一种隧道排水系统及其横向泄水管的施工方法技术方案

本发明专利技术提供一种隧道排水系统及其横向泄水管的施工方法，隧道排水系统设置在隧道拱墙内，隧道拱墙包括沿着隧道径向自外而内依次布置的初期支护、防水层和二次衬砌，隧道拱墙的底部设置有沿着隧道的纵向延伸的侧边水沟；隧道排水系统包括环向排水管、纵向排水管和横向泄水管，环向排水管位于初期支护和防水层之间，纵向排水管埋设在隧道拱墙的底部并沿着隧道的纵向延伸，横向泄水管的内端与纵向排水管和/或环向排水管连通，横向泄水管的出水端延伸至侧边水沟；横向泄水管的内壁光滑，横向泄水管的斜度大于或等于5％，横向泄水管的出水端朝下弯折。该隧道排水系统可彻底解决隧道内排水管道钙化物结晶体淤积堵塞的问题。排水管道钙化物结晶体淤积堵塞的问题。排水管道钙化物结晶体淤积堵塞的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道排水系统及其横向泄水管的施工方法


[0001]本专利技术涉及隧道施工
，具体地说，是涉及一种防止泄水孔钙化结晶封堵的隧道排水系统及其横向泄水管的施工方法。

技术介绍

[0002]参见图1和图2，在隧道工程工程施工中，在防排水系统的结构设计方面主要由环向排水管101和纵向排水管102形成衬砌排水系统，环向排水管101位于初期支护104和防水层105之间，每个环向排水管101的两端分别朝向对应的侧边水沟106一侧弯折并延伸至侧边水沟106靠近初期支护104一侧的侧壁1061，纵向排水管102沿着隧道的纵向延伸且其两端均朝向对应的侧边水沟106弯折，纵向排水管102的端部延伸至侧边水沟106靠近初期支护104一侧的侧壁1061，纵向排水管102和环向排水管101弯折后沿着横向延伸的部分也称为横向泄水管103。
[0003]随着在我国西南地区隧道的大量工程修建，在排水设施中均出现了一个较为棘手的问题：隧道排水管道出现钙化物结晶体，并且随着时间的变化其在管道内、管口淤积现象逐渐加重，甚至出现了管道堵塞的现象，直接对隧道工程的防排水体系造成破坏，产生严重的影响。
[0004]通过多家科研、施工单位针对该问题的前期现场勘查和调研工作，隧道内排水管道内钙化物结晶体与初支表面渗水部位的白色结晶体均为同一种物质，其是由碳酸钙和其他矿物质的沉积形成的。首先碳酸钙被含有二氧化碳的水分解后，生成碳酸氢钙溶液；而后水溶液顺沿着隧道内排水盲管、初支墙壁而下，直到抵达最终的出水口，此时，当溶液和空气接触，产生逆向的化学反应，碳酸钙被沉淀出来；进而导致隧道排水管道在孔口位置、初支表面产生白色的结晶体，类似于岩溶区域的钟乳石，其每年平均增长率为0.13毫米至3毫米，对隧道建设及后期维护使用都增加了难度。
[0005]现有一种隧道排水管道自动除结晶结构及具有该结构的隧道排水系统，通过对横向泄水管内采用物理旋转刷对管口进行清洗，从而解决隧道排水管内的钙质结晶堵塞排水管道的问题。该结构不能从根本上解决隧道泄水孔钙化结晶封堵的问题。
[0006]并且现有的针对隧道排水管道钙质结晶体的研究，主要是针对我国西南地区岩溶隧道中、灰岩地区的隧道而言，水质本身就含有大量的难溶性碳酸盐结晶。而成兰铁路隧道工程建设中所发现的堵塞问题，灰岩区段存在，非灰岩区段也同样会出现此类问题，故上述的现有研究技术成果并不全面，不能有效的指导所有铁路隧道工程的建设。

技术实现思路

[0007]本专利技术的第一目的是提供一种防止泄水孔钙化结晶封堵的隧道排水系统，该隧道排水系统可适用于广泛区域的隧道泄水孔钙化结晶封堵的“预防”和“治理”两方面，彻底解决隧道内排水管道钙化物结晶体淤积堵塞的问题。
[0008]本专利技术的第二目的是提供一种上述隧道排水系统中横向泄水管的施工方法。
[0009]本专利技术的第三目的是提供另一种上述隧道排水系统中横向泄水管的施工方法。
[0010]本专利技术的第四目的是提供再一种上述隧道排水系统中横向泄水管的施工方法。
[0011]本专利技术的第五目的是提供还一种上述隧道排水系统中横向泄水管的施工方法。
[0012]为实现上述第一目的，本专利技术提供一种防止泄水孔钙化结晶封堵的隧道排水系统，隧道排水系统设置在隧道拱墙内，隧道拱墙包括沿着隧道径向自外而内依次布置的初期支护、防水层和二次衬砌，隧道拱墙的底部设置有沿着隧道的纵向延伸的侧边水沟；隧道排水系统包括环向排水管、纵向排水管和横向泄水管，环向排水管位于初期支护和防水层之间，纵向排水管埋设在隧道拱墙的底部并沿着隧道的纵向延伸，横向泄水管的内端与纵向排水管和/或环向排水管连通，横向泄水管的出水端延伸至侧边水沟；横向泄水管的内壁光滑，横向泄水管的斜度大于或等于5％，横向泄水管的出水端朝下弯折。
[0013]由上述方案可见，通过将横向泄水管设置成内壁光滑，斜度大，且端部向下弯折的方式，从而加快了横向泄水管的出水端接触空气一瞬间的排水速度，进而减少了出水端出来的水接触空气钙化反应的时间，使其结晶体不宜留存且不宜结晶堆积，从而在最大程度上减少了现有的方案中诱发出水口结晶的因素，整体结构设计简单有效、成本低廉、操作方便快捷，实施效果很好，在最大程度上解决了泄水孔钙化结晶体堵塞排水管的难题。该隧道排水系统可适用于广泛区域的隧道泄水孔钙化结晶封堵的“预防”和“治理”两方面，彻底解决隧道内排水管道钙化物结晶体淤积堵塞的问题。
[0014]一个优选的方案是，横向泄水管包括由硬质PVC材料制成的管主体和包裹在管主体外的过滤层，管主体的管壁上贯穿地设有多个进水孔。
[0015]由此可见，硬质PVC材料制成的管主体的内壁光滑，可以进一步提高横向泄水管内的水流速度。
[0016]一个优选的方案是，隧道拱墙内钻设有纵向坡度大于或等于5％的泄水孔，泄水孔自侧边水沟靠近隧道拱墙一侧的第一侧壁延伸至纵向排水管和/或所述环向排水管处，横向泄水管安装在泄水孔内。
[0017]一个优选的方案是，隧道拱墙内钻设有纵向坡度大于或等于5％的泄水孔，泄水孔包括第一泄水孔段和第二泄水孔段；第一泄水孔段自侧边水沟靠近隧道拱墙一侧的第一侧壁延伸至纵向排水管和/或环向排水管处，横向泄水管安装在第一泄水孔段内；第二泄水孔段自纵向排水管处穿过初期支护并延伸至初期支护径向外侧的围岩内，第二泄水孔段内设置有PVC泄水管，PVC泄水管与纵向排水管连接。
[0018]由此可见，对于隧道中富水段和围岩初期支护结晶体严重的段落，可以设置穿入围岩内的PVC泄水管，使水通过PVC泄水管进入纵向排水管内，进而通过横向泄水管排至侧边水沟。
[0019]为实现上述第二目的，本专利技术提供一种上述隧道排水系统中横向泄水管的施工方法，侧边水沟位于水沟电缆槽段；在完成水沟电缆槽段施工后，横向泄水管的施工方法包括：采用钻机，自水沟电缆槽段的外壁穿过侧边水沟并朝向初期支护一侧钻设泄水孔，泄水孔的纵向坡度大于或等于5％，泄水孔的内端延伸至纵向排水管和/或环向排水管处；将横向泄水管安装至泄水孔；采用环氧砂浆封堵水沟电缆槽段的外壁上的钻孔或者在水沟电缆槽段的外壁的钻孔内设置密封塞。
[0020]由上述方案可见，通过将横向泄水管设置成内壁光滑，斜度大，且端部向下弯折的
方式，从而加快了横向泄水管的出水端接触空气一瞬间的排水速度，进而减少了出水端出来的水接触空气钙化反应的时间，使其结晶体不宜留存且不宜结晶堆积，从而在最大程度上减少了现有的方案中诱发出水口结晶的因素，整体结构设计简单有效、成本低廉、操作方便快捷，实施效果很好，在最大程度上解决了泄水孔钙化结晶体堵塞排水管的难题。该隧道排水系统可适用于广泛区域的隧道泄水孔钙化结晶封堵的“预防”和“治理”两方面，彻底解决隧道内排水管道钙化物结晶体淤积堵塞的问题。此外，对于已完成水沟电缆槽段施工的隧道，可采用钻机自水沟电缆槽段的外壁穿过侧边水沟并朝向初期支护一侧钻设泄水孔后，在泄水孔内安装该横向泄水管，安装方式简单，且在安装横向泄水管后封堵水沟电缆槽段的外壁上的钻孔即可。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道排水系统，所述隧道排水系统设置在隧道拱墙内，隧道拱墙包括沿着隧道径向自外而内依次布置的初期支护、防水层和二次衬砌，所述隧道拱墙的底部设置有沿着隧道的纵向延伸的侧边水沟；所述隧道排水系统包括环向排水管、纵向排水管和横向泄水管，所述环向排水管位于所述初期支护和所述防水层之间，所述纵向排水管埋设在所述隧道拱墙的底部并沿着所述隧道的纵向延伸，所述横向泄水管的内端与所述纵向排水管和/或所述环向排水管连通，所述横向泄水管的出水端延伸至所述侧边水沟；其特征在于：所述横向泄水管的内壁光滑，所述横向泄水管的斜度大于或等于5％，所述横向泄水管的出水端朝下弯折。2.根据权利要求1所述的隧道排水系统，其特征在于：所述横向泄水管包括由硬质PVC材料制成的管主体和包裹在所述管主体外的过滤层，所述管主体的管壁上贯穿地设有多个进水孔。3.根据权利要求1或2所述的隧道排水系统，其特征在于：所述隧道拱墙内钻设有纵向坡度大于或等于5％的泄水孔，所述泄水孔自所述侧边水沟靠近所述隧道拱墙一侧的第一侧壁延伸至所述纵向排水管和/或所述环向排水管处，所述横向泄水管安装在所述泄水孔内。4.根据权利要求1或2所述的隧道排水系统，其特征在于：所述隧道拱墙内钻设有纵向坡度大于或等于5％的泄水孔，所述泄水孔包括第一泄水孔段和第二泄水孔段；所述第一泄水孔段自所述侧边水沟靠近所述隧道拱墙一侧的第一侧壁延伸至所述纵向排水管和/或所述环向排水管处，所述横向泄水管安装在所述第一泄水孔段内；所述第二泄水孔段自所述纵向排水管处穿过所述初期支护并延伸至所述初期支护径向外侧的围岩内，所述第二泄水孔段内设置有PVC泄水管，所述PVC泄水管与所述纵向排水管连接。5.一种隧道排水系统中横向泄水管的施工方法，其特征在于，所述隧道排水系统如权利要求1至3任一项所述的隧道排水系统，所述侧边水沟位于水沟电缆槽段；在完成所述水沟电缆槽段施工后，所述横向泄水管的施工方法包括：采用钻机，自所述水沟电缆槽段的外壁穿过所述侧边水沟并朝向所述初期支护一侧钻设泄水孔，所述泄水孔的纵向坡度大于或等于5％，所述泄水孔的内端延伸至所述纵向排水管和/或所述环向排水管处；将所述横向泄水管安装至所述泄水孔；采用环氧砂浆封堵所述水沟电缆槽段的外壁上的钻孔或者在所述水沟电缆槽段的外壁的钻孔内设置密封塞。6.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国强，王俊涛，姜波，
申请(专利权)人：中铁十九局集团有限公司勘察设计院分公司中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：