用于暗挖隧道的复合式衬砌排水处理方法与流程

本发明涉及建筑施工领域，具体涉及用于暗挖隧道的复合式衬砌排水处理方法。

背景技术：

隧道开挖后，为使围岩稳定，确保运营安全，需按一定轮廓尺寸建造一层具有足够强度的支护结构，这种隧道支护结构称为隧道衬砌。常用的衬砌种类有就地灌注混凝土类、预制块拼装、喷锚或单喷混凝土、复合式衬砌。而针对于含水量丰富的地质结构，隧道施工时则采用复合式衬砌，复合式衬砌指的是分内外两层先后施作的隧道衬砌，包括外层的初次衬砌和内层的二次衬砌，而隧道的二次衬砌施工必须保持隧道干燥，才能保证隧道施工的安全和质量。由于地质结构复杂、地下水水源丰富、地勘数据不准确、雨季施工、降水井降水效果不理想等原因，往往隧道的初次衬砌施工时，隧道内会出现地下水积水较多的情况，大大延缓了二次衬砌的施工进度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供用于暗挖隧道的复合式衬砌排水处理方法，以解决上述缺陷。

本发明通过下述技术方案实现：

用于暗挖隧道的复合式衬砌排水处理方法，包括以下步骤：首先在初次衬砌底面上铺设滤水层，外排管预埋至滤水层内且外排管局部突出于滤水层上表面，再将分隔板置于滤水层上，再进行二次衬砌，残留在初次衬砌和二次衬砌之间的积水经滤水层过滤后通过外排管被快速排出隧道；

其中在初次衬砌底面上铺设有滤水层，外壁上开有多个过滤孔的外排管沿隧道的轴线方向设置在滤水层内，分隔板置于在滤水层上方。现有技术中，含水量丰富的隧道在挖掘时，不仅因为降水井的降水效果不理想而导致隧道内累积大量的水，还因为初次衬砌底面上渗出大量的积水，使得隧道内无法进行下一步的施工，严重滞缓工程进度；而本发明使用时针对含水量丰富的地段，经过初次衬砌而渗透至二次衬砌底部的积水会经过外排管的牵引被排出；而滤水层则能将在挖掘时产生的泥沙与地下水的固液混合物分层处理，避免固相将外排管所堵塞，提高排水的效率。

所述分隔板的中部向下弯曲呈弧形，且分隔板中部所形成的弧形区域正对所述外排管的突出部分。分隔板的下表面中部局部弯曲呈弧形，形成的弧形区域能够为外排管突出于滤水层上表面的部分留足空间，且分隔板的弯曲弧度较小，确保分隔板上的二次衬砌能够得到足够的支撑。

所述外排管的个数为多个且并排分布于所述分隔板下表面的中部。将外排管的个数为多个，且集中于分隔板下表面的中部，以保证初次衬砌底面上积水的外排能够与渗水的进度保持一致，方便二次衬砌的施工。

所述初次衬砌底面为圆弧形。作为优选，将初次衬砌的底面设为圆弧形，使得初次衬砌与二次衬砌之间留有一个空腔，渗透的积水可直接暂存在该空腔内，最后集中起来被外排管统一外排。

所述过滤孔包括设置在外排管的上半圆周面上的初级过滤孔以及外排管的下半圆周面上的次级过滤孔，且初级过滤孔的孔径小于次级过滤孔的孔径。预埋在滤水层中的外排管主要包括两个部分，上半圆部分和下半圆部分，孔径相对较小的初级过滤孔设置在上半圆部分，可对将经过细碎石层首次过滤后的上层积水直接输送至外排管中，而孔径较大的次级过滤孔设置在下半圆部分上，可将经过粗碎石层过滤的下层积水直接输送至外排管中，通过对积水上下层同时进行收集，使得积水的外排的效率大大提高，降低了降水井的工作负荷，可预防降水井降水效果不理想时的严重后果，提高隧道暗挖的施工效率。

在所述外排管上间隔设置有多个胀接段，且所述胀接段的内径小于外排管的内径。在隧道挖掘过程中产生的泥浆中，钙质含量较多时容易在外排管内部出现结晶，使得外排管中的排水效率大大降低，而在本发明中的外排管上间隔设置的多个胀接段，使得在外排管上形成多个流段，而所谓胀接段是指该部分的内径大小与外排管上的非胀接段部分的内径要小，即在积水在沿外排管的轴线方向外排的过程中，其流速不均衡，在非胀接段部分处积水的流速较缓，积水中的钙质化合物容易结晶；而在胀接段部分单位流量的积水在通过单位面积骤然减小的流道时其流速会骤然加快，即在积水经过第一个流段后通过第二流段时的流速相对提高，提高流动速度的积水可将部分结晶附着在管内壁上的钙质化合物冲刷干净，保证外排管内壁光滑。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明中经过初次衬砌而渗透至二次衬砌底部的积水会经过外排管的牵引被排出，而滤水层则能将在挖掘时产生的泥沙与地下水的固液混合物分层处理，避免固相将外排管所堵塞，提高排水的效率；其中，分隔板的下表面中部局部弯曲呈弧形，形成的弧形区域能够为外排管突出于滤水层上表面的部分留足空间，外排管局部突出于滤水层后，使得外排管与弧形区域连通，即在初次衬砌的积水相对较少时能够加快积水的外排速度，且分隔板的弯曲弧度较小，确保分隔板4上的二次衬砌能够得到足够的支撑。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为外排管的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-初次衬砌、2-二次衬砌、3-隧道、4-分隔板、5-外排管、6-滤水层、7-胀接段、8-初级过滤孔、9-次级过滤孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，本实施例包括以下步骤：首先在初次衬砌底面上铺设滤水层，外排管预埋至滤水层内且外排管局部突出于滤水层上表面，再将分隔板置于滤水层上，再进行二次衬砌，残留在初次衬砌和二次衬砌之间的积水经滤水层过滤后通过外排管被快速排出隧道；其中在初次衬砌1底面上铺设有滤水层6，外壁上开有多个过滤孔的外排管5沿隧道3的轴线方向设置在滤水层6内，分隔板4置于滤水层6上方。

本实施例使用时针对含水量丰富的地段，经过初次衬砌1而渗透至二次衬砌2底部的积水会经过外排管5的牵引被排出；而滤水层6则能将在挖掘时产生的泥沙与地下水的固液混合物分层处理，避免固相将外排管5所堵塞，提高排水的效率。

滤水层6主要用于将渗透到在初次衬砌1底面上的固液混合物进行过滤清理，避免大量的泥沙堆积后对外排管5内部造成堵塞，而细碎石层与粗碎石层可先后对泥浆进行处理，同时保证用于过滤的砂石不会随水流经外排管5外壁上的过滤孔被排出。

作为优选，将外排管5的个数设置在两个或是两个以上，以保证初次衬砌1底面上积水的外排能够与渗水的进度保持一致，方便二次衬砌2的施工。

作为优选，将初次衬砌1的底面设为圆弧形，使得初次衬砌1与二次衬砌2之间留有一个空腔，渗透的积水可直接暂存在该空腔内，最后集中起来被外排管5统一外排。

实施例2

如图2所示，本实施中所述过滤孔包括设置在外排管5的上半圆周面上的初级过滤孔8以及外排管5的下半圆周面上的次级过滤孔9，且初级过滤孔8的孔径小于次级过滤孔9的孔径；在所述外排管5上间隔设置有多个胀接段7，且所述胀接段7的内径小于外排管5的内径。

预埋在滤水层6中的外排管5主要包括两个部分，上半圆部分和下半圆部分，孔径相对较小的初级过滤孔8设置在上半圆部分，可对将经过细碎石层首次过滤后的上层积水直接输送至外排管5中，而孔径较大的次级过滤孔9设置在下半圆部分上，可将经过粗碎石层过滤的下层积水直接输送至外排管5中，通过对积水上下层同时进行收集，使得积水的外排的效率大大提高，降低了降水井的工作负荷，可预防降水井降水效果不理想时的严重后果，提高隧道3暗挖的施工效率。

分隔板4的中部向下弯曲呈弧形，且分隔板4中部所形成的弧形区域正对所述外排管5的突出部分，分隔板4的下表面中部局部弯曲呈弧形，形成的弧形区域能够为外排管5突出于滤水层上表面的部分留足空间，外排管5局部突出于滤水层6后，使得外排管5与弧形区域连通，即在初次衬砌的积水相对较少时能够加快积水的外排速度，且分隔板的弯曲弧度较小，确保分隔板4上的二次衬砌能够得到足够的支撑。

在隧道3挖掘过程中产生的泥浆中，钙质含量较多时容易在外排管5内部出现结晶，使得外排管5中的排水效率大大降低，而在本发明中的外排管5上间隔设置的多个胀接段7，使得在外排管5上形成多个流段，而所谓胀接段7是指该部分的内径大小与外排管5上的非胀接段7部分的内径要小，即在积水在沿外排管5的轴线方向外排的过程中，其流速不均衡，在非胀接段7部分处积水的流速较缓，积水中的钙质化合物容易结晶；而在胀接段7部分单位流量的积水在通过单位面积骤然减小的流道时其流速会骤然加快，即在积水经过第一个流段后通过第二流段时的流速相对提高，提高流动速度的积水可将部分结晶附着在管内壁上的钙质化合物冲刷干净，保证外排管5内壁光滑。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。