路堑式明洞结构的排水系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种路堑式明洞结构的排水系统，在明洞回填层内设置上下两条汇水槽道，每条汇水槽道包括一纵向排水管和用于固定纵向排水管的固定基座；两纵向排水管之间间隔布置有多道横向导水管，纵向排水管上部环向设有多个进水孔；回填土石层和侧墙回填层之间还设有排水滤层；边坡内沿隧道纵向间隔布置有两排仰斜排水孔；侧墙回填层顶面设有横向排水坡。本发明在传统明洞排水系统的基础上，改变了紧贴明洞衬砌设置排水装置的排水方式，通过设置汇水槽道、纵向排水管、混凝土基座、仰斜排水孔、排水滤层以及横向排水坡等，极大的改善衬砌背后的排水效果，系统的解决了目前山岭隧道明洞衬砌背后的排水弊端。
【专利说明】路堑式明洞结构的排水系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及公路、铁路及市政山岭隧道的明洞设计与施工【技术领域】，具体涉及一种路堑式明洞结构的排水系统。
【背景技术】
[0002]明洞是用明挖法在路堑或半路堑中修建衬砌结构，并在其外表回填土石的隧道。明洞主要用于遭受塌方、落石或流石、流泥危害的隧道洞口或路堑地段，是公路、铁路及市政山岭隧道等设计和施工时的常用结构。
[0003]目前，山岭隧道明洞的衬砌背后排水往往通过紧贴明洞结构外缘设置竖向及纵向打孔排水管，然后设置横向排水管引排至洞内水沟，然而经常由于施工不善而造成衬砌背后擁水，甚至造成明洞回填土流失，形成空洞，对明洞衬砌结构受力不利。这种排水方式的不利之处主要在于:
(1)纵向排水管埋设于回填料内，而回填施工往往粗糙，排水管易破损或拥堵；
(2)纵向排水管在施工时容易被挤压，从而造成排水管弯曲变形，排水不畅；
(3)明挖边坡往往土层松散、岩体破碎，地表雨水下渗，沿坡面汇集于衬砌背后，若排水不畅，则影响边坡稳定性，造成明洞结构受力发生变化，有可能导致明洞结构承受水压，日积月累后将导致明洞结构开裂、渗漏水等病害。
[0004]因此有必要设计一种路堑式明洞结构的排水系统，以克服上述问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种路堑式明洞结构的排水系统，有效提高山岭隧道明洞衬砌背后排水的可靠性和施工便易性。
[0006]本发明是这样实现的:
本发明提供一种路堑式明洞结构的排水系统，用于在隧道明洞的衬砌背后进行排水，所述明洞衬砌两侧或单侧设有边坡，所述明洞与边坡之间自上而下均依次布置有回填土石层、侧墙回填层和墙脚回填层。所述侧墙回填层和墙脚回填层顶面靠边坡一端沿隧道纵向分别设有一条汇水槽道，每条汇水槽道包括设于底部的固定基座、固定在所述固定基座上的纵向排水管和设于上部的透水层；两纵向排水管之间间隔布置有多根连接所述两纵向排水管的横向导水管，所述纵向排水管上部环向设有多个进水孔；所述回填土石层和侧墙回填层之间还设有排水滤层。
[0007]进一步地，所述每条汇水槽道处的边坡内沿隧道纵向间隔布置有多道仰斜排水孔。
[0008]进一步地，所述仰斜排水孔的仰角为1(Γ15°，所述相邻两道仰斜排水孔之间的距离为3?5m。
[0009]进一步地，所述侧墙回填层顶面设有横向排水坡，所述横向排水坡由明洞向边坡延伸。
[0010]进一步地，所述纵向排水管上部在120°?180°范围内环向设置各进水孔。
[0011]进一步地，所述相邻两道横向导水管之间的距离为5?10m。
[0012]进一步地，所述排水滤层由无砂混凝土或砂卵石堆砌而成。
[0013]进一步地，所述排水滤层厚度为4(T60cm。
[0014]进一步地,所述固定基座为混凝土基座或水泥砂衆基座。
[0015]进一步地，在所述边坡坡面沿隧道纵向设有多道横向排水带，所述各横向排水带与各横向导水管交叉间隔布置，各横向排水带分别与下部汇水槽道连接。
[0016]本发明具有以下有益效果:通过在明洞两侧回填层内设置上下两条汇水槽道，以固定纵向排水管，而且通过上部透水层保护，从而可以避免施工期间纵向排水管弯曲、变形后影响排水效果；两条汇水槽道之间间隔设置多根上下连通的横向导水管，进一步保证排水通畅。采取两条纵向排水管与多根横向导水管相结合的方式，有效提高明洞衬砌背后的排水效果。通过在回填土石层和侧墙回填层之间设置排水滤层，可以起到过滤和透水作用，利于地下水顺利通畅排除，有效改善排水效果。
[0017]本发明的进一步有益效果是:通过在边坡内设置两排仰斜排水孔，可以引排边坡内的地下水至汇水槽道，改善边坡积水情况，提高边坡的稳定性。
[0018]本发明的进一步有益效果是:通过在侧墙回填层顶面设置横向排水坡，可以将回填土层渗水引排至汇水槽道处，疏排衬砌背后积水，有效改善排水效果。
[0019]本发明的进一步有益效果是:通过在边坡坡面上设置横向排水带，可以将边坡坡面地下渗水引排至下部汇水槽道，进一步保证边坡的稳定性。
[0020]本发明的进一步有益效果是:所述的排水系统铺设于明洞的各回填层中，而非紧贴明洞结构外缘设置，因而施工方便。纵向排水管、横向导水管、横向排水带等均依靠边坡坡面设置，因而结构更稳定。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0022]图1为本发明实施例提供的路堑式明洞结构的排水系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的路堑式明洞结构的排水系统的平面结构示意图；
图3为本发明实施例提供的汇水槽道的结构断面示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024]如图1-图3，本发明实施例提供一种路堑式明洞结构的排水系统，用于在隧道明洞的衬砌I背后进行排水，所述明洞衬砌I两侧或单侧设有边坡6，本实施例中，在所述明洞衬砌I两侧均设置边坡6。所述明洞与每侧边坡6之间自上而下均依次布置有回填土石层2、侧墙回填层5和墙脚回填层7。所述每侧侧墙回填层5和墙脚回填层7顶面靠边坡6一端沿隧道纵向分别设有一条汇水槽道8，每条汇水槽道8包括设于底部的固定基座13、固定在所述固定基座13上的纵向排水管10和设于上部的透水层14。两纵向排水管10之间间隔布置有多根连接所述两纵向排水管10的横向导水管11 ;所述纵向排水管10上部环向设有多个进水孔12 ;所述回填土石层2和侧墙回填层5之间还设有排水滤层3。其中，所述相邻两根横向导水管11之间的距离为5?10m，每根横向导水管11通过三通接头分别与上下两根纵向排水管10连接；所述固定基座13为混凝土基座或水泥砂浆基座，所述固定基座13的厚度为20cm ;汇水槽道8为混凝土槽道或水泥砂浆槽道，侧墙回填层5由浆砌片石或片石混凝土堆砌而成；所述透水层14为砂卵石透水层。所述排水滤层3由无砂混凝土或砂卵石堆砌而成，所述排水滤层3的厚度为4(T60cm。两侧的排水结构沿隧道中线对称，所述的横向导水管11优选为沿相邻的边坡6坡面设置。
[0025]采取上述结构可以达到以下有益效果:通过在明洞两侧回填地层内设置上下两条汇水槽道8，以固定纵向排水管10，而且通过上部透水层14保护，从而可以避免施工期间纵向排水管10弯曲、变形后影响排水效果；两条汇水槽道8之间间隔设置多根上下连通的横向导水管11，进一步保证排水通畅。采取两条纵向排水管10与多根横向导水管11相结合的方式，有效提高明洞衬砌I背后的排水效果。通过在回填土石层和侧墙回填层之间设置排水滤层，可以起到过滤和透水作用，利于地下水顺利通畅排除，有效改善排水效果。
[0026]如图3，本实施例中，所述纵向排水管上部在120°?180°范围内环向设置各进水孔。所述纵向排水管10上开设进水孔12的结构可以采取以下几种方式:
(I)所述的纵向排水管10均匀分成上半部分和下半部分，其中下半部分固定在固定基座13中，上半部分环向设有多条进水孔带，所述进水孔带包括沿纵向排水管10长度方向设置的多个引水孔12，所述多条进水孔带沿纵向排水管10的垂直轴线对称设置。
[0027](2)所述的纵向排水管10均匀分成上半部分和下半部分，其中下半部分固定在混凝土基座13中，上半部分环向设有多条进水孔带，所述进水孔带包括沿纵向排水管10长度方向设置的多个引水孔12。根据纵向排水管10横向左右两侧积水情况的不同，在积水较多的一侧，在纵向排水管10上可以多开设几条进水孔带，以提高排水效果。位于外侧的两个进水孔带之间的弧面对应的圆心角为150°?180°。
[0028]如图1，作为本实施例的一种优选结构，每条汇水槽道8处的边坡6内沿隧道纵向间隔布置有多道仰斜排水孔4。其中，仰斜排水孔4的数量及仰角的设置应考虑边坡6内地下水的发育情况。优选地，所述相邻两道仰斜排水孔4之间的距离为3飞m，所述仰斜排水孔4的仰角为1(Γ15°。通过在边坡6内设置两排仰斜排水孔4，可以引排边坡6内的地下水至汇水槽道8，改善边坡6积水情况，从而提高边坡6的稳定性。
[0029]如图1，作为本实施例的一种优选结构，所述侧墙回填层5顶面设有横向排水坡，所述横向排水坡由衬砌I向边坡6延伸。所述的横向排水坡根据回填土石层2的透水性不同而采取不同的坡度，本实施例中，所述横向排水坡的坡度为1%?2%。通过设置横向排水坡，可以将回填土石层渗水引排至汇水槽道处，疏排衬砌背后积水，有效改善排水效果。
[0030]另外，实际使用过程中，结合地下水的发育情况和边坡6的防护状况，在所述边坡6坡面沿隧道纵向设置多道横向排水带，所述各横向排水带与各横向导水管11交叉间隔布置，各横向排水带分别与下部汇水槽道8连接。通过设置多道横向排水带可以将边坡6坡面地下渗水引排至下部汇水槽道8，进一步保证边坡6的稳定性。
[0031]如图1，所述回填土石层2顶面还设有粘土隔水层9，所述粘土隔水层9的坡度为2%，所述粘土隔水层9坡底一端连接有排水沟。通过设置粘土隔水层9，可以有效隔离顶部渗水，降低衬砌I背后的地下水量，从而改善积水情况，提高明洞结构的稳定性。
[0032]本实施例具有以下有益效果:在传统明洞排水系统的基础上，改变了紧贴明洞衬砌设置排水装置的排水方式，通过设置汇水槽道8、纵向排水管10、混凝土基座13、仰斜排水孔4、排水滤层3以及横向排水坡等，极大的改善衬砌I背后的排水效果，系统的解决了目前山岭隧道明洞衬砌I背后的排水弊端。纵向排水管10采用混凝土基座13固定后，不易发生弯曲变形，排水通畅。同时山体内地下水亦能通过仰斜排水孔4及时排除，有利于边坡6结构的稳定性，改善明洞的受力情况，提高明洞结构的稳定性。
[0033]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种路堑式明洞结构的排水系统，用于在隧道明洞的衬砌背后进行排水，所述明洞衬砌两侧或单侧设有边坡，所述明洞与边坡之间自上而下均依次布置有回填土石层、侧墙回填层和墙脚回填层，其特征在于:所述侧墙回填层和墙脚回填层顶面靠边坡一端沿隧道纵向分别设有一条汇水槽道，每条汇水槽道包括设于底部的固定基座、固定在所述固定基座上的纵向排水管和设于上部的透水层；两纵向排水管之间间隔布置有多根连接所述两纵向排水管的横向导水管，所述纵向排水管上部环向设有多个进水孔；所述回填土石层和侧墙回填层之间还设有排水滤层。
2.根据权利要求1所述的路堑式明洞结构的排水系统，其特征在于:所述每条汇水槽道处的边坡内沿隧道纵向间隔布置有多道仰斜排水孔。
3.根据权利要求2所述的路堑式明洞结构的排水系统，其特征在于:所述仰斜排水孔的仰角为1(Γ15°，所述相邻两道仰斜排水孔之间的距离为:T5m。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的路堑式明洞结构的排水系统，其特征在于:所述侧墙回填层顶面设有横向排水坡，所述横向排水坡由衬砌向边坡延伸。
5.根据权利要求1所述的路堑式明洞结构的排水系统，其特征在于:所述纵向排水管上部在120°?180°范围内环向设置各进水孔。
6.根据权利要求1所述的路堑式明洞结构的排水系统，其特征在于:所述相邻两道横向导水管之间的距离为5?10m。
7.根据权利要求1所述的路堑式明洞结构的排水系统，其特征在于:所述排水滤层由无砂混凝土或砂卵石堆砌而成。
8.根据权利要求1或7所述的路堑式明洞结构的排水系统，其特征在于:所述排水滤层厚度为4(T60cm。
9.根据权利要求1所述的路堑式明洞结构的排水系统，其特征在于:所述固定基座为混凝土基座或水泥砂衆基座。
10.根据权利要求1所述的路堑式明洞结构的排水系统，其特征在于:在所述边坡坡面沿隧道纵向设有多道横向排水带，所述各横向排水带与各横向导水管交叉间隔布置，各横向排水带分别与下部汇水槽道连接。
【文档编号】E01F5/00GK104372749SQ201410680178
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】任兆丹, 陈智慧, 陈雪锋, 张双茁, 陈俊伟 申请人:中铁第四勘察设计院集团有限公司