一种适用于寒冷地区的超长隧道清污分离排水结构制造技术

本发明专利技术公开一种适用于寒冷地区的超长隧道清污分离排水结构，包括洞口段排水结构和洞身段排水结构以及洞外清水沟、洞外深埋水沟、洞外污水沟和净水池，洞口段排水结构包括中心水沟和侧式污水沟A，中心水沟深埋于主洞洞口段低于冻结深度处，主洞洞口段两侧均设置侧式污水沟A，洞身段排水结构包括侧式清水沟和侧式污水沟B，主洞洞身段两侧均设置侧式清水沟和侧式污水沟B。其优点在于，实现了隧道施工及运营期间清水与污水的分离排放处理，满足高环境要求；洞口段与洞身段分开布置排水结构，满足寒冷地区排水的保温要求，可以有效防止地下水渗入洞内发生冰冻肇灾；利用服务隧道辅助增强主洞排水能力，实现超长隧道的超大水量排放。

An ultra long tunnel drainage structure suitable for cold area

【技术实现步骤摘要】
一种适用于寒冷地区的超长隧道清污分离排水结构
本专利技术涉及隧道及地下工程
，尤其涉及一种适用于寒冷地区的超长隧道清污分离排水结构。
技术介绍
隧道排水关系到隧道建设及运营的正常推进及安全，《公路隧道设计规范》中规定：“采取的隧道防排水措施，应注意保护自然环境”、“隧道洞内宜按地下水与运营清洗污水、消防污水分离排放的原则设置纵向排水系统”。隧道污水包括施工废水、运营清洗污水及消防污水，在高环境要求地区，污水不允许直接排放，必须经过处理后再利用或者异地排放，因此，洞内排水结构需要单独设置沟槽引排污水，对于特长及超长隧道，污水体量大，必须较强的污水排放处理系统才能满足要求。围岩地下水一般是洁净的，地下水的排水方式主要有两种：衬砌排水和路面结构底排水。对于寒冷地区隧道排水，地下水可能产生冻结的地段，宜设中心深埋水沟，但对于特长及超长隧道来说，深埋中心水沟施工难度大、检修维护不便，而且特长及超长隧道跨越地质区域大，隧道总体水量大，这就需要隧道具有强大的排水能力，主洞排水受断面及纵坡限制，排水能力也会有所限制。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于针对已有的技术现状，提供一种适用于寒冷地区的超长隧道清污分离排水结构，实现了隧道施工及运营期间清水与污水的分离排放处理，满足高环境要求。本专利技术的目的之二在于针对已有的技术现状，提供一种适用于寒冷地区的超长隧道清污分离排水结构，洞口段与洞身段分开布置排水结构，满足寒冷地区排水的保温要求，可以有效防止地下水渗入洞内发生冰冻肇灾。r>本专利技术的目的之三在于针对已有的技术现状，提供一种适用于寒冷地区的超长隧道清污分离排水结构，利用服务隧道辅助增强主洞排水能力，实现超长隧道的超大水量排放。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种适用于寒冷地区的超长隧道清污分离排水结构，包括设置在主洞内的洞口段排水结构和洞身段排水结构以及设置在主洞外的洞外清水沟、洞外深埋水沟、洞外污水沟和净水池，所述洞口段排水结构包括用于排放清水的中心水沟和用于排放污水的侧式污水沟A，中心水沟深埋于主洞洞口段低于冻结深度处，中心水沟位于主洞内一端封堵，中心水沟位于主洞外一端通过跌水井与洞外清水沟连通，主洞洞口段隧道衬砌内的纵向排水管通过横向导水管A与中心水沟连通，横向导水管A设置在仰拱底部，主洞洞口段两侧均设置侧式污水沟A，所述洞身段排水结构包括用于排放清水的侧式清水沟和用于排放污水的侧式污水沟B，主洞洞身段两侧均设置侧式清水沟和侧式污水沟B，侧式清水沟通过横向导水沟与服务隧道排水通道连通，洞外清水沟与服务隧道排水通道汇入洞外深埋水沟，主洞洞身段隧道衬砌内的纵向排水管通过横向导水管B与侧式清水沟连通，主洞洞身段两侧的侧式污水沟B与主洞洞口段两侧的侧式污水沟A纵向连通并通过洞外污水沟汇入净水池。进一步的，所述洞口段排水结构和洞身段排水结构均还包括路面排水结构，路面排水结构包括若干设置在主洞路面垫层中或仰拱填充层顶部的横向排水沟以及设置在主洞低地势一侧的纵向排水沟，若干横向排水沟均与纵向排水沟连通，洞口段排水结构的纵向排水沟通过横向导水管C与中心水沟检查井连通，洞身段排水结构的纵向排水沟与横向导水沟连通。进一步的，所述横向排水沟和纵向排水沟中均埋设透水管或270°开孔排水管，横向排水沟和纵向排水沟内其余空间填充洗净碎石。进一步的，所述横向导水沟设置在横洞以及主洞与横洞连接处的路面结构下方，横向导水沟与服务隧道排水通道通过廊道式检查井连通，廊道式检查井的井口设置在横洞内。进一步的，所述廊道式检查井的底部设有沉沙空间。进一步的，所述中心水沟检查井和廊道式检查井的上部均设有厚度不小于30cm的保温材料。进一步的，所述侧式清水沟和侧式污水沟B共用整体盖板，侧式污水沟B沟身为预制钢筋混凝土结构，整体盖板位于侧式污水沟B上方部分设有集水凹槽和泄水孔，侧式清水沟一侧与电缆沟共用预制侧壁，另一侧与侧式污水沟B共用侧壁，侧式清水沟的上部设有保温材料。本专利技术的有益效果为：1、实现了隧道施工及运营期间清水与污水的分离排放处理，满足高环境要求；2、洞口段与洞身段分开布置排水结构，满足寒冷地区排水的保温要求，可以有效防止地下水渗入洞内发生冰冻肇灾；3、利用服务隧道辅助增强主洞排水能力，实现超长隧道的超大水量排放。附图说明附图1为本专利技术清污分离排水结构的平面布置图；附图2为本专利技术主洞、服务隧道和横向导水沟的横断面示意图；附图3为本专利技术廊道式检查井的横断面示意图；附图4为本专利技术横向导水沟与侧式清水沟和纵向排水沟连通处的局部放大图；附图5为本专利技术主洞洞口段的排水布置图；附图6为本专利技术侧式污水沟A处的局部放大图；附图7为本专利技术主洞洞身段的排水布置图；附图8为本专利技术侧式清水沟和侧式污水沟B处的局部放大图；附图9为本专利技术中心水沟检查井处的局部放大图。标注说明：1、主洞，2、服务隧道，3、横洞，4、主洞洞口段，5、主洞洞身段，6、中心水沟，7、侧式污水沟A，8、侧式清水沟，9、侧式清水沟，10、横向导水沟，11、服务隧道排水通道，12、廊道式检查井，13、跌水井，14、洞外清水沟，15、洞外深埋水沟，16、洞外污水沟，17、净水池，18、环向排水管，19、纵向排水管，20、横向导水管A，21、横向排水沟，22、纵向排水沟，23、横向导水管B，24、中心水沟检查井，25、横向导水管C，26、电缆沟。具体实施方式某拟设计施工的高速公路隧道，长22km，为超长隧道，最大埋深约1150m，按100km/h双向四车道高速公路技术标准设计，隧道路段横穿天格尔山，两侧低，中间高，地形起伏大，穿越地貌单元较多，主要有高山冰川地貌区、冲洪积侵蚀沟谷地貌区、山麓斜坡堆积地貌区、构造剥蚀中高山地貌区，海拔在2620m-4234m之间，相对高差1600m，在海拔3500m以上基本无植被，局部终年积雪，地下水类型主要为松散岩类孔隙水、基岩风化裂隙水、构造裂隙水，水文地质条件较复杂。考虑到隧道运营期防灾救援、地形地质特点、施工工期、斜竖井设置、施工风险等因素，推荐采用主洞钻爆法+TBM服务隧道的三洞方案。请参阅图2、5、7所示，上述超长隧道包括两个主洞1及两者中间的服务隧道2，主洞1内隧道衬砌排水通过透水的环向排水管18汇集至墙背底部的纵向排水管19，主洞1与服务隧道2通过若干横洞3相连，横洞3包括人行横洞、车行横洞，服务隧道2在两个主洞1之间平行布置，其高程低于主洞1高程，高差约为1m，服务隧道2兼具辅助施工、防灾救援以及辅助排水等功能。环向排水管18包括沿初期支护表面均匀铺设φ50mm软式透水管、在集中渗漏水处视水量情况在围岩表面集中铺设1-3根φ100半圆排水管，纵向排水管19采用φ100mm双壁打孔波纹管，沿隧道边墙处设置，每侧各一条，坡度与隧道纵坡一致，环向排水管18和纵向排水管19通过三通接头连接。请参阅图1-2所示，上述超长隧道的清污分离排水结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于寒冷地区的超长隧道清污分离排水结构，其特征在于：包括设置在主洞内的洞口段排水结构和洞身段排水结构以及设置在主洞外的洞外清水沟、洞外深埋水沟、洞外污水沟和净水池，所述洞口段排水结构包括用于排放清水的中心水沟和用于排放污水的侧式污水沟A，中心水沟深埋于主洞洞口段低于冻结深度处，中心水沟位于主洞内一端封堵，中心水沟位于主洞外一端通过跌水井与洞外清水沟连通，主洞洞口段隧道衬砌内的纵向排水管通过横向导水管A与中心水沟连通，横向导水管A设置在仰拱底部，主洞洞口段两侧均设置侧式污水沟A，所述洞身段排水结构包括用于排放清水的侧式清水沟和用于排放污水的侧式污水沟B，主洞洞身段两侧均设置侧式清水沟和侧式污水沟B，侧式清水沟通过横向导水沟与服务隧道排水通道连通，洞外清水沟与服务隧道排水通道汇入洞外深埋水沟，主洞洞身段隧道衬砌内的纵向排水管通过横向导水管B与侧式清水沟连通，主洞洞身段两侧的侧式污水沟B与主洞洞口段两侧的侧式污水沟A纵向连通并通过洞外污水沟汇入净水池。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于寒冷地区的超长隧道清污分离排水结构，其特征在于：包括设置在主洞内的洞口段排水结构和洞身段排水结构以及设置在主洞外的洞外清水沟、洞外深埋水沟、洞外污水沟和净水池，所述洞口段排水结构包括用于排放清水的中心水沟和用于排放污水的侧式污水沟A，中心水沟深埋于主洞洞口段低于冻结深度处，中心水沟位于主洞内一端封堵，中心水沟位于主洞外一端通过跌水井与洞外清水沟连通，主洞洞口段隧道衬砌内的纵向排水管通过横向导水管A与中心水沟连通，横向导水管A设置在仰拱底部，主洞洞口段两侧均设置侧式污水沟A，所述洞身段排水结构包括用于排放清水的侧式清水沟和用于排放污水的侧式污水沟B，主洞洞身段两侧均设置侧式清水沟和侧式污水沟B，侧式清水沟通过横向导水沟与服务隧道排水通道连通，洞外清水沟与服务隧道排水通道汇入洞外深埋水沟，主洞洞身段隧道衬砌内的纵向排水管通过横向导水管B与侧式清水沟连通，主洞洞身段两侧的侧式污水沟B与主洞洞口段两侧的侧式污水沟A纵向连通并通过洞外污水沟汇入净水池。


2.根据权利要求1所述的一种适用于寒冷地区的超长隧道清污分离排水结构，其特征在于：所述洞口段排水结构和洞身段排水结构均还包括路面排水结构，路面排水结构包括若干设置在主洞路面垫层中或仰拱填充层顶部的横向排水沟以及设置在主洞低地势一侧的纵向排水沟，若干横向排水沟均与纵向排水沟连通，洞口段排水结构的纵向排水沟通...

【专利技术属性】
技术研发人员：程勇，彭文波，高抗，蹇宜霖，郑聪，高翔，宋梓栋，邹小新，
申请(专利权)人：中交第二公路勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42