一种高富水岩溶隧道防排水结构的制作方法

本发明属于隧道结构及施工，具体涉及一种高富水岩溶隧道防排水结构。

背景技术：

1、近年来，我国铁路、公路等交通事业快速发展，隧道数量和里程不断增加。同时各种隧道病害问题接涌而来，特别是岩溶隧道的病害问题尤为严峻。岩溶隧道病害的主要来源为岩溶地下水，一方面是岩溶地下水侵蚀性对隧道衬砌结构与防排水系统的危害，另一方面岩溶地下水与地表水文有着密切的联系，雨季岩溶地下水位暴涨，发生地下水突涌，传统防排水结构设计不能满足雨季瞬时大水量的排水需求，使衬砌结构承担高外水压力，从而危及隧道结构安全，甚至造成隧道结构开裂产生渗漏水病害，严重影响隧道的安全运营。因此，针对富水岩溶隧道季节性防排水问题，研发能够适应雨季大排水量需求的新型防排水系统结构已成为亟待解决的隧道工程问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种高富水岩溶隧道防排水结构，以满足富水岩溶隧道在季节性排水量上的需求，提高隧道弹性排水效果，削弱降雨突发涌水对衬砌结构的影响。

2、本发明是通过下述技术方案实现的：

3、一种高富水岩溶隧道防排水结构，所述防排水结构包括在隧道钢筋混凝土衬砌外表面上由内至外依次设置的防水板、初支喷射透水混凝土层和岩土层，初支喷射透水混凝土层中设有透水钢拱架；

4、所述防排水结构包括在隧道仰拱内表面由下向上依次设置的透水混凝土填筑层、碾压混凝土基层、碾压混凝土路面和阻燃沥青路面层；

5、所述防排水结构还包括两个分别设置在隧道两侧边墙墙背的透水墙脚、两个分别设置在透水混凝土填筑层两侧的侧向排水沟和设置在透水混凝土填筑层底部中心位置的中心排水管；所述透水钢拱架的下端位于透水墙角中，所述透水墙脚通过侧墙横向导水管与侧向排水沟连通，所述侧向排水沟通过仰拱横向导水管与所述中心排水管连通。

6、进一步地，所述隧道内的隧道仰拱内表面坡度不小于2％；所述侧墙横向导水管靠近侧向排水沟的一端低于其靠近透水墙脚的一端，且侧墙横向导水管铺设的坡度不小于15％；所述仰拱横向导水管靠近中心排水管的一端低于其靠近侧向排水沟的一端，且仰拱横向导水管的铺设坡度不小于10％；所述中心排水管的渗透系数小于所述透水混凝土填筑层的渗透系数。

7、进一步地，所述隧道内碾压混凝土路面两侧设有路面边沟；所述路面边沟两侧设有通讯电缆沟，所述通讯电缆沟通过泄水管与所述侧向排水沟连通。

8、进一步地，所述防水板与所述初支喷射透水混凝土层之间、所述透水混凝土填筑层与所述碾压混凝土基层之间分别夹设有透水层，所述透水层的材料采用无纺土工布。

9、进一步地，所述初支喷射透水混凝土层的厚度为10-15cm；所述透水钢拱架的材料为含孔隙的钢管，且所述透水钢拱架的钢管上包裹有无纺土工布。

10、进一步地，所述防水板的材料为eva单面自粘防水板，所述防水板的厚度为1.5mm。

11、进一步地，所述侧墙横向导水管采用直径100mm的hdpe双壁波纹管；所述仰拱横向导水管采用直径50mm的hdpe双壁波纹管；所述中心排水管采用直径100mm的hdpe硬式透水管；所述仰拱横向导水管与所述中心排水管上包裹有无纺土工布；所述泄水管采用直径50mm的pvc管。

12、进一步地，所述侧向排水沟设有盖板，所述盖板均采用预制c25钢筋混凝土；所述侧向排水沟的沟槽侧壁及底板均采用现浇c30混凝土。

13、有益效果

14、(1)本发明提供了一种高富水岩溶隧道防排水结构，所述防排水结构针对高富水岩溶隧道雨季水量瞬时暴涨的特点，在隧道钢筋混凝土衬砌外表面设置了初支喷射混凝土层，有效疏干隧道周边的岩溶水，防止季节性岩溶水在隧道周边聚集，从而形成高水压；并通过在初支喷射混凝土层内设置透水钢拱架以提高隧道围岩的稳定性，并通过设置的侧墙横向导水管及时排出初支喷射混凝土层中聚集的岩溶水；所述隧道仰拱内表面的透水混凝土填筑层中设置中心排水管，中心排水管通过连通的仰拱横向导水管将积水排至侧向排水沟，显著增加了防排水结构的瞬时排水效果，并且碾压混凝土路面和阻燃沥青路面层也有效阻隔了隧道仰拱下方的积水反渗到隧道表面，并阻隔雨水渗透到仰拱下方；所述防排水结构防水效果好、能够满足富水岩溶隧道在季节性排水量上的需求，提高隧道弹性排水效果，削弱降雨突发涌水对衬砌结构的影响，且整体结构的结构简单，施工方便，造价低，有利于提高施工安全性及工效。

15、(2)本发明提供了一种高富水岩溶隧道防排水结构，所述防排水结构中，隧道内的隧道仰拱内表面坡度不小于2％；所述侧墙横向导水管靠近侧向排水沟的一端低于其靠近透水墙脚的一端，且侧墙横向导水管铺设的坡度不小于15％；所述仰拱横向导水管靠近中心排水管的一端低于其靠近侧向排水沟的一端，且仰拱横向导水管的铺设坡度不小于10％；从而进一步提高所述高富水岩溶隧道防排水结构的排水能力，满足富水岩溶隧道雨季瞬时大排水量需求，提高隧道的安全性。

16、(3)本发明供了一种高富水岩溶隧道防排水结构，所述防水板与所述初支喷射透水混凝土层之间设有透水层，透水层既能够将多余积水排出，又能够截留大颗粒土体，避免防水板受到损伤；所述透水混凝土填筑层与所述碾压混凝土基层之间夹设有透水层，将透水混凝土填筑层中积水排出。

17、(4)本发明提供了一种高富水岩溶隧道防排水结构，所述防排水结构中，初支喷射混凝土层的厚度为10-15cm，所述透水钢拱架的材料为含孔隙的钢管，能够高效、及时排出隧道周边的岩溶水，支撑隧道围岩的稳定；所述透水钢拱架的钢管上包裹有无纺土工布，具有良好的透水性，并且能够过滤大颗粒的岩土，延长钢管使用寿命。

技术特征：

1.一种高富水岩溶隧道防排水结构，其特征在于：所述防排水结构包括在隧道钢筋混凝土衬砌外表面上由内至外依次设置的防水板、初支喷射透水混凝土层和岩土层，初支喷射透水混凝土层中设有透水钢拱架；

2.根据权利要求1所述一种高富水岩溶隧道防排水结构，其特征在于：所述隧道内的隧道仰拱内表面坡度不小于2％；所述侧墙横向导水管靠近侧向排水沟的一端低于其靠近透水墙脚的一端，且侧墙横向导水管铺设的坡度不小于15％；所述仰拱横向导水管靠近中心排水管的一端低于其靠近侧向排水沟的一端，且仰拱横向导水管的铺设坡度不小于10％；所述中心排水管的渗透系数小于所述透水混凝土填筑层的渗透系数。

3.根据权利要求1所述一种高富水岩溶隧道防排水结构，其特征在于：所述隧道内碾压混凝土路面两侧设有路面边沟；所述路面边沟两侧设有通讯电缆沟，所述通讯电缆沟通过泄水管与所述侧向排水沟连通。

4.根据权利要求1-3任一项所述的高富水岩溶隧道防排水结构，其特征在于：所述防水板与所述初支喷射透水混凝土层之间、所述透水混凝土填筑层与所述碾压混凝土基层之间分别夹设有透水层，所述透水层的材料采用无纺土工布。

5.根据权利要求1-3任一项所述的高富水岩溶隧道防排水结构，其特征在于：所述初支喷射透水混凝土层的厚度为10-15cm；所述透水钢拱架的材料为含孔隙的钢管，且所述透水钢拱架的钢管上包裹有无纺土工布。

6.根据权利要求1-3任一项所述的高富水岩溶隧道防排水结构，其特征在于：所述防水板的材料为eva单面自粘防水板，所述防水板的厚度为1.5mm。

7.根据权利要求3所述的高富水岩溶隧道防排水结构，其特征在于：所述侧墙横向导水管采用直径100mm的hdpe双壁波纹管；所述仰拱横向导水管采用直径50mm的hdpe双壁波纹管；所述中心排水管采用直径100mm的hdpe硬式透水管；且所述仰拱横向导水管与所述中心排水管上包裹有无纺土工布；所述泄水管采用直径50mm的pvc管。

8.根据权利要求1-3任一项所述的高富水岩溶隧道防排水结构，其特征在于：所述侧向排水沟设有盖板，所述盖板均采用预制c25钢筋混凝土；所述侧向排水沟的沟槽侧壁及底板均采用现浇c30混凝土。

技术总结
本发明属于隧道结构及施工技术领域，具体涉及一种高富水岩溶隧道防排水结构。所述防排水结构包括在隧道钢筋混凝土衬砌外表面上由内至外依次设置的防水板、透水钢拱架、初支喷射透水混凝土和岩土；包括隧道仰拱内表面由下向上依次设置的透水混凝土填筑层、碾压混凝土基层、碾压混凝土路面和阻燃沥青路面层；还包括隧道两侧边墙墙背的透水墙脚、隧道内隧道内碾压混凝土基层两侧的下方的侧向排水沟、隧道内隧道内碾压混凝土基层两侧的路面边沟和透水混凝土仰拱填筑层底部中心位置的中心排水管；透水墙脚通过侧墙横向导水管与所述侧向排水沟连通，侧向排水沟通过仰拱横向导水管与所述中心排水管连通；满足富水岩溶隧道季节性排水量的弹性排水需求。

技术研发人员：戴岭,王晋,田玉江,刘艳明,齐特,晁峰,刘超,向晖,张宇奇,王鸿儒,饶邦政,高文元,李晶阁
受保护的技术使用者：中建铁路投资建设集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13