方式汇集到排水孔内，然后通过围岩排水管将排水孔内的围岩裂隙水引至环向排水管，围岩裂隙水通过环向排水管流入边部排水沟，边部排水沟中的水再通过横向排水管汇集到中心排水沟并最终排出。2、本专利技术能有效排出富水山体中的围岩裂隙水，从根本上解决了隧道在施工期间初支结构渗漏水和运营期间衬砌结构积水开裂的问题，大大提高了隧道的防排水能力；避免了富水隧道初支结构、衬砌结构因渗水后而采取的注浆堵水等补救措施，节省了治理费用。3、本专利技术可根据现场围岩裂隙渗水点的位置钻孔并安装排水系统，具有布置灵活、针对性好、成本低、无需后期维护的优势，且实施过程简单易行、排水过程稳定可靠。附图说明图1是本专利技术实施例的处理隧道围岩裂隙水的排水系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例中隧道开挖完成后的结构示意图；图3是本专利技术实施例中排水系统施工完成后的结构示意图；图4是本专利技术实施例中围岩排水管的结构示意图。图中附图标记为：1-排水孔，2-围岩排水管，3-封孔挡板，4-封堵砂浆，5-环向排水管，6-边部排水沟，7-横向排水管，8-中心排水沟，9-初支结构，10-衬砌结构，11-富水岩体，12-围岩裂隙，13-开挖揭露面，21-透水孔，22-过滤网。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。在附图中，基于简化和方便标示，形状与厚度可能经过夸大表示。如图1所示，本专利技术实施例的处理隧道围岩裂隙水的排水系统，包括设置在隧道底部的边部排水沟6和中心排水沟8；连通边部排水沟6和中心排水沟8的横向排水管7；设置在隧道的开挖揭露面13上的初支结构9，设置在初支结构9表面的环向排水管5，所述环向排水管5的下端与边部排水沟6连通；还包括设置在开挖揭露面13上的围岩裂隙12处、并沿围岩裂隙12发育方向延伸的排水孔1，设置在排水孔1内的围岩排水管2；所述围岩排水管2的外端穿过初支结构9、且与环向排水管5的上端连通。所述开挖揭露面13指的是隧道开挖后，露出的岩体表面。所述初支结构9指的是设置在开挖揭露面13上的初期支护结构，其目的是在隧道开挖时，及时对隧道进行支护，以减少围岩松动，防止塌方。由于富水岩体11中的围岩裂隙12是地下水富集和发生渗流的通道，隧道开挖后，将在开挖揭露面13上的围岩裂隙12处出水，本实施例的排水系统，通过在围岩裂隙12处、并沿围岩裂隙12的发育方向设置排水孔1，在排水孔1内设置外端与环向排水管5连通的围岩排水管2，首先，使排水孔1周围的围岩裂隙水以自然渗流方式汇集到排水孔1中，然后通过围岩排水管2将排水孔1内的围岩裂隙水引至环向排水管5，围岩裂隙水通过环向排水管5流入边部排水沟6，边部排水沟6中的水再通过横向排水管7汇集到中心排水沟8并最终排出，以达到顺利排出初支结构9背后岩体内的围岩裂隙水的目的。如图1所示，所述围岩排水管2的外端与环向排水管5的上端连通，所述围岩排水管2的内端插入所述排水孔1内；所述围岩排水管2的内端插入排水孔1的深度可以根据实际需要而设定；作为优选，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.处理隧道围岩裂隙水的排水系统，包括设置在隧道底部的边部排水沟(6)和中心排水沟(8)；连通边部排水沟(6)和中心排水沟(8)的横向排水管(7)；设置在隧道的开挖揭露面(13)上的初支结构(9)，设置在初支结构(9)表面的环向排水管(5)，所述环向排水管(5)的下端与边部排水沟(6)连通；/n其特征在于，还包括设置在开挖揭露面(13)上的围岩裂隙(12)处、并沿围岩裂隙(12)发育方向延伸的排水孔(1)，设置在排水孔(1)内的围岩排水管(2)；所述围岩排水管(2)的外端穿过初支结构(9)、且与环向排水管(5)的上端连通。/n

【技术特征摘要】
1.处理隧道围岩裂隙水的排水系统，包括设置在隧道底部的边部排水沟(6)和中心排水沟(8)；连通边部排水沟(6)和中心排水沟(8)的横向排水管(7)；设置在隧道的开挖揭露面(13)上的初支结构(9)，设置在初支结构(9)表面的环向排水管(5)，所述环向排水管(5)的下端与边部排水沟(6)连通；
其特征在于，还包括设置在开挖揭露面(13)上的围岩裂隙(12)处、并沿围岩裂隙(12)发育方向延伸的排水孔(1)，设置在排水孔(1)内的围岩排水管(2)；所述围岩排水管(2)的外端穿过初支结构(9)、且与环向排水管(5)的上端连通。


2.根据权利要求1所述的处理隧道围岩裂隙水的排水系统，其特征在于，还包括设置在开挖揭露面(13)上用于封闭排水孔(1)的孔口与围岩裂隙(12)的封堵砂浆(4)。


3.根据权利要求2所述的处理隧道围岩裂隙水的排水系统，其特征在于，所述排水孔(1)内设置有套在围岩排水管(2)上的封孔挡板(3)；所述封孔挡板(3)与排水孔(1)的孔口之间的距离为L，其中，20cm≤L≤60cm。


4.根据权利要求1、2或3所述的处理隧道围岩裂隙水的排水系统，其特征在于，所述排水孔(1)的内径为D，排水孔(1)的深度为H；其中，10cm≤D≤20cm，3m≤H≤7m。


5.根据权利要求1、2或3所述的处理隧道围岩裂隙水的排水系统，其特征在于，所述围岩排水管(2)的管壁上设置有若干个透水孔(21)。


6.根据权利要求5所述的处理隧道围岩裂隙水的排...

【专利技术属性】
技术研发人员：周泽林，张发平，孙兴华，李吉，夏孝军，杨斌，张正阳，
申请(专利权)人：中国十九冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51