[实用新型]富水地层隧底排水结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及隧道排水设施技术领域，尤其涉及富水地层隧底排水结构。

背景技术

近年来，随着交通基础设施大规模建设，诸多长大复杂富水隧道正在修建或已经修建。现有隧道排水设计是基于隧道常规排水量设计的，隧道结构周边的水通过初期支护渗透经由排水盲管引排至隧道结构体内的中心排水沟，最终排出洞外。具体，如图1所示，地下水通过初期支护(序号1)渗透到环向排水盲管(序号2)，环向排水盲管(序号2)沿纵向每隔10m沿洞周环向铺设，其下端与纵向排水盲管 (序号8)相连，纵向排水盲管(序号8)每隔10-20m留有一出水口，通过横向排水盲管(序号5)与排水侧沟(序号6)连接，排水侧沟 (序号6)主要用于汇集地下水并将地下水通过横向排水通道(序号 9)引入中央排水沟(序号7)，最终将地下水排出隧道体外。

但是，对于富水隧道，尤其在连续降雨或极端暴雨天气条件下，由于隧道内部水沟过水断面自由度不大，排水能力受限，无法及时有效引排隧道衬砌背后积水，使得拱圈承受高水压作用，导致隧道衬砌裂损、渗漏水等问题，造成隧道内行车安全隐患。

此外，现有隧道排水设计利用水的重力作用，将隧道拱圈背后积水从上向下引排至中央排水沟。由于中央排水沟设置于隧道之内，无法将隧道底部水排出；加之，现有的排水体系中隧道底部(简称隧底) 主要包括：底部围岩、仰拱初期支护、仰拱混凝土二衬、仰拱填充、路面结构、路侧边沟、深埋水沟、路缘石、电缆槽等。由于缺乏有效的隧道底部排水体系，体内排水无法将隧道底部水排出，导致隧道仰拱以下的积水无法有效引排，使得仰拱承受部分水压，从而引起仰拱隆起、道床变形、衬砌裂损、道床翻浆冒泥等等水害事件，维修治理极其困难。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种富水地层隧底排水结构，采用道床底板和间隔设置承载桩取代现有技术中的仰拱填充，承载桩之间可形成过水断面，其过水断面面积远大于中央排水沟，具有强大的排水能力，可满足富水隧道大量排水的需求，能快速、及时且有效的引排隧道衬砌背后高压水，减小地下水对隧道衬砌结构破坏。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

富水地层隧底排水结构，包括仰拱和隧道两侧的排水侧沟，在仰拱上方隔空设置道床底板，所述道床底板与仰拱之间布设有承载桩，所述道床底板与仰拱之间形成隧底的过水涵洞，所述排水侧沟通过侧沟排水管连通过水涵洞，所述侧沟排水管间隔设有多个。

为同时便于排出仰拱以下的积水，在过水涵洞底面布设有集水井，所述集水井下端穿过仰拱延伸到仰拱下方，所述集水井底部和侧壁均设有泄水孔，所述泄水孔位于仰拱下方，所述泄水孔外侧设有过滤层，所述集水井中设有单向排水装置。

进一步的，所述集水井相通过滤集水装置，所述过滤集水装置位于仰拱下方，所述过滤集水装置包括集水管道，所述集水管道侧壁间隔设有进水口，所述集水井下端伸进集水管道中，所述泄水孔与集水管道内部连通，所述集水管道内壁与集水井外壁之间填充有第一过滤层。

优选的，所述泄水孔与第一过滤层之间有第二过滤层，所述第二过滤层为细砂过滤层，所述第一过滤层为粗砂过滤层。进一步的，所述泄水孔与第二过滤层之间设有不锈钢滤网层。

进一步优选地，所述过滤集水装置还包括基坑，所述集水管道设于基坑中，所述集水管道与集水井以外的基坑范围内填充有卵石过滤层。

其中，所述单向排水装置包括活动盖板装置和受拉弹簧，所述活动盖板装置包括盖板、盖板承托构件和活页转轴，所述盖板的一侧通过活页转轴与集水井转动连接，所述盖板另一侧压在盖板承托构件上，所述盖板承托构件与集水井固接，所述受拉弹簧的一端与盖板底部连接，受拉弹簧的另一端与集水井底部连接，所述活动盖板装置位于泄水孔上方。

优选的，所述过水涵洞左、右两侧的集水井对称布置，与隧道中线相邻的集水井中的受拉弹簧的刚度系数大于其他集水井中的受拉弹簧的刚度系数。

为便于进入隧底的过水涵洞进行相关检查维修清淤工作，在道床底板中央沿隧道纵向间隔设有检查井，所述检查井通向过水涵洞。

其中，还包括拱墙，所述拱墙包括从外至内设置的初期支护、防水层和二次衬砌，所述初期支护与防水层之间间隔设有环向排水盲管，所述环向排水盲管的两端分别连接纵向排水盲管，所述纵向排水盲管的管壁上间隔设有多个出水口，所述出水口通过横向排水盲管连通排水侧沟，所述纵向排水盲管高于过水涵洞。

富水地层隧底排水结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤:

步骤1、对仰拱、承载桩和道床底板进行钢筋绑扎；