一种单线铁路隧道基底防排水加强系统的制作方法
【专利摘要】本发明属于防排水系统领域，尤其涉及一种单线铁路隧道基底防排水加强系统，其特征在于：所述隧道基底的内部两侧设置有隧道内水沟，所述隧道内水沟的下方衬砌外均布置有沿隧道基底纵向设置的深埋排水盲沟，所述深埋排水盲沟的内部设置有渗水层，所述渗水层内沿深埋排水盲沟的纵向布置有纵向排水盲管，所述横向排水盲管沿隧道基底的横向设置并且其将两侧的深埋排水盲沟连通形成网格状的环纵向排水盲管组合排水系统；所述深埋排水盲沟内打设降压井，所述降压井的井身穿过隧道内水沟底部二衬和初支结构深入围岩内。隧道通过基底排水和泄压双途径，解决了隧道基底富水承压的不利状态，对结构受力更有利，对隧道长期运营安全更有利。
【专利说明】
一种单线铁路隧道基底防排水加强系统
技术领域
[0001]本发明属于防排水系统领域，尤其涉及一种单线铁路隧道基底初支仰拱外的防排水加强系统。
【背景技术】
[0002]目前铁路隧道通常采用复合式衬砌结构型式，初期支护和二衬之间设全包或半包防水隔离层，在防水隔离层外侧，布置有隧道衬砌外排水系统，隧道内有洞内排水系统，这三者共同组成了隧道的防排水系统。
[0003]隧道防排水系统常规做法如下:在初支和二衬间铺设一层无纺布+防水板，间隔一定距离设置环向盲管，或者直接使用排水板带，在边墙基础背后的上部设置纵向排水盲管，环向盲管采用三通接头与纵向盲管连通，纵向盲管间隔一定距离设横向导水盲管引入隧道内侧沟，形成完整的纵横向排水系统。
[0004]其中防水系统按仰拱以下设不设防水板，又分为半包防水和全包防水。通常认为全包形式防水会造成二衬长期承受水压，易出现渗漏病害和降低寿命。在铁路隧道中较多采用半包防水的形式。
[0005]排水系统分洞外和洞内，洞外通常仅仅是通过衬砌外的环纵向盲管实现，纵向盲管位置位于边墙基础背后上部，不设隧底以下排水通道。洞内排水系统，通常是两侧设置水沟，对双线隧道，当水量较大时，常设置有中心水沟，大部分中心水沟位于仰拱上方填充层内，对严寒地区，有的中心水沟采取深埋，位于初支仰拱以下。
[0006]但对于单线铁路隧道，尤其是重载铁路，不同于双线隧道，如果也在仰拱中部下方设置中心水沟，将大大削弱道床的整体性，对仰拱结构受力也不利。因此，简单的中心深埋水沟对单线铁路隧道适应性较差，需考虑改进。
[0007]同时，上述常规防排水模式，仅能排出纵向盲管以上部位的水，对纵向盲管以下以及仰拱下的水，无法排出;且由于半包，仰拱以下无防水层，当隧底以下围岩为软弱地层，或具有遇水软化的特性时，基底富水常常会导致不均匀沉降、地层承载力下降、翻浆冒泥等病害。对重载铁路或高速铁路，由于列车运营频次高，维修天窗时间短，出现上述病害会对运营造成很大影响。
[0008]因此，怎样合理的疏排隧道底部的水，仍是隧道防排水设计应关注的重点。
[0009]基于上述前提，在单线铁路隧道防排水设计时，有必要对隧道基底防排水系统进行加强。现行的防排水设计中问题最大的就是隧道底部纵向盲管以下的水无法排出，基底长期处于富水状态，隧道衬砌承受水压。
【发明内容】
[0010]
为了解决隧道基底富水的问题，本发明实施了加强隧道基底防排水和增加泄压通道的设计理念，提供了一种单线铁路隧道基底防排水加强系统。
[0011]本发明所采用的技术方案为:
一种单线铁路隧道基底防排水加强系统，其特征在于:包括隧道基底、横向排水盲管，所述隧道基底的内部两侧设置有隧道内水沟，所述隧道内水沟的下方衬砌外均布置有沿隧道基底纵向设置的深埋排水盲沟，所述深埋排水盲沟的内部设置有渗水层，所述渗水层内沿深埋排水盲沟的纵向布置有纵向排水盲管，所述横向排水盲管沿隧道基底的横向设置并且其将两侧的深埋排水盲沟连通形成网格状的环纵向排水盲管组合排水系统;所述深埋排水盲沟内打设降压井，所述降压井的井身穿过隧道内水沟底部二衬和初支结构深入围岩内。
[0012]所述隧道基底的外部依次敷设有防水板、无纺布，所述防水板、无纺布位于深埋排水盲沟的上方。
[0013]所述深埋排水盲沟内的底部设置有位于渗水层下方的滤水层。
[0014]所述渗水层为碎石层，所述滤水层为粗砂层。
[0015]所述降压井穿透纵向排水盲管。
[0016]所述降压井内埋设钢花管。
[0017]所述钢花管的管口标高高出隧道内水沟内过水断面，所述钢花管位于隧道内水沟内部及隧道内水沟底部二衬和初支结构内部分的管壁上不设置管孔，所述钢花管位于降压井及深埋排水盲沟内部分的管壁上设置管孔。
[0018]所述钢花管与隧道内水沟底面间空隙用密封材料封堵。
[0019]所述密封材料采用聚氨酯密封胶和沥青麻丝。
[0020]所述纵向排水盲管、钢花管的外部均包裹有无纺布。
[0021]本发明的有益效果为:
1、本发明实施了加强隧道基底防排水和增加泄压通道的设计理念，也就是在隧道基底两侧隧道内水沟下方设置深埋排水盲沟，两侧深埋排水盲沟通过横向排水盲管连通;另在隧道两侧深埋排水盲沟内打设降压井，给仰拱底部水压一个排泄通道，使基底水处于无压状态，从而大大削弱软弱地层基底富水的危害；
2、隧道通过基底排水和泄压双途径，解决了隧道基底富水承压的不利状态，对结构受力更有利，对隧道长期运营安全更有利；
3、本发明可以疏导单线铁路隧底水压，避免隧底底部富水承压、在长期列车动载作用下基底软化、发生翻浆冒泥等现象，保障列车运营安全；
4、两侧深埋排水盲沟孔隙率大，排水能力强，且盲沟内另布置有大直径纵向排水盲管，纵向排水盲管外裹无纺布过滤材料，两侧深埋排水盲沟间间隔一定距离设置有横向排水盲管，形成了隧底网格状环纵向排水盲管组合排水系统，即使局部发生堵塞，水流仍可通过其他路径绕行，排水能力和可靠性大大提高；
5、降压井沿深埋排水盲沟纵向间隔一定距离打设，穿透纵向排水盲管，与隧道基底以外环纵向排水盲管组合排水系统连成一体，增加了隧道基底水的排泄通路；
6、降压井可根据运营期使用情况进行加密或更换，整个泄压系统始终可以发挥作用，即使下部环纵向排水盲管组合排水系统局部发生堵塞，也可以通过降压井排至洞内水沟；
7、隧道内水沟排水不会回灌下渗至隧道基底以下，隧道基底防排水加强系统与隧道内水沟排水不发生直接联系，仅当隧道基底承压时，通过降压井排泄至隧道内水沟； 8、整个隧道底部全幅铺设无纺布、防水板，形成全包系统，较半包防水对防止隧道基底翻浆冒泥更为有利。
【附图说明】
[0022]图1是本发明中隧道基底加强防排水系统剖面示意图；
图2是本发明中隧道基底排水系统平面示意图；
图3是本发明中深埋排水盲沟的横断面构造示意图；
图4是本发明中钢花管的构造示意图；
图5是本发明中降压井封孔结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明作进一步说明:
图中，1-隧道基底，2-隧道内水沟，3-横向排水盲管，4-深埋排水盲沟，5-渗水层，6-纵向排水盲管，7-降压井，8-无纺布，9-防水板，10-滤水层，11-钢花管，12-管孔，13-密封材料，14-无纺布，15-聚氨酯密封胶，16-沥青麻丝，17-内轨顶面，18-未设置管孔段，19-隧道内水沟底面。
实施例
[0024]如图1-5所示，一种单线铁路隧道基底防排水加强系统，包括隧道基底1、横向排水盲管3，隧道基底I的内部两侧设置有隧道内水沟2，隧道内水沟2的下方衬砌外均布置有沿隧道基底I纵向设置的深埋排水盲沟4，深埋排水盲沟4的内部设置有渗水层5，渗水层5内沿深埋排水盲沟4的纵向布置有纵向排水盲管6，横向排水盲管3沿隧道基底I的横向设置并且其将两侧的深埋排水盲沟4连通形成网格状的环纵向排水盲管组合排水系统;深埋排水盲沟4内打设降压井7，降压井7的井身穿过隧道内水沟2底部二衬和初支结构深入围岩内。
[0025]隧道基底I的外部依次敷设有防水板9、无纺布8，防水板9、无纺布8位于深埋排水盲沟4的上方。
[0026]深埋排水盲沟4内的底部设置有位于渗水层5下方的滤水层1。
[0027]渗水层5为碎石层，滤水层10为粗砂层。
[0028]降压井7穿透纵向排水盲管6。
[0029]降压井7内埋设钢花管11。
[0030]钢花管11的管口标高高出隧道内水沟2内过水断面，钢花管11位于隧道内水沟2内部及隧道内水沟2底部二衬和初支结构内部分的管壁上不设置管孔，钢花管11位于降压井7及深埋排水盲沟4内部分的管壁上设置管孔12。
[0031 ]钢花管11与隧道内水沟2底面间空隙用密封材料13封堵。
[0032]密封材料13采用聚氨酯密封胶15和沥青麻丝16。
[0033]纵向排水盲管6、钢花管11的外部均包裹有无纺布14。
[0034]单线铁路隧道基底防排水加强系统由隧道基底防排水和隧道基底泄压系统两部分组成，具体施工步骤如下:
隧道基底防排水系统: 在隧道基底I下半断面开挖时，沿两侧隧道内水沟2位置利用小型挖机，向下刻槽，开挖出两条纵向沟槽作为深埋排水盲沟4，深埋排水盲沟4的沟槽底部内回填碎石作为渗水层5，为防止土层颗粒进入渗水层5，堵塞排水通道，在深埋排水盲沟4的沟槽底先做一层10-15cm粗砂滤水层10，滤水层1上为渗水层5，渗水层5由2-4cm碎石回填而成，渗水层5内埋设纵向排水盲管6，纵向排水盲管6上外裹无纺布14，两侧深埋排水盲沟4间间隔一定距离设置一道横向排水盲管3，横向排水盲管3伸入两侧深埋排水盲沟4，形成网格状的环纵向排水盲管组合排水系统，在渗水层5上铺设一层无纺布8+防水板9，兼作隧道基底I的隔浆层，随后再施工隧道初支仰拱。
[0035]隧道基底泄压系统:
隧道二衬及深埋排水盲沟4施工完成后，在洞内沿两侧隧道内水沟2纵向间隔一定距离利用风钻钻孔打设降压井7，孔深以穿透初支仰拱外深入围岩2-3m为宜，孔内下外裹无纺布14的钢花管11;钢花管11 口部1.5m内不开孔，钢花管11下部梅花形开孔，孔径6mm，钢花管11管口标高高出隧道内水沟2内过水断面一定高度，钢花管11与与隧道内水沟2底面间空隙用密封材料13封堵。
[0036]工作原理:深埋排水盲沟4周围的水穿过滤水层10、渗水层5进入纵向排水盲管6内，通过纵向排水盲管6进行排水，由于横向排水盲管3使两侧的纵向排水盲管6连通形成了网格状环纵向排水盲管组合排水系统，当环纵向排水盲管组合排水系统的局部发生堵塞时，水流仍可通过其他路径绕行，保持正常排水;降压井7沿深埋排水盲沟4纵向间隔一定距离打设，并且穿透纵向排水盲管6，与隧道基底I以外环纵向排水盲管组合排水系统连成一体，当下部环纵向排水盲管组合排水系统局部发生堵塞时，环纵向排水盲管组合排水系统内的水以及降压井7内部的水通过钢花管11下部的管孔12进入钢花管11内部，由于钢花管11上部未设置管孔12，在水压的作用下，钢花管11内部的水通过钢花管11顶部的管口排入隧道内水沟2，通过隧道内水沟2排水泄压。
[0037]以上对本发明的I个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.一种单线铁路隧道基底防排水加强系统，其特征在于:包括隧道基底、横向排水盲管，所述隧道基底的内部两侧设置有隧道内水沟，所述隧道内水沟的下方衬砌外均布置有沿隧道基底纵向设置的深埋排水盲沟，所述深埋排水盲沟的内部设置有渗水层，所述渗水层内沿深埋排水盲沟的纵向布置有纵向排水盲管，所述横向排水盲管沿隧道基底的横向设置并且其将两侧的深埋排水盲沟连通形成网格状的环纵向排水盲管组合排水系统;所述深埋排水盲沟内打设降压井，所述降压井的井身穿过隧道内水沟底部二衬和初支结构深入围岩内。2.根据权利要求1所述的一种单线铁路隧道基底防排水加强系统，其特征在于:所述隧道基底的外部依次敷设有防水板、无纺布，所述防水板、无纺布位于深埋排水盲沟的上方。3.根据权利要求1所述的一种单线铁路隧道基底防排水加强系统，其特征在于:所述深埋排水盲沟内的底部设置有位于渗水层下方的滤水层。4.根据权利要求3所述的一种单线铁路隧道基底防排水加强系统，其特征在于:所述渗水层为碎石层，所述滤水层为粗砂层。5.根据权利要求1所述的一种单线铁路隧道基底防排水加强系统，其特征在于:所述降压井穿透纵向排水盲管。6.根据权利要求1所述的一种单线铁路隧道基底防排水加强系统，其特征在于:所述降压井内埋设钢花管。7.根据权利要求6所述的一种单线铁路隧道基底防排水加强系统，其特征在于:所述钢花管的管口标高高出隧道内水沟内过水断面，所述钢花管位于隧道内水沟内部及隧道内水沟底部二衬和初支结构内部分的管壁上不设置管孔，所述钢花管位于降压井及深埋排水盲沟内部分的管壁上设置管孔。8.根据权利要求7所述的一种单线铁路隧道基底防排水加强系统，其特征在于:所述钢花管与隧道内水沟底面间空隙用密封材料封堵。9.根据权利要求8所述的一种单线铁路隧道基底防排水加强系统，其特征在于:所述密封材料采用聚氨酯密封胶和沥青麻丝。10.根据权利要求6所述的一种单线铁路隧道基底防排水加强系统，其特征在于:所述纵向排水盲管、钢花管的外部均包裹有无纺布。
【文档编号】E21F16/02GK105986836SQ201610419973
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年6月14日
【发明人】孙晓科, 翟可, 李勇, 李皓, 王洪勇
【申请人】中铁隧道勘测设计院有限公司