【技术实现步骤摘要】
本技术涉及隧道及地下工程领域，尤其涉及一种富水隧道区隔防排水结构。
技术介绍
1、我国防排水技术发展不断试错、不断完善，在错误中不断进步，对于地下水模糊的认识逐渐清晰明朗，也经历了“以排为主”到“以堵为主”的防排水理念更新。目前，我国隧道防排水采取“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”的理念，规范要求根据隧道所处地层的地下水敏感性、埋深情况、水压情况，采取不同防排水处理策略，其要求：在浅埋、低水压段采用“完全封堵”策略，其余地段采用“以堵为主，限量排放”策略，针对高压地段隧道结构还需具有一定抗水压能力。完全封堵不排要在不影响结构安全受力基础上，但如果排水，需控制在不影响地下水平衡、生态环境平衡基础上。
2、目前，我国隧道设计、施工所采用的防排水方案往往精细化不够，没有将隧道根据水文地质单元的不同划分若干独立防排水单元，且针对围岩、防水板背后两个部位缺少分区防排水措施，“一刀切”式的按照同一防水等级而制定同一防排水方案。实际工程中，隧道渗漏水段落往往存在衬砌背后窜水现象，病害整治时无法准确定位防水板破损部位。由于隧道纵坡的存在，一个地方防水板破损往往会引起下游相当长一段隧道衬砌渗漏。此外，富水段围岩地下水也会因隧道施工和隧道纵坡，导致附近里程段隧道出现水害现象。
技术实现思路
1、为了解决上述工程问题，基于“以堵为主、限量排放”的隧道防排水理念，本技术提供一种富水隧道区隔防排水结构，以达到将不同水文区段的隧道阻隔为独立单元，针对不同单元施行不同排水方案的效果。>
2、本技术的目的是这样实现的：
3、一种富水隧道区隔防排水结构，包括位于不同水文地质单元之间的物理阻隔结构，所述物理阻隔结构包括沿隧道径向依次环向设置的衬砌、防水板层、初期支护和围岩阻水墙，以及设置于所述衬砌、防水板层和初期支护之间的用于阻隔地下水纵向流动的止水部件、用于注浆堵漏的注浆管；所述物理阻隔结构的纵向长度为3-5m，沿隧道全环径向延伸8-15m；所述衬砌、防水板层和初期支护的中部均沿隧道径向外凸，外凸深度为1-1.5m，以形成用于阻隔水的环状结构。
4、水文地质单元根据围岩地下水丰富程度、地下水位高低、围岩完整程度等因素进行划分，所述物理阻隔结构能够将不同的单元对应的地下水分区隔离，从而人为控制地下水的流动，也为后期运营维护提供方便，为每个隧道区段的精细化防排水设计提供基础。
5、所述围岩阻水墙为混凝土注浆墙，通过沿隧道围岩全环径向注浆的方式实现，其能够使靠近隧道结构围岩地下水纵向自由流动受限。
6、实际施工中，纵向长度、延伸深度等具体的参数可根据不同隧道区段间地下水量、围岩破碎情况、隧道埋深等因素进行确定。
7、进一步的是，所述止水部件包括遇水膨胀止水条或遇水膨胀止水带，止水部件设置多道，相邻两个止水部件之间的间隔为0.5-1.6m。
8、所述衬砌与防水板层、防水板层与初期支护之间的止水部件可设置于同一断面，采用热熔焊机或高强胶水与防水板粘贴固定，当渗漏的地下水经过衬砌背后沿所述防水板层径向流动接触所述止水部件时，止水部件发生膨胀，能够阻止水流流动。
9、进一步的是，所述注浆管表面均匀开设有注浆孔，所述注浆管设置多组，每组所述注浆管均分为两段，每段分别布置于隧道两侧，从隧道底部延伸至拱顶，隧道两侧底部开设有与所述注浆管连通的进浆口。
10、通过所述注浆管，能够对所述物理阻隔结构进行注浆，从而将物理阻隔结构填充密实，进一步加强了其阻水效果。具体注浆方式为：将混凝土浆液从隧道底部的两侧的所述进浆口同时注入，浆液沿注浆管上升至拱顶，同时浆液从所述注浆孔中流出，进而扩散至整个所述防水板层两侧的空间内。
11、进一步的是，还包括位于水文单元内的区间防排水结构，所述区间防排水结构包括沿隧道纵向设置的外部围岩、衬砌背后沿隧道环向间隔设置的环向排水管、两侧边墙底部纵向设置的纵向排水管以及隧道两侧路面面层下沿纵向间隔横向设置的横向排水管，所述纵向排水管分别与所述环向排水管和横向排水管连通，所述横向排水管与位于隧道底部两侧的排水侧沟连通。
12、进一步的是，所述外部围岩注浆的厚度为3-5m，相邻两所述环向排水管的间距为8-10m，相邻两所述横向排水管的间距为5-10m。
13、外部围岩为注浆堵水，防止地下水对隧道的直接接触，其厚度根据该隧道区段所处的自然环境要求确定。
14、所述环向排水管可将隧道区段间衬砌背后的地下水引排至纵向排水管中集中汇流，再通过横向排水管将汇集的地下水引至所述排水侧沟中排放。
15、所述纵向排水管采用双壁打孔波纹管，所述横向排水管采用双壁无孔波纹管，环向排水管与横向排水管的间隔根据隧道区段对应的围岩情况及水量情况具体确定。
16、本技术的有益效果是：
17、1.真正意义单元分区防排水：
18、物理阻隔结构将不同水文情况的隧道区段物理分区，形成若干彻底分区防水单元，另外，也将贮存在围岩的地下水、初支渗漏出的地下水和突破防水板进入衬砌背后的地下水通过止水部件、衬砌外凸、防水板内外侧注浆三条措施真正间隔分开，可防治水害扩大化、迅速确定水害位置、方便拆除整治。
19、2.精细化设计：
20、将不同隧道区段阻隔后，在精确勘察、综合分析的基础上，精细化分防排水单元，分段、分区、分部细化设计不同区段中防排水措施，如调整外部围岩的堵水深度、区隔长度，排水管道排水量的大小，排水管间的间距等，实现不同的排水方案。
21、3.限量防排原则：
22、理想状态是堵水措施能将地下水完全封堵在围岩中而不渗出，但隧道围岩是复杂的，初支不可避免的会渗漏地下水，根据生态环境要求、隧道结构耐久性要求、运营维护要求、堵水措施经济性等，确定地下水最大允许初支渗出量，进而通过注浆堵水措施控制外部围岩封堵程度，进而控制地下水渗出量在允许水平。
23、4.通畅排水系统
24、本技术的区隔防排水结构，设置通畅的排水系统，将堵水后渗出的地下水排走，是被动排水，而非主动排水，降低了衬砌背后水压，从而保证结构受力安全。
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1.一种富水隧道区隔防排水结构，其特征在于，包括位于不同水文地质单元之间的物理阻隔结构(1)，所述物理阻隔结构(1)包括沿隧道径向依次环向设置的衬砌(2)、防水板层(3)、初期支护(4)和围岩阻水墙(5)，以及设置于所述衬砌(2)、防水板层(3)和初期支护(4)之间的用于阻隔地下水纵向流动的止水部件(6)、用于注浆堵漏的注浆管(7)；所述物理阻隔结构(1)的纵向长度为3-5m，沿隧道全环径向延伸8-15m；所述衬砌(2)、防水板层(3)和初期支护(4)的中部均沿隧道径向外凸，外凸深度为1-1.5m，以形成用于阻隔水的环状结构。
2.根据权利要求1所述的一种富水隧道区隔防排水结构，其特征在于，所述止水部件(6)包括遇水膨胀止水条或遇水膨胀止水带，止水部件(6)设置多道，相邻两个止水部件(6)之间的间隔为0.5-1.6m。
3.根据权利要求1所述的一种富水隧道区隔防排水结构，其特征在于，所述注浆管(7)表面均匀开设有注浆孔(9)，所述注浆管(7)设置多组，每组所述注浆管(7)均分为两段，每段分别布置于隧道两侧，从隧道底部延伸至拱顶，隧道两侧底部开设有与所述注浆
4.根据权利要求1所述的一种富水隧道区隔防排水结构，其特征在于，还包括位于水文单元内的区间防排水结构(10)，所述区间防排水结构(10)包括沿隧道纵向设置的外部围岩(11)、衬砌背后沿隧道环向间隔设置的环向排水管(12)、两侧边墙底部纵向设置的纵向排水管(13)以及隧道两侧路面面层下沿纵向间隔横向设置的横向排水管(14)，所述纵向排水管(13)分别与所述环向排水管(12)和横向排水管(14)连通，所述横向排水管(14)与位于隧道底部两侧的排水侧沟(15)连通。
5.根据权利要求4所述的一种富水隧道区隔防排水结构，其特征在于，所述外部围岩(11)的厚度为3-5m，相邻两所述环向排水管(12)的间距为8-10m，相邻两所述横向排水管(14)的间距为5-10m。
...【技术特征摘要】
1.一种富水隧道区隔防排水结构，其特征在于，包括位于不同水文地质单元之间的物理阻隔结构(1)，所述物理阻隔结构(1)包括沿隧道径向依次环向设置的衬砌(2)、防水板层(3)、初期支护(4)和围岩阻水墙(5)，以及设置于所述衬砌(2)、防水板层(3)和初期支护(4)之间的用于阻隔地下水纵向流动的止水部件(6)、用于注浆堵漏的注浆管(7)；所述物理阻隔结构(1)的纵向长度为3-5m，沿隧道全环径向延伸8-15m；所述衬砌(2)、防水板层(3)和初期支护(4)的中部均沿隧道径向外凸，外凸深度为1-1.5m，以形成用于阻隔水的环状结构。
2.根据权利要求1所述的一种富水隧道区隔防排水结构，其特征在于，所述止水部件(6)包括遇水膨胀止水条或遇水膨胀止水带，止水部件(6)设置多道，相邻两个止水部件(6)之间的间隔为0.5-1.6m。
3.根据权利要求1所述的一种富水隧道区隔防排水结构，其特征在于，所述注浆管(7)表面均匀开设有注浆孔...
【专利技术属性】
技术研发人员：王立川，吴剑，许召强，郑波，张京京，米涛，李利平，刘志强，
申请(专利权)人：中铁十八局集团有限公司，
类型：新型
国别省市：
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