一種高速鐵路單線隧道基地減壓排水系統技術方案

本實用新型專利技術屬于隧道及地下工程領域，為了解決現有高速鐵路單線隧道基底排水系統的不足，本實用新型專利技術提供了一種高速鐵路單線隧道基地減壓排水系統，包括隧道內兩側的排水側溝和設于排水側溝頂部的蓋板，在排水側溝下方、靠近隧道中心的初期支護二次襯砌外側設有若干沿隧道縱向間隔分布的滲水井，各滲水井與排水側溝之間連接有若干豎向設置的排水導管，排水導管的底端埋入滲水井的底部并包裹有透水土工布，排水導管的頂端由排水側溝的側壁接入排水側溝內。本實用新型專利技術通過預設滲水井匯集基底地下水，在水頭壓力的作用下，該部分水經預先埋設的排水導管排至隧道排水側溝，最終排向洞外。

【技術實現步驟摘要】
一種高速鐵路單線隧道基地減壓排水系統
本技術屬于隧道及地下工程領域，具體涉及一種高速鐵路單線隧道基地減壓排水系統。
技術介紹
隧道的防排水技術，一直就是隧道設計過程中的重要環節，隧道設計對地下水的處理將影響到結構的受力、生態環境的影響程度等。對于修建于富水地區的高速鐵路隧道，由于基底受地下水壓力的作用，導致仰拱在水壓力作用下，產生仰拱抬升、開裂變形的病害，以至于高速鐵路軌道發生變形，致使線路不平順，對后期運營留下嚴重的安全隱患，造成生命財產損失。為防止由于地下水壓力過大，而導致隧道仰拱承受過大的作用力，致使仰拱隆起變形，破壞高速鐵路線路的平順性，有部分學者對其做了研究，提出了一些施工措施。王元清在《富水隧道分區減壓防排水技術研究》一文中提出，在中央排水溝底部預先安裝PVC管與基底聯通，以期在水壓力增大時，地下水可以沿導管排往中央排水溝，這種方法理論上是可行的，但在實際應用過程中，PVC管容易發生堵管現象，同時由于單線隧道未設置中央排水溝，不易實現排水效果。德國的一些山嶺隧道由于埋深不大，采用全封堵結構，但水頭較高時采用在仰拱以下設置排水溝的方法來降低水力，該方法可以有效的將基底地下水排出隧道之外，降低基底壓力，但該方法需要在隧道襯砌內外施作排水溝，工程量較大。如專利201610419973.8，其原理是通過將兩側深埋排水盲溝與橫向排水盲管連通實現隧道基底排水，同時利用排水盲溝內的降壓井實現對基底水的泄壓，該排水系統存在如下弊端：1、其深埋排水盲溝設于隧道內水溝的正下方，且排水盲溝是沿隧道縱向通長設計，則在隧道基底下半斷面開挖時需要同步開槽施工位于隧道襯砌外側的排水盲溝，工程量大，成本高，會對隧道的整體施工進度造成影響；2、通長設置的深埋排水盲溝會對隧道襯砌層的承載均勻性造成影響，為了保證隧道襯砌層承載均勻性，排水盲溝寬度不能過大且應盡量與隧道內水溝上下對齊，對施工的精確度要求較高；3、降壓井頂端高出隧道內水溝過水斷面，即降壓井和鋼花管只起到基底泄壓的作用，深埋排水盲溝起主要排水作用，但當富水地區的隧道基底出現大量積水且深埋排水盲溝發生縱向堵塞時，完全不能實現排水作用，且地下堵塞點難以排查，造成清堵成本高。
技術實現思路
本技術為了解決現有高速鐵路單線隧道基底排水系統的不足，避免仰拱隆起變形，造成鐵路運營過程中安全隱患，本技術提供了一種高速鐵路單線隧道基地減壓排水系統。本技術采用如下技術方案：一種高速鐵路單線隧道基地減壓排水系統，包括隧道內兩側的排水側溝和設于排水側溝頂部的蓋板，在排水側溝下方、靠近隧道中心的初期支護二次襯砌外側設有若干沿隧道縱向間隔分布的滲水井，各滲水井與排水側溝之間連接有若干豎向設置的排水導管，排水導管的底端埋入滲水井的底部并包裹有透水土工布，排水導管的頂端由排水側溝的側壁接入排水側溝內。所述滲水井斷面為矩形結構，斷面尺寸為長×寬=（60cm~80cm）×（60cm~80cm），滲水井靠近隧道中心側井壁的深度不小于80cm，其它井壁深度以隧道仰拱的襯砌輪廓而定。所述滲水井之間的縱向間距為15m~20m。所述各滲水井內的排水導管之間的縱向間距為15~20cm。所述排水導管為“倒L”結構，橫管端與蓋板以下5cm處的排水側溝側壁垂直連接，埋入滲水井的豎管段設有梅花形的滲水孔，滲水孔之間的間距為5~10cm。所述滲水井內填充有碎石。本技術具有如下有益效果：1、本技術通過在隧道仰拱基底預設滲水井，以匯集隧道仰拱基底的地下水，滲水井匯集的地下水，在水頭壓力的作用下，該部分水經預先埋設的排水導管排至隧道排水側溝，最終排向洞外，較已有基底減壓排水系統創新之處在于設置了基底滲水井，將水匯集于滲水井之中，進而有利于地下水的排出。2、根據地層的富水情況，可以合理的布置滲水井的數量，使設計更為合理、有效，進而減少工程量，縮短工期；同時在排水導管伸入滲水井端用透水土工布包裹端頭，從而避免滲水管堵塞，保證基底水的順利排除，減小基底水壓力，進而減小了工程隱患；3、滲水井間隔布置，有利于排查滲水井的排水狀態和清堵。附圖說明圖1為本技術的橫向斷面圖；圖2為2-2剖視圖；圖3為1-1剖視圖；圖4為排水導管的結構示意圖；圖中：1-蓋板、2-排水側溝、3-透水土工布、4-排水導管、5-滲水井、6-電纜槽、7-初期支護二次襯砌、8-碎石、9-滲水孔。具體實施方式結合附圖，對本技術的具體實施方式作進一步說明：如圖1所示的高速鐵路單線隧道基地減壓排水系統，包括隧道內兩側的排水側溝和設于排水側溝頂部的蓋板，在排水側溝下方、靠近隧道中心的初期支護二次襯砌外側設有若干沿隧道縱向間隔分布的滲水井，各滲水井與排水側溝之間連接有若干豎向設置的排水導管，排水導管的底端埋入滲水井的底部并包裹有透水土工布，排水導管的頂端由排水側溝的側壁接入排水側溝內。在仰拱開挖完成之后，在排水側溝下方、隧道中心側合適距離，開挖矩形斷面滲水井，斷面尺寸為長×寬=（60cm~80cm）×（60cm~80cm），滲水井深度以靠近隧道中心側井壁深度為參考，以80cm為宜，其它井壁深度以隧道仰拱輪廓而定。排水導管的結構如圖4所示，為倒L型，埋入滲水井段梅花型布置滲水孔，孔間距以5~10cm為宜。預埋排水導管，建議采用Φ100PVC管；排水導管伸入滲水井段采用透水土工布綁扎；排水導管另一端在蓋板以下5cm處將水引入排水側溝。如圖2所示，排水導管沿隧道縱向布置，間距以15~20cm為宜；滲水井間距根據隧道圍巖富水情況以15m~20m為宜。如圖3所示，固定排水導管，將滲水井內采用干凈碎石加以填充，確保滲水井內的透水性。完成以上工序后，在保證排水導管安全的情況下進行后續施工。該系統能夠成功的匯集地下水，同時也能夠順利的將基底地下水排向隧道排水側溝，進而減小基底水壓力，防止仰拱隆起變形，減少高速鐵路后期運營過程中的工程隱患。其應用簡單、效果明顯，保證了安全、質量、工期、效益等各種因素、使隧道施工水平又提高了一步，針對性強，具有極其廣泛的推廣價值。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高速鐵路單線隧道基地減壓排水系統，包括隧道內兩側的排水側溝（2）和設于排水側溝（2）頂部的蓋板（1），其特征在于：在排水側溝（2）下方、靠近隧道中心的初期支護二次襯砌外側設有若干沿隧道縱向間隔分布的滲水井（5），各滲水井（5）與排水側溝（2）之間連接有若干豎向設置的排水導管（4），排水導管（4）的底端埋入滲水井（5）的底部并包裹有透水土工布（3），排水導管（4）的頂端由排水側溝（2）的側壁接入排水側溝（2）內。

【技術特征摘要】
1.一種高速鐵路單線隧道基地減壓排水系統，包括隧道內兩側的排水側溝（2）和設于排水側溝（2）頂部的蓋板（1），其特征在于：在排水側溝（2）下方、靠近隧道中心的初期支護二次襯砌外側設有若干沿隧道縱向間隔分布的滲水井（5），各滲水井（5）與排水側溝（2）之間連接有若干豎向設置的排水導管（4），排水導管（4）的底端埋入滲水井（5）的底部并包裹有透水土工布（3），排水導管（4）的頂端由排水側溝（2）的側壁接入排水側溝（2）內。2.根據權利要求1所述的高速鐵路單線隧道基地減壓排水系統，其特征在于：所述滲水井（5）斷面為矩形結構，斷面尺寸為長×寬=（60cm~80cm）×（60cm~80cm），滲水井（5）靠近隧道中心側井壁的深度不小于80cm，其...

【專利技術屬性】
技術研發人員：梁勝國，李興春，宋振軍，
申請(專利權)人：中鐵十二局集團有限公司，中鐵十二局集團第三工程有限公司，
類型：新型
國別省市：山西,14