一种富水砂卵石地层暗挖隧道地下水疏排系统及其工法技术方案

一种富水砂卵石地层暗挖隧道地下水疏排系统及其工法，该系统竖井结构、与竖井结构连通并且水平的横通道结构以及与横通道结构交叉设置的至少一道正线隧道结构，竖井结构包括竖向的井体、存土仓和积水仓，横通道结构包括横通道初支、横通道排水沟、横通道回填层和横通道硬化层，正线隧道结构包括隧道初支、隧道回填层、隧道硬化层和隧道排水沟。本发明专利技术使隧道内地下水沿隧道及横通道两侧排水沟疏排，最终汇至竖井积水仓内，且积水仓内地下水与存土仓分隔设置，解决了地铁隧道内传统地下水疏排方式导致隧道内施工道路泥泞，施工竖井内渣土与地下水混合，存在环境污染的问题。

A kind of underground water drainage system and its construction method for underground tunnel in water rich sandy cobble stratum

【技术实现步骤摘要】
一种富水砂卵石地层暗挖隧道地下水疏排系统及其工法
本专利技术涉及一种地下水疏排领域，特别是一种富水砂卵石地层暗挖隧道地下水疏排系统及其施工方法。
技术介绍
地铁暗挖隧道地下水疏排通常的方式为沿隧道底部、经横通道汇至施工竖井内，再从竖井使用水泵提升至地面沉淀池，最后排入市政管网。此方法会引起隧道和横通道内积水及施工通道泥泞，造成施工不便；同时竖井内渣土与地下水混合，导致渣土垂直运输时地下水倾泻冲刷竖井侧壁，存在一定的安全隐患，且带水渣土外运还会造成环境污染的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种富水砂卵石地层暗挖隧道地下水疏排系统及其工法，要解决传统疏排水导致隧道内施工通道积水和泥泞，并且竖井内渣土与地下水混合的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种富水砂卵石地层暗挖隧道地下水疏排系统，包括竖向的竖井结构、与竖井结构连通并且水平的横通道结构以及与横通道结构交叉设置的至少一道正线隧道结构，所述竖井结构包括竖向的井体、存土仓和积水仓，所述存土仓为设置在井体的底部后半部并且并且底侧和四周封闭的仓桶，井体的底部前半部预留空间作为积水仓；存土仓与积水仓不连通，所述竖井结构的底标高低于横通道结构，所述横通道结构正对存土仓，存土仓的长度大于横通道结构的宽度，所述横通道结构包括横通道初支、横通道排水沟、横通道回填层和横通道硬化层，所述横通道初支是通道的支护结构，包括底板、中板和顶板，所述横通道排水沟砌筑在底板的上侧，横通道排水沟的出水口连通至井体内，出水口位于存土仓的前部、靠近积水仓的位置，所述横通道回填层回填在底板的上侧、横通道排水沟之间，横通道回填层的上侧表面横通道排水沟的上侧表面平齐，所述横通道回填层的上侧喷射有横通道硬化层，横通道硬化层上、沿横通道排水沟的位置覆盖有排水沟钢盖板，所述正线隧道结构包括隧道初支、隧道回填层、隧道硬化层和隧道排水沟，所述隧道初支的底部通长回填有隧道回填层，所述隧道回填层的上侧喷射有隧道硬化层，所述隧道硬化层的上侧表面与横通道硬化层的上侧表面平齐，所述隧道硬化层以掌子面为界在开挖完成的隧道范围内沿隧道初支纵向间隔成段设置在横通道结构的前后两侧，所述隧道排水沟设置在隧道回填层和隧道硬化层的两侧、位于隧道初支之内，隧道排水沟随着隧道硬化层也成段设置，所述隧道排水沟与横通道排水沟连通。所述横通道排水沟包括沿横通道初支纵向设置在横通道初支的两侧的第一排水沟和第二排水沟，还包括横向设置的第三排水沟，第三排水沟的结构与第一排水沟和第二排水沟的结构相同，所述第一排水沟沿横通道初支前侧纵向通长设置，第一排水沟的出水口连通至井体内，所述第二排水沟沿横通道初支后侧纵向设置，第二排水沟的长度小于第一排水沟的长度，第二排水沟靠近竖井结构的端部通过第三排水沟与第一排水沟连通。所述存土仓包括仓体和竖向支撑，所述仓体落置在井体的底部，仓体的四周间隔固定连接有竖向支撑，所述仓体的宽度与井体之间尺寸相适应，仓体紧靠井体的后侧，仓体的后侧、左右两侧的竖向支撑与井体的侧壁之间分别紧贴，两者之间的空隙通过填充有卵砾石，所述仓体的上侧表面、竖向支撑的顶侧面以及横通道回填层的上侧表面均平齐。所述井体内、仓体的前方设有水平内支撑，所述水平内支撑的左右两端分别固定连接在井体的左右两侧壁上，所述水平内支撑的设置高度与仓体的顶侧面标高相同。所述积水仓内设有竖向排水管。所述正线隧道结构共设有两道，分别为近井隧道和远井隧道，近井隧道的隧道排水沟位于第三排水沟远离井体的一侧。所述仓体前侧的两个角部的形状为斜边。所述横通道回填层与隧道回填层均为天然级配砂石回填层，所述横通道硬化层与隧道硬化层均为混凝土硬化层，混凝土硬化层的强度与隧道初支的混凝土强度一致。所述仓体为钢板围合焊接而成钢桶，所述竖向支撑为型钢，所述水平内支撑为钢支撑，所述横通道排水沟为砖砌排水沟，所述隧道排水沟为成品排水沟。一种富水砂卵石地层暗挖隧道地下水疏排系统的施工方法，施工步骤如下：步骤一，根据竖井结构垂直运输的能力设计井体的尺寸，根据井体的尺寸预先将存土仓加工成成品或半成品，在存土仓外壁四周焊接竖向支撑；步骤二，施工井体，将存土仓吊运至井体的底部后半部内安装，存土仓安装过程中为保证井体内无地下水进行地下水抽排，仓体的后侧、左右两侧的竖向支撑与井体的侧壁之间分别紧贴，并两者之间的空隙内填充卵砾石；井体的底部前半部预留空间作为积水仓；存土仓安装完成后，积水仓内减少地下水抽排，保证地下水高度不进入存土仓即可；步骤三：施工横通道初支，完成后根据隧道排水沟的高度，先施工横通道排水沟，然后隧道回填层和隧道硬化层，隧道硬化层作为临时硬化通道；步骤四：开挖正线隧道，随掌子面重复开挖、施作隧道初支和隧道回填层工序的施工，隧道回填层压实挤密，首先在横通道结构的前后两侧施作隧道硬化层，在隧道硬化层的两侧安装定型的隧道排水沟，隧道排水沟的具体尺寸根据实际排水量要求设置，然后随着开挖工作的进行，每隔20m-30m设置一段隧道硬化层和隧道排水沟，隧道排水沟纵向沿正线隧道坡度自然放坡，隧道排水沟横向设置2%坡度，坡向两侧横通道排水沟，隧道排水沟根据隧道纵向坡度，在横通道初支间隔设置有积水坑作为沉淀池和临时应急排水站。与现有技术相比本专利技术具有以下特点和有益效果：本专利技术的隧道内地下水依次沿隧道排水沟和横通道排水沟进行疏排，最终汇至竖井积水仓内，并且积水仓内地下水与存土仓分隔设置，确保了竖井内渣土与水的隔离，方便吊运及运输，同时横通道临时通道正对存土仓，横通道排水沟与竖井连通，地下水绕过井体后侧的存土仓流向井体前侧的积水仓内，保证渣土在运输过程中的干燥，不易污染道路。本专利技术能够使隧道内施工车辆安全通畅行驶，人员正常行走，作业场区安全文明施工达标，开挖渣土与地下水干湿分离，绿色环保。附图说明下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。图1是本专利技术的结构示意图。图2是图1的侧剖图。附图标记：1-井体、2-存土仓、21-仓体、22-竖向支撑、3-积水仓、4-横通道初支、41-底板、42-中板、43-顶板、5-横通道排水沟、51-第一排水沟、52-第二排水沟、53-第三排水沟、6-横通道回填层、7-横通道硬化层、8-排水沟钢盖板、9-隧道初支、10-隧道回填层、11-隧道硬化层、12-隧道排水沟、13-卵砾石、14-水平内支撑、15-竖向排水管、16-近井隧道、17-远井隧道、18-斜边。具体实施方式本实施例参见图1和图2所示，一种富水砂卵石地层暗挖隧道地下水疏排系统，包括竖向的竖井结构、与竖井结构连通并且水平的横通道结构以及与横通道结构交叉设置的两道正线隧道结构。所述竖井结构包括竖向的井体1、存土仓2和积水仓3，所述存土仓2为设置在井体1的底部后半部并且底侧和四周封闭的仓桶，井体1的底部前半部预留空间作为积水仓3；存土仓2与积水仓3不连通，所述竖井结构的底标高低于横通道结构，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种富水砂卵石地层暗挖隧道地下水疏排系统，其特征在于：包括竖向的竖井结构、与竖井结构连通并且水平的横通道结构以及与横通道结构交叉设置的至少一道正线隧道结构，/n所述竖井结构包括竖向的井体（1）、存土仓（2）和积水仓（3），所述存土仓（2）为设置在井体（1）的底部后半部并且并且底侧和四周封闭的仓桶，井体（1）的底部前半部预留空间作为积水仓（3）；存土仓（2）与积水仓（3）不连通，所述竖井结构的底标高低于横通道结构，所述横通道结构正对存土仓（2），存土仓（2）的长度大于横通道结构的宽度，/n所述横通道结构包括横通道初支（4）、横通道排水沟（5）、横通道回填层（6）和横通道硬化层（7），所述横通道初支（4）是通道的支护结构，包括底板（41）、中板（42）和顶板（43），所述横通道排水沟（5）砌筑在底板（41）的上侧，横通道排水沟（5）的出水口连通至井体（1）内，出水口位于存土仓（2）的前部、靠近积水仓（3）的位置，所述横通道回填层（6）回填在底板（41）的上侧、横通道排水沟（5）之间，横通道回填层（6）的上侧表面横通道排水沟（5）的上侧表面平齐，所述横通道回填层（6）的上侧喷射有横通道硬化层（7），横通道硬化层（7）上、沿横通道排水沟（5）的位置覆盖有排水沟钢盖板（8），/n所述正线隧道结构包括隧道初支（9）、隧道回填层（10）、隧道硬化层（11）和隧道排水沟（12），所述隧道初支（9）的底部通长回填有隧道回填层（10），所述隧道回填层（10）的上侧喷射有隧道硬化层（11），所述隧道硬化层（11）的上侧表面与横通道硬化层（7）的上侧表面平齐，所述隧道硬化层（11）以掌子面为界在开挖完成的隧道范围内沿隧道初支（9）纵向间隔成段设置在横通道结构的前后两侧，所述隧道排水沟（12）设置在隧道回填层（10）和隧道硬化层（11）的两侧、位于隧道初支（9）之内，隧道排水沟（12）随着隧道硬化层（11）也成段设置，所述隧道排水沟（12）与横通道排水沟（5）连通。/n...

【技术特征摘要】
1.一种富水砂卵石地层暗挖隧道地下水疏排系统，其特征在于：包括竖向的竖井结构、与竖井结构连通并且水平的横通道结构以及与横通道结构交叉设置的至少一道正线隧道结构，
所述竖井结构包括竖向的井体（1）、存土仓（2）和积水仓（3），所述存土仓（2）为设置在井体（1）的底部后半部并且并且底侧和四周封闭的仓桶，井体（1）的底部前半部预留空间作为积水仓（3）；存土仓（2）与积水仓（3）不连通，所述竖井结构的底标高低于横通道结构，所述横通道结构正对存土仓（2），存土仓（2）的长度大于横通道结构的宽度，
所述横通道结构包括横通道初支（4）、横通道排水沟（5）、横通道回填层（6）和横通道硬化层（7），所述横通道初支（4）是通道的支护结构，包括底板（41）、中板（42）和顶板（43），所述横通道排水沟（5）砌筑在底板（41）的上侧，横通道排水沟（5）的出水口连通至井体（1）内，出水口位于存土仓（2）的前部、靠近积水仓（3）的位置，所述横通道回填层（6）回填在底板（41）的上侧、横通道排水沟（5）之间，横通道回填层（6）的上侧表面横通道排水沟（5）的上侧表面平齐，所述横通道回填层（6）的上侧喷射有横通道硬化层（7），横通道硬化层（7）上、沿横通道排水沟（5）的位置覆盖有排水沟钢盖板（8），
所述正线隧道结构包括隧道初支（9）、隧道回填层（10）、隧道硬化层（11）和隧道排水沟（12），所述隧道初支（9）的底部通长回填有隧道回填层（10），所述隧道回填层（10）的上侧喷射有隧道硬化层（11），所述隧道硬化层（11）的上侧表面与横通道硬化层（7）的上侧表面平齐，所述隧道硬化层（11）以掌子面为界在开挖完成的隧道范围内沿隧道初支（9）纵向间隔成段设置在横通道结构的前后两侧，所述隧道排水沟（12）设置在隧道回填层（10）和隧道硬化层（11）的两侧、位于隧道初支（9）之内，隧道排水沟（12）随着隧道硬化层（11）也成段设置，所述隧道排水沟（12）与横通道排水沟（5）连通。


2.根据权利要求1所述的富水砂卵石地层暗挖隧道地下水疏排系统，其特征在于：所述横通道排水沟（5）包括沿横通道初支（4）纵向设置在横通道初支（4）的两侧的第一排水沟（51）和第二排水沟（52），还包括横向设置的第三排水沟（53），第三排水沟（53）的结构与第一排水沟（51）和第二排水沟（52）的结构相同，所述第一排水沟（51）沿横通道初支（4）前侧纵向通长设置，第一排水沟（51）的出水口连通至井体（1）内，所述第二排水沟（52）沿横通道初支（4）后侧纵向设置，第二排水沟（52）的长度小于第一排水沟（51）的长度，第二排水沟（52）靠近竖井结构的端部通过第三排水沟（53）与第一排水沟（51）连通。


3.根据权利要求1所述的富水砂卵石地层暗挖隧道地下水疏排系统，其特征在于：所述存土仓（2）包括仓体（21）和竖向支撑（22），所述仓体（21）落置在井体（1）的底部，仓体（21）的四周间隔固定连接有竖向支撑（22），所述仓体（21）的宽度与井体（1）之间尺寸相适应，仓体（21）紧靠井体（1）的后侧，仓体（21）的后侧、左右两侧的竖向支撑（22）与井体（1）的侧壁之间分别紧贴，两者之间的空隙通过填充有卵砾石（13），所述仓体（21）的上侧表面、竖向支撑（22）的顶侧面以及横通道回填...

【专利技术属性】
技术研发人员：张开坤，赵国，祝潇洁，
申请(专利权)人：北京建工土木工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11