本实用新型专利技术具体是一种适用于黄土隧道的仰拱排水装置，解决了现有仰拱防排水结构在应用中施工难度大、易堵塞、存在安全隐患的问题。一种适用于黄土隧道的仰拱排水装置，仰拱的下侧中部设置有主排水管；主排水管的左侧与右侧各设置一根辅排水管；位于左侧的辅排水管与拱墙的左部之间、位于右侧的辅排水管与拱墙之间均设置有若干根环向透水管，主排水管与两根辅排水管的外侧共同设置有透水管套，透水管套与主排水管的外侧壁之间、透水管套与两根辅排水管的外侧壁之间共同设置有级配碎石填充层。本实用新型专利技术实现了将仰拱底部积水通畅排出的目的，降低了隧道拱部与仰拱底部排水交叉水害的风险，防止管道堵塞的同时能够保证黄土结构的承载能力。承载能力。承载能力。
【技术实现步骤摘要】
一种适用于黄土隧道的仰拱排水装置
[0001]本技术涉及隧道工程用防排水装置，具体是一种适用于黄土隧道的仰拱排水装置。
技术介绍
[0002]在隧道工程中，隧道仰拱底的防排水一直是隧道结构的薄弱环节。目前，常见的仰拱底防排水结构有两种：一是在整体衬砌的底部设置加深的中心水沟，通过仰拱底部环向排水管将地下水引排；二是在仰拱二次衬砌外铺设防水板与环向毛细排水带，利用环向毛细排水带将地下水引至纵向排水管而排出。
[0003]然而实践表明，现有仰拱防排水结构在应用中存在以下问题：一是将中心水沟放置于仰拱下，隧道内仰拱以上和仰拱以下的渗漏水均从中心水沟内排出，易引发二次渗漏，破坏围岩水平衡，存在一定的安全隐患；二是采用加深中心水沟的方式，施工工序增加，且中心水沟的技术要求较高，增加了施工难度；三是采用防水板与环向毛细排水带的组合形式，虽然方便施工，但排水效果较差，特别是用于黄土地区时，毛细孔容易被土颗粒堵塞，失去排水功能的同时，易形成隧道上部地下水的聚集通道，软化了围岩，增加了仰拱底部黄土水害的发生风险，为隧道后期运营带来了极大的安全隐患。
技术实现思路
[0004]本技术为了解决现有仰拱防排水结构在应用中施工难度大、易堵塞、存在安全隐患的问题，提供了一种适用于黄土隧道的仰拱排水装置。
[0005]本技术是采用如下技术方案实现的：
[0006]一种适用于黄土隧道的仰拱排水装置，包括隧道衬砌，所述隧道衬砌包括仰拱和位于仰拱上侧的拱墙；仰拱的下侧中部设置有沿纵向放置的主排水管；主排水管的左侧与右侧各设置一根与其连通且与其平行的辅排水管；两根辅排水管的侧壁上部均开设有若干通孔；位于左侧的辅排水管与拱墙的左部之间、位于右侧的辅排水管与拱墙的右部之间均设置有若干根前后等间距分布的环向透水管，各根环向透水管均呈首高尾低的倾斜状，且其首端部均封闭、尾端部均和与其左右对应的辅排水管连通；主排水管与两根辅排水管的外侧共同设置有纵向放置的透水管套，透水管套与主排水管的外侧壁之间、透水管套与两根辅排水管的外侧壁之间共同设置有级配碎石填充层。
[0007]施工时，在隧道开挖后，沿隧道长度方向开挖第一沟槽，并在第一沟槽内铺设未封口的透水管套，而后在透水管套内沿纵向放置主排水管与两根辅排水管，并将两根辅排水管分别与主排水管相连通，接着在透水管套与主排水管的外侧壁之间、透水管套与两根辅排水管的外侧壁之间填充级配碎石填充层并压实，然后进行透水管套的封口，由此完成主排水管、辅排水管、级配碎石填充层与透水管套的施工。与此同时，每间隔一定距离，沿隧道宽度方向开挖呈首高尾低倾斜状的第二沟槽，并在第二沟槽内安装各个环向透水管，然后将各个环向透水管和与其左右对应的辅排水管相连通，由此完成环向透水管的施工。然后
进行隧道衬砌的施工。本技术的施工过程与隧道衬砌施工交替进行，对施工周期影响较小，施工完成后，将主排水管与隧道中心水沟排水口、两根辅排水管与隧道中心水沟排水口分别在洞口低洼处连通。
[0008]使用过程中，仰拱底部位于透水管套外部的积水经各根环向透水管的透水侧壁流入各根环向透水管的内腔，在重力作用下流入各根环向透水管的尾端部，继而流入两根辅排水管的内腔；仰拱底部位于透水管套内部的积水，流经级配碎石填充层后，一部分从通孔流入两根辅排水管的内腔，一部分从各根环向透水管的透水侧壁流入各根环向透水管的内腔，继而流入两根辅排水管的内腔；流入两根辅排水管内腔的积水一部分直接在洞口低洼处从中心水沟排水口排出，一部分经主排水管后在洞口低洼处从中心水沟排水口排出；在此过程中，级配碎石填充层能够将位于透水管套内部积水中的黄土及杂质过滤，各根环向透水管的透水侧壁能够将位于透水管套外部积水中的黄土及杂质过滤，同时透水管套能够将流通于其内外两侧的积水中的黄土及杂质过滤，多重过滤作用一方面能够有效防止辅排水管与主排水管的堵塞，保证仰拱底部积水的通畅排出，另一方面能够保护仰拱底部黄土中的细小颗粒，消除长期渗流对仰拱底黄土结构的破坏，进而保证了黄土结构的承载能力。本技术克服了现有仰拱防排水结构在应用中施工难度大、易堵塞、存在安全隐患的问题。
[0009]辅排水管与主排水管通过若干前后分布的工字形接头连通。
[0010]每根环向透水管的外侧均设置有透水管套I，且透水管套I与环向透水管的外侧壁之间设置有级配碎石填充层I。
[0011]透水管套I与级配碎石填充层I的结构设计能够有效过滤进入环向透水管的积水的黄土与杂质，避免黄土与杂质进入辅排水管与主排水管引起堵塞，同时能够保护仰拱底部黄土中的细小颗粒，消除长期渗流对仰拱底黄土结构的破坏，进而保证了黄土结构的承载能力。
[0012]所述隧道衬砌为复合式衬砌，所述仰拱包括上下分布的二次衬砌仰拱段与初期支护仰拱段，主排水管、两根辅排水管与各根环向透水管均设置于初期支护仰拱段的底部。
[0013]工字形接头与辅排水管的套接部、工字形接头与主排水管的套接部均设置有生料带密封层。
[0014]生料带密封层的结构设计有效保证了工字形接头与辅排水管的套接部、工字形接头与主排水管的套接部的密封性，进而防止流入辅排水管与主排水管内的积水发生渗漏，进而增加了本排水装置的密封效果。
[0015]位于主排水管左侧与右侧的工字形接头呈前后交错分布。
[0016]该结构设计能够避免两根辅排水管的积水同时流入主排水管，一方面有效减小积水从辅排水管流入主排水管内部时的冲击力，进而延长了本排水装置的使用寿命，另一方面能够防止两侧流水在连接处形成对流，影响积水的通畅排出。
[0017]透水管套与透水管套I均是由土工布制成的。
[0018]土工布具有强度高、透水性好、耐腐蚀的优点，能够有效隔离积水中的黄土及杂质，进而保证仰拱底部土体的承载力。
[0019]所述环向透水管是由软式透水管制成的；两根辅排水管与主排水管均是由HDPE双壁波纹管制成的，且辅排水管的直径小于主排水管的直径。
[0020]所述工字形接头是由三通接头或四通接头拼接而制成的。
[0021]本技术结构设计合理可靠，通过设计独立于上部排水系统的仰拱排水装置，实现了将仰拱底部积水通畅排出的目的，降低了隧道拱部与仰拱底部排水交叉水害的风险，而且通过设置多重过滤结构，能够将积水中的黄土及杂质有效去除，防止辅排水管与主排水管堵塞的同时能够保护仰拱底部黄土的细小颗粒，消除长期渗流对仰拱底黄土结构的破坏，保证了黄土结构的承载能力，同时密封效果好，不易发生渗漏，不会在连接处形成对流影响积水流出，进一步保证了本排水装置的排水通畅性，进一步的，方便施工，能够与隧道衬砌施工交替推行，对施工周期影响小，具有排水能力强、强度高、耐腐蚀、使用寿命长的优点。
附图说明
[0022]图1是本技术的结构示意图；
[0023]图2是本技术的俯视示意图；
[0024]图3是本技术中主排水管与辅排水管处的结构示意图；
[0025]图4是本技术中主排水管本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于黄土隧道的仰拱排水装置，包括隧道衬砌，所述隧道衬砌包括仰拱和位于仰拱上侧的拱墙；其特征在于：仰拱的下侧中部设置有沿纵向放置的主排水管（1）；主排水管（1）的左侧与右侧各设置一根与其连通且与其平行的辅排水管（2）；两根辅排水管（2）的侧壁上部均开设有若干通孔（3）；位于左侧的辅排水管（2）与拱墙的左部之间、位于右侧的辅排水管（2）与拱墙的右部之间均设置有若干根前后等间距分布的环向透水管（4），各根环向透水管（4）均呈首高尾低的倾斜状，且其首端部均封闭、尾端部均和与其左右对应的辅排水管（2）连通；主排水管（1）与两根辅排水管（2）的外侧共同设置有纵向放置的透水管套（5），透水管套（5）与主排水管（1）的外侧壁之间、透水管套（5）与两根辅排水管（2）的外侧壁之间共同设置有级配碎石填充层（6）。2.根据权利要求1所述的一种适用于黄土隧道的仰拱排水装置，其特征在于：辅排水管（2）与主排水管（1）通过若干前后分布的工字形接头（7）连通。3.根据权利要求1所述的一种适用于黄土隧道的仰拱排水装置，其特征在于：每根环向透水管（4）的外侧均设置有透水管套I（8），且透水管套I（8）与环向透水管（4）的外侧壁之间设置有级配碎石填充层I（9）。4.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：米东阳，孙臣生，张勃鹏，翟正平，刘志，李永永，袁飞，刘德龙，杨超，
申请(专利权)人：山西省交通规划勘察设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：
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