一种用于清除结晶及淤堵物的隧道排水套管及其使用方法与流程

本发明涉及隧道防排水技术领域，具体涉及到一种用于清除结晶及淤堵物的隧道排水套管及其使用方法。

背景技术：

目前在隧道工程领域采用复合式衬砌的隧道结构中，通常在初期支护和二次衬砌之间铺设排水管，包括环向排水管、纵向排水管、横向排水管、中央水沟等，用于对二次衬砌及防水板后的渗水进行排放，以消除水压。但是在隧道运营期间，由于渗水带出的泥沙和淤积通常会造成排水管低部位置的堵塞，如陈理公开的文献《铁路隧道施工中排水管堵塞问题探究》(《技术与市场》，2015年，第22卷第4期，第80页，2015年4月)，指出隧道排水系统易受到泥沙、钙质结晶物的影响而形成堵塞，造成水压积聚或者衬砌开裂渗水等后果。在岩溶发育地区修建的隧道，地下水中通常富含镁质、钙质离子，在水流的底部逐渐形成结晶物，堵塞隧道排水管。

由于隧道修建完毕后，排水管通常被封闭在二次衬砌背后，无法将衬砌结构打开以检查和清理排水管，所以目前有效的清淤措施较少。通常采取的对策是在中央水沟中设置检查井和沉砂池，但此举只能清理中央水沟部位的淤堵。也有采用高压水和高压空气的方式对衬砌两侧的局部排水管进行清理，但能清理的排水管范围也很有限。以上措施，均无法有效地对隧道排水系统的堵塞进行清理，使其恢复排水能力。

针对隧道排水管易被堵塞的问题，部分专家提出了一些方法：如周卓发表的论文《岩溶地区地下水渗流结晶堵塞隧道排水管机理研究及处治建议》(长安大学硕士学位论文，第57-60页，2015年6月)，提出采用化灌防水和化灌-电防渗技术、改变排水坡度、隧道排水管放入碳酸酐酶的细菌、加压清除堵塞物和隧道加入除垢剂等措施。张学富、张斌等人在清除隧道排水管结晶堵塞物领域公开发表了一些专利，如专利1(公开号CN104196563A，公开日2014.12.10)、专利2(公开号CN104196564A，公开日2014.12.10)、专利3(公开号CN104196565A，公开日2014.12.10)，通过布置溢水管来观察排水管堵塞情况、改变水流速度防止结晶的产生、在排水管内布置螺绞轴等构造清除结晶堵塞物。以上措施，或存在构造复杂清除不够彻底的问题，或短期效果有效，或需要对隧道的结构进行改变，或成本较高，总体上不能完全解决目前隧道排水管堵塞的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种用于清除结晶及淤堵物的隧道排水套管及其使用方法，解决隧道在运营期间排水管淤堵的清理问题，以杜绝或减少隧道排水管的泥砂淤堵或地下水结晶堵塞。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：

一种用于清除结晶及淤堵物的隧道排水套管，包括清洗管、橡胶套膜和托架；所述清洗管为中空管，清洗管的外壁设有平行于其轴心的凹槽，凹槽上沿清洗管的轴心方向间隔一定距离设有出水孔；所述橡胶套膜包裹在清洗管的外部，橡胶套膜上开设有防淤透水孔。

根据上述方案，所述外覆橡胶套膜的清洗管通过托架置于隧道的排水管内。

根据上述方案，所述托架的中心为一个圆环，外覆橡胶套膜的清洗管置于圆环内，圆环的四周均匀的设有脚架，脚架的端部设有与排水管内壁相匹配的弧形部。

根据上述方案，所述清洗管的出水孔的位置与橡胶套膜的防淤透水孔的位置错开设置。

一种用于清除结晶及淤堵物的隧道排水套管的使用方法，其特征在于：

步骤1：将橡胶套膜套在清洗管外壁，并按间隔安装好托架；

步骤2：在隧道内铺设环向排水管、横向排水管、纵向排水管时，事先在排水管内插入已安装好托架的隧道排水套管；

步骤3：安装环向排水管、横向排水管、纵向排水管，并在隧道侧沟内的排水管露头部位预留出清洗管的接头部分；

步骤4：在隧道衬砌施作完毕后，在隧道侧沟内安装清洗系统供水管道及阀门并连接清洗管形成清洗系统，水源为高压清水或者具有一定压力的清洗液；

步骤5：在隧道运营期间，通过定期打开清洗系统的阀门，将清洗水或清洗液输入隧道的排水管内的清洗管，通过清洗管的出水孔和橡胶套膜上的防淤透水孔喷入隧道排水管内进行冲洗，将泥沙等淤积物或者地下水结晶物溶解后带出到隧道的侧沟内；

步骤6：关闭清洗系统的阀门，将隧道侧沟内的清洗冲出物清理干净。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：型式简单、安装便捷，清洗管外覆的橡胶套膜能防止泥沙等淤积物侵入清洗管但不影响清洗液的流出；隧道运营期间对排水管的清洗快捷方便，清洗系统维护简单，且无需对隧道现有的结构型式进行改变，能有效地杜绝或减少隧道排水管的泥砂淤堵或地下水结晶堵塞。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明，其中：

图1是本发明清洗管的结构示意图；

图2是本发明清洗管外覆橡胶套膜后的结构示意图；

图3是本发明清洗管、橡胶套膜、托架、排水管组装后的截面结构示意图；

图4是隧道复合式衬砌结构防排水系统示意图；

图5是本发明应用于隧道排水系统的构造示意图。

图中各标号的释义为：1-清洗管，2-管壁，3-凹槽，4-出水孔，5-橡胶套膜，6-防淤透水孔，7-托架，8-排水管，9-环向排水管，10-横向排水管，11-纵向排水管，12-侧沟，13-横向清洗回路，14-分段清洗回路，15-清洗系统供水管道。

具体实施方式

本发明所述的隧道排水套管设置于隧道的排水管8内，包括清洗管1、橡胶套膜5和托架7。清洗管1为中空的橡胶软管，清洗管1的管壁2的外侧设有平行于其轴心的凹槽3，凹槽3上沿轴心方向间隔一定距离设有出水孔4。在本实施例中，清洗管1的外壁均匀设有四条凹槽3，凹槽3的具体数量可根据实际情况设置。所述橡胶套膜5包裹在清洗管1的外部，橡胶套膜5上开设有防淤透水孔6，防淤透水孔6的位置与清洗管1的出水孔4的位置错开设置，这样既能防止排水管8内的泥砂进入清洗管1，又不会妨碍清洗管1内的水顺畅流出。外覆橡胶套膜5的清洗管1通过托架7固定在隧道的排水管8内，清洗管1位于排水管8的轴心位置。托架7的中心为一个圆环，清洗管1置于圆环内，圆环的四周均匀地设有脚架，脚架之间的夹角通常设为90度或120度，脚架的端部设有与排水管8内壁相匹配的弧形部。托架7可以沿清洗管1间隔一定距离分散布置，也可以沿清洗管1全长连续布置。

本发明可对隧道复合式衬砌中的环向排水管9、横向排水管10、纵向排水管11进行清洗。在隧道的环向排水管9、横向排水管10、纵向排水管11中插入安装了托架7并外覆橡胶套膜5的清洗管1，清洗管1的接头与设置在隧道侧沟12内的清洗系统供水管道15连接，并可根据需要在清洗系统供水管道15上设置阀门进行流量控制，清洗系统供水管道15外接高压水源或者清洗液，清洗液为用于溶解结晶物的化学溶液。单个环向排水管9和横向排水管10可单独形成一个横向清洗回路13，纵向排水管11可根据横向排水管10设置的间距形成分段清洗回路14。

本发明的使用方法如下：

步骤1：将橡胶套膜5套在清洗管1外壁，并按间隔安装好托架7；

步骤2：在隧道内铺设环向排水管9、横向排水管10、纵向排水管11时，事先在排水管8内插入已安装好托架7的隧道排水套管；

步骤3：安装环向排水管9、横向排水管10、纵向排水管11，并在隧道侧沟12内的排水管8露头部位预留出清洗管1的接头部分；

步骤4：在隧道衬砌施作完毕后，在隧道侧沟12内安装清洗系统供水管道15及阀门并连接清洗管1形成清洗系统，水源为高压清水或者具有一定压力的清洗液；

步骤5：在隧道运营期间，通过定期打开清洗系统的阀门，将清洗水或清洗液输入隧道的排水管8内的清洗管1，通过清洗管1的出水孔4和橡胶套膜上5的防淤透水孔6喷入隧道排水管8内进行冲洗，将泥沙等淤积物或者地下水结晶物溶解后带出到隧道的侧沟12内；

步骤6：关闭清洗系统的阀门，将隧道侧沟12内的清洗冲出物清理干净。

通过以上方法，可以在隧道运营期间对隧道衬砌背后的排水系统进行定期全面清洗，防止淤堵发生。