专利名称：一种隧道防冻害排水系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于隧道防排水技术领域，具体地说，特别涉及一种应用于严寒地区的隧道防冻害排水系统。
背景技术：
在我国北方以及高海拔严寒地区修建的隧道，当冬季来临时，由于气温低，水流易冻结堵塞排水管道，会引起隧道拱部挂冰、边墙结冰、洞内网线设备挂冰、围岩冻胀、衬砌胀裂、隧底冰椎、水沟冰塞、线路冻起等，不仅造成隧道衬砌结构遭到破坏，而且会出现侵界，危及行车安全。如果对隧道衬砌冻害表面进行清理养护，则费用高、难度大，解决不了根本问题。
实用新型内容
·[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能够有效实现严寒地区隧道排水通畅的隧道防冻害排水系统。本实用新型的技术方案如下一种隧道防冻害排水系统，包括初期支护层(I)、二次衬砌混凝土层(2)和底板(3)，二次衬砌混凝土层(2)位于初期支护层(I)内，在底板(3)的两侧设有水沟(4)，该水沟(4)上部的两侧设有电缆槽(5)，其关键在于在所述初期支护层(I)仰拱部分的正下方设置保温深埋水沟￠)，该保温深埋水沟(6)沿隧道的长度方向延伸，在所述保温深埋水沟￠)内沿隧道纵向设置有多段排水管(7)，该排水管(7)上面回填有碎石渗水层(10)，保温深埋水沟(6)每间隔一段距离设置检查井(8)，所述检查井(8)的下端与对应的排水管(7)连通，检查井(8)的上端贯通底板(3)，并由混凝土井盖(9)密封；在所述初期支护层(I)与二次衬砌混凝土层(2)之间铺满防水板(11)，该防水板(11)的外侧设有环向打孔波纹管(12)，所述环向打孔波纹管(12)为下端开口的环形，并沿隧道长度方向等距离分布，在两相邻的环向打孔波纹管(12)之间连接有纵向打孔波纹管(13)，所述环向打孔波纹管(12)的下端引出初期支护层(I)外，环向打孔波纹管(12)下端的开口位于碎石渗水层(10)中。采用以上技术方案，在初期支护层与二次衬砌混凝土层之间设置防水板，该防水板能有效防止隧道围岩渗水渗入二次衬砌混凝土层。防水板的外侧按照一定距离布置环向打孔波纹管，两相邻环向打孔波纹管之间连接纵向打孔波纹管，环向打孔波纹管和纵向打孔波纹管起汇集隧道围岩渗水的作用，大部分的隧道围岩渗水通过环向打孔波纹管下端的开口流入保温深埋水沟中。保温深埋水沟设置于初期支护层仰拱部分的正下方，保温深埋水沟埋入地下的深度根据当地极端最低气温决定。保温深埋水沟埋入地下的深度能够使其不受地面低温的影响，并且保温深埋水沟内的温度在零度以上，这样流入保温深埋水沟以及排水管内的水不会发生冻结，从而有效消除了严寒地区隧道排水系统冻结堵塞排水管道的弊病，确保了流水通畅，并大大减少了运营期间的清理养护费用。在保温深埋水沟每间隔一段距离设置检查井，一方面不会影响排水管排水，另一方面，可通过检查井检查、疏通保温深埋水沟，以进ー步确保排水通畅。在所述保温深埋水沟出)的底部浇筑混凝土管座(14)，排水管(7)的下部圆柱面嵌装入该混凝土管座(14)内，在混凝土管座(14)以及排水管(7)的上部圆柱面上回填有碎石渗水层(10)。以上结构不仅施工容易，而且排水管安装时易于定位，排水管安装既牢固
又可靠。在所述碎石渗水层(10)的顶部设有聚氨酯保温板(15)，该聚氨酯保温板(15)与初期支护层(I)的仰拱部分之间填筑有沙砾垫层(16)。聚氨酯保温板起保温的作用，能够进ー步确保保温深埋水沟的温度不受上方路面的低温影响。沙砾垫层起渗水及抗冻胀的作用，以避免对应的隧道衬砌部分发生损坏。所述水沟(4)和电缆槽(5)的顶部均设置有混凝土盖板(17)，并在路基水沟内装有托架(18)，该托架(18)与对应的混凝土盖板(17)之间填充聚氨酯保温材料。以上结构能够使少量透过隧道二次衬砌混凝土层的渗水通过水沟排出，并且水沟内的水不会发生冻 结。在所述底板(3)的中部沿隧道纵向设有集水槽(19)，该集水槽(19)与检查井(8)的上端相连通。除二次衬砌混凝土层渗水外，隧道内的其它渗水汇入集水槽内，再通过检查井流入排水管，能够确保隧道内不产生积水，保证了隧道行车安全。所述检查井⑶的井壁为钢筋混凝土结构，在检查井⑶内装有爬梯(20)，以便于检修人员在检查井内上下活动；检查井(8)的上部设有预埋角钢(21)，该预埋角钢(21)与混凝土井盖(9)之间设有聚氨酯保温层(22)。聚氨酯保温层起保温的作用，以避免冷空气进入检查井内。保温深埋水沟(6)与隧道外的路基深埋水沟(23)连接，路基深埋水沟(23)中的排水管(24)安放在沙砾垫层(25)上，该排水管(24)的上面夯填土石(26)，在所述路基深埋水沟(23)的出水ロ包裹有粗粒度透水材料层(27)，该粗粒度透水材料层(27)的外面填筑粘土隔水层(28)。以上结构能够使隧道内的水顺利排出洞外，并且路基深埋水沟出水ロ处的水流也不会发生冻结。有益效果本实用新型可以有效防止严寒地区隧道排水系统出现冻结堵塞排水管道现象，避免了隧道衬砌结构遭受破坏，保障了行车安全，大大减少了运营期间的清理养护费用，具有结构简单、实施容易、可靠性好、易于推广等特点。
图I为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型中的检查井的结构示意图。图3为本实用新型的隧道洞ロ段路基防冻害保温水沟示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进ー步说明如图I所示，隧道的环壁包括初期支护层I和二次衬砌混凝土层2，二次衬砌混凝土层2位于初期支护层I的内侧，并且二次衬砌混凝土层2内的下部具有底板3，所述初期支护层I、二次衬砌混凝土层2和底板3的设置方式与现有技术相同，在此不做赘述。[0018]如图I所示，在初期支护层I仰拱部分的正下方设置保温深埋水沟6，该保温深埋水沟6沿隧道的长度方向延伸，保温深埋水沟6埋入地下的深度根据当地极端最低气温决定。在保温深埋水沟6的底部浇筑混凝土管座14，如不浇筑混凝土管座应先将基底整平夯实。所述保温深埋水沟6内沿隧道长度方式设置有多段排水管7，每段排水管7由多节混凝土水管顺连组成，混凝土水管采用钢筋混凝土预制，直径根据隧道涌水量大小决定，一般地段直径为60cm，混凝土水管采用企口接头形式，接头采用钢丝网水泥砂浆抹带接口。所述排水管7的下部圆柱面嵌装入混凝土管座14内，在混凝土管座14以及排水管7的上部圆柱面上回填有碎石渗水层10，碎石渗水层10应密实，碎石之间一般小于3cm。所述碎石渗水层10的顶部覆盖聚氨酯保温板15，该聚氨酯保温板15与初期支护层I底部的仰拱部分之间填筑有沙砾垫层16找平。如图I、图2所示，在两相邻排水管7之间设置检查井8，该检查井8的下端与对应的排水管7连通，检查井8的上端贯通底板3，并由混凝土井盖9密封。所述检查井8的井壁为钢筋混凝土结构，在检查井8内装有爬梯20，并且检查井8的上部设有预埋角钢21，该预埋角钢21与混凝土井盖9之间填充有聚氨酯保温层22。通过检查井可以检查、疏通保温 深埋水沟6，确保排水通畅。如图I所示，在底板3的两侧设有水沟4，该水沟4靠近隧道的边墙，并且水沟4沿隧道的长度方向延伸，少量透过隧道二次衬砌混凝土层的渗水通过水沟4排出。在水沟4上部的两侧对称设置有电缆槽5，该电缆槽5用于布置线路，且电缆槽5与水沟4相平行。所述水沟4和电缆槽5的顶部均安装混凝土盖板17，并在水沟内装有托架18，该托架18与对应的混凝土盖板17之间填充有30cm厚的聚氨酯保温材料。在所述底板3的中部沿隧道长度方向开设有集水槽19，该集水槽19与检查井8的上端相连通。除二次衬砌混凝土层渗水夕卜，隧道内的其它渗水汇入集水槽19内，再通过检查井8流入排水管7。 如图I所示，在初期支护层I与二次衬砌混凝土层2之间铺满防水板11，防水板11可采用厚度为I. 5mmEVA防水板，防水板11采用热熔焊接法搭接，并进行密闭性检查。防水板11的外侧设有环向打孔波纹管12，该环向打孔波纹管12沿隧道长度方向等距离分布，环向打孔波纹管12根据围岩渗水量大小调节布置间距，一般为5 10米，富水地段可适当加密。环向打孔波纹管12为下端开口的环形，直径为(tSOmm。环向打孔波纹管12的下端引出初期支护层I外，环向打孔波纹管12下端的开口位于碎石渗水层10中。在两相邻的环向打孔波纹管12之间设置有纵向打孔波纹管13，该纵向打孔波纹管13布置在隧道边墙位置，纵向打孔波纹管13的直径为0 100_，纵向打孔波纹管13与环向打孔波纹管12之间通过三通接头连接。环向打孔波纹管12和纵向打孔波纹管13起汇集隧道围岩渗水的作用，大部分的隧道围岩渗水通过环向打孔波纹管12下端的开口流入保温深埋水沟6中。如图3所示，保温深埋水沟6与隧道外的路基深埋水沟23连接，路基深埋水沟23埋入地下的深度根据当地极端最低气温决定，路基深埋水沟23中的排水管24与保温深埋水沟6内的排水管7相对接。所述排水管24安放在沙砾垫层25上，该排水管24的上面夯填土石26，夯填土石26的厚度大于当地最大冻土深度，路基深埋水沟23的出水口采用粗颗粒透水材料层27包裹23，该粗粒度透水材料层27的外面填筑粘土隔水层28。
权利要求1.ー种隧道防冻害排水系统，包括初期支护层(I)、二次衬砌混凝土层(2)和底板(3)，二次衬砌混凝土层(2)位于初期支护层(I)内，在底板(3)的两侧设有水沟(4)，该水沟(4)上部的两侧设有电缆槽(5)，其特征在于在所述初期支护层(I)仰拱部分的正下方设置保温深埋水沟出)，该保温深埋水沟(6)沿隧道的长度方向延伸，在所述保温深埋水沟(6)内沿隧道纵向设置有多段排水管(7)，该排水管(7)上面回填有碎石渗水层(10)，保温深埋水沟(6)每间隔一段距离设置检查井(8)，所述检查井(8)的下端与对应的排水管(7)连通，检查井(8)的上端贯通底板(3)，并由混凝土井盖(9)密封；在所述初期支护层(I)与二次衬砌混凝土层(2)之间铺设防水板(11)，该防水板(11)的外侧设有环向打孔波纹管(12)，所述环向打孔波纹管(12)为下端开ロ的环形，并沿隧道长度方向等距离分布，在两相邻的环向打孔波纹管(12)之间连接有纵向打孔波纹管(13)，所述环向打孔波纹管(12)的下端引出初期支护层(I)タト，环向打孔波纹管(12)下端的开ロ位于碎石渗水层(10)中。
2.根据权利要求I所述的隧道防冻害排水系统，其特征在于在所述保温深埋水沟(6)的底部浇筑混凝土管座(14)，排水管(7)的下部圆柱面嵌装入该混凝土管座(14)内，在混凝土管座(14)以及排水管(7)的上部圆柱面上回填有碎石渗水层(10)。
3.根据权利要求I或2所述的隧道防冻害排水系统，其特征在于在所述碎石渗水层(10)的顶部设有聚氨酯保温板(15)，该聚氨酯保温板(15)与初期支护层(I)的仰拱部分之间填筑有沙碌垫层(16)。
4.根据权利要求I所述的隧道防冻害排水系统，其特征在干所述水沟(4)和电缆槽(5)的顶部均设置有混凝土盖板(17)，并在水沟内装有托架(18)，该托架(18)与对应的混凝土盖板(17)之间填充聚氨酯保温材料。
5.根据权利要求I所述的隧道防冻害排水系统，其特征在干在所述底板(3)的中部沿隧道纵向设有集水槽(19)，该集水槽(19)与检查井(8)的上端相连通。
6.根据权利要求I或5所述的隧道防冻害排水系统，其特征在干所述检查井(8)的井壁为钢筋混凝土结构，在检查井(8)内装有爬梯(20)，并且检查井(8)的上部设有预埋角钢(21)，该预埋角钢(21)与混凝土井盖(9)之间设有聚氨酯保温层(22)。
7.根据权利要求I所述的隧道防冻害排水系统，其特征在干保温深埋水沟(6)与隧道外的路基深埋水沟(23)连接，路基深埋水沟(23)中的排水管(24)安放在沙砾垫层(25)上，该排水管(24)的上面夯填土石(26)，在所述路基深埋水沟(23)的出水ロ包裹有粗粒度透水材料层(27)，该粗粒度透水材料层(27)的外面填筑粘土隔水层(28)。
专利摘要本实用新型公开了一种隧道防冻害排水系统，在初期支护层(1)的下方设置保温深埋水沟(6)，保温深埋水沟(6)内设有多段排水管(7)，两相邻排水管(7)之间设置检查井(8)，检查井(8)的下端与排水管(7)连通；在初期支护层(1)与二次衬砌混凝土层(2)之间铺满防水板(11)，该防水板(11)的外侧设有环向打孔波纹管(12)和纵向打孔波纹管(13)，环向打孔波纹管(12)下端的开口位于碎石渗水层(10)中。本实用新型可以有效防止严寒地区隧道排水系统出现冻结堵塞排水管道现象，避免了隧道衬砌结构遭受破坏，保障了行车安全，大大减少了运营期间的清理养护费用，具有结构简单、实施容易、可靠性好、易于推广等特点。
文档编号E21F16/02GK202560320SQ20122019220
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月2日 优先权日2012年5月2日
发明者李勇, 王元清, 胡家玲, 管强 申请人:中铁十一局集团第五工程有限公司