[发明专利]一种富水段隧底排水降压系统

说明书

本发明提供的富水段隧底排水降压系统包括仰拱衬砌结构、洞内排水结构和仰拱填充层，仰拱衬砌结构包括仰拱初期支护层、防水层和仰拱二次衬砌层，仰拱填充层设置在仰拱二次衬砌层内侧；洞内排水结构包括侧部排水沟、横向排水管、纵向排水盲管，中部排水沟、中部泄压管、横向连通管和隧底环向盲管；横向排水管连通在侧部排水沟与纵向排水盲管之间；隧底环向盲管连通至纵向排水盲管；横向连通管连通在侧部排水沟与中部排水沟之间；中部泄压管连通至中部排水沟的上部且下穿至仰拱衬砌结构的外侧。本发明解决承压水可能造成仰拱隆起甚至开裂等变形情况，确保衬砌结构的安全性，同时不需要后续钻孔泄压，保证衬砌结构的完整性。

技术领域

本发明涉及隧道衬砌支护及排水技术领域，具体涉及一种富水段隧底排水降压系统。

背景技术

隧道是一种埋置于地表以下的线状构筑物，由于隧道开挖破坏原有地下水循环的平衡，使隧道成为附近地下水聚集的通道。为了降低衬砌结构周边水压力，通常在复合式衬砌拱墙部位设置防水层，并在防水层背后设置环、纵向盲管等设施引导围岩渗水经边墙泄水孔排入排水系统的侧沟。

在铁路隧道设计过程中，隧道底部设置仰拱，为提供行车平台故在仰拱二衬内浇筑仰拱填充作为轨道铺设的基础，整体刚度较大，能提供较大的承压能力，故一般地段未考虑在隧道底部设置防排水措施。

但在较大埋深的富水段，因地下水具有较大承压性导致隧底开裂、变形影响行车安全的情况时有发生。为解决这类问题一般是在仰拱二衬施工完毕出现病害时采用钻孔泄压，但该方法对衬砌结构完整性损害较大，存在一定安全风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在避免损坏衬砌结构完整性前提下解决富水段隧底排水问题的富水段隧底排水降压系统。

本发明提供的富水段隧底排水降压系统包括仰拱衬砌结构、洞内排水结构和仰拱填充层，仰拱衬砌结构包括从外侧到内侧依次设置仰拱初期支护层、防水层和仰拱二次衬砌层，仰拱填充层设置在仰拱二次衬砌层的内侧；洞内排水结构包括侧部排水沟、横向排水管和纵向排水盲管，侧部排水沟设置在仰拱填充层上方，纵向排水盲管设置在防水层的外侧，横向排水管连通在侧部排水沟与纵向排水盲管之间；洞内排水结构还包括中部排水沟、中部泄压管、横向连通管和隧底环向盲管；隧底环向盲管设置在防水层的外侧，隧底环向盲管的延伸两端分别连通至两道纵向排水盲管；中部排水沟设置在仰拱填充层中，且中部排水沟位于侧部排水沟所在水平位置以下；横向连通管设置在仰拱填充层中，且横向连通管连通在侧部排水沟与中部排水沟之间；中部泄压管连通至中部排水沟的上部，且中部泄压管向下穿过仰拱衬砌结构后穿出仰拱衬砌结构的外侧。

由上述方案可见，此设置下，隧底承压水依次通过隧底环向盲管、纵向排水盲管和横向排水管进入侧部排水沟，再从侧部排水沟经横向连通管流到中部排水沟内，另外，隧底水压集中处的承压水通过中部泄压管直接引入中部排水沟内，从而降低隧底地下水压力，解决承压水可能造成仰拱隆起甚至开裂等变形情况，确保衬砌结构的安全性，同时不需要后续钻孔泄压，保证衬砌结构的完整性。

进一步的方案是，中部泄压管包括弯曲相连的水平延伸管段和竖直延伸管段；竖直延伸管段向下穿过仰拱衬砌结构后到达仰拱衬砌结构的外侧，水平延伸管段沿水平方向连通至中部排水沟的侧壁面。

由上可见，若中部泄压管沿直线延伸至中部排水沟的底部并因为需要超过中部排水沟的最高水位线而从中部排水沟的底部向上伸出，外露的中部泄压管段对中部排水沟的水流造成阻碍，对中部排水沟的排水性能造成影响，且外露的中部泄压管段得不到保护而容易损坏。因此，本申请中，中部泄压管以弯曲形式设置在中部排水沟的侧面，中部泄压出口位于中部排水沟的侧壁面上，即使延伸至中部排水沟的最高水位线以上也无需外露设置，不对排水造成影响且得到有效的保护。