一种富水铁路隧道底部泄水降压及加固结构的制作方法

本实用新型涉及隧道工程领域，具体是一种富水铁路隧道底部泄水降压及加固结构。

背景技术：

随着我国铁路交通工程的快速发展，特殊地质环境条件下的隧道工程越来越多。西南地区是我国活动构造、地震和大(巨)型滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害最为频发的地区之一，且不良地质种类繁多。例如，岩盐、石膏、石灰岩、白云岩等可溶岩地层在西南地区分布广泛，在建铁路干线均不同程度涉及，隧道工程设计较为复杂；在铁路运营期间，受地下承压水长期作用，富水地段隧道仰拱容易发生开裂渗水和翻浆冒泥病害，严重影响隧道支护结构稳定及铁路运营安全。为有效解决上述工程问题，特此提出一种富水铁路隧道底部泄水降压及加固结构。

因此，需研制一种实用性强以及工作可靠性较高的富水铁路隧道底部泄水降压及加固结构是解决上述技术问题的关键所在。

技术实现要素：

针对富水地段铁路隧道仰拱底部受水压作用容易发生拱裂渗水的工程问题，提出在富水地段隧道侧沟施作排泄水装置实现主动排水泄压，减小仰拱开裂风险；同时针对隧道仰拱部分利用锚杆加固处理，增强隧道结构整体稳定性，以充分保障隧道运营安全。

为实现上述的发明目的，本实用新型通过如下技术方案实现：

一种富水铁路隧道底部泄水降压及加固结构，它主要是由孔口管(1)、排水管(2)、集水管(3)和透水盲管(4)以及加固锚杆(5)组成，其中，排水管(2)进水端连接集水管(3)，集水管(3)穿套于透水盲管(4)内；排水管(2)出水端连接孔口管(1)，孔口管(1)出水端延伸至排水沟(6)内；加固锚杆(5)从上至下依序打孔穿过仰拱填充层(9)和仰拱衬砌结构(10)并嵌入底部基岩后浇层连成整体。

作为本实用新型上述的另一个优选的技术方案，所述孔口管(1)顶端距离侧沟盖板不小于30cm，孔口管(1)底端与排水管(2)搭接长度为10cm；孔口管出水口位置较高，以避免侧沟排水倒灌下渗至隧道底部。

作为本实用新型的上述优选技术方案，所述孔口管(1)是直径为30mm、长度为80cm的pvc管。

作为本实用新型上述优选的技术方案,所述排水管(2)贯穿仰拱填充层(9)及仰拱衬砌结构(10)设置；在排水管(2)的外侧环形包裹有与之相搭配完成工作的无纺布。

作为本实用新型上述的进一步优选的技术方案，所述排水管(2)是直径为40mm、长度为70cm的pvc管；排水管(2)顶端及底端分别与孔口管(1)和集水管(3)搭接10cm。

作为本实用新型上述的再一步优选的技术方案，所述集水管(3)顶端位于仰拱二衬结构下部，上部孔口管(1)及排水管(2)相应配套设置。

作为本实用新型上述的还进一步优选的技术方案，所述集水管(3)是直径为50mm、长度为100cm的开孔钢花管；集水管(3)与排水管(2)搭接10cm；且集水管(3)纵向布置间距为1m。

作为本实用新型上述的又再进一步优选的技术方案，所述透水盲管(4)是直径为60mm的硬式透水盲管，透水盲管(4)设置于集水管(3)外侧且长度一致；且该透水盲管(4)的底部封闭，以免泥沙进入堵塞排水通道。

作为本实用新型上述的还又再更进一步优选的技术方案，所述加固锚杆(5)为中空注浆锚杆，加固锚杆(5)的头端为锥形结构，在加固锚杆(5)上开设有数个贯通内外壁的出浆孔(5a),在加固锚杆(5)的外壁还对称或是不对称的设有数个角钢倒刺(5b),角钢倒刺(5b)用于增加与周围岩土的锚固。

作为本实用新型上述的还又再更加进一步优选的技术方案，所述加固锚杆(5)是直径为25mm的中空注浆锚杆，该中空注浆锚杆的总数量根据实际施工需要布设为多个；加固锚杆(5)长度嵌入底部基岩不小于1m；相邻的出浆孔(5a)之间的间距为200mm。

工作原理是：上述设计结构的一种富水铁路隧道底部泄水降压及加固结构在进行使用之前，需要将其进行制作并安装作为备用。

制作安装时，该一种富水铁路隧道底部泄水降压及加固结构，主要由孔口管(1)、排水管(2)、集水管(3)、透水盲管(4)和加固锚杆(5)组成，其中，

孔口管(1)采用φ30mmpvc管，长度为80cm；孔口管顶端距离侧沟盖板不小于30cm，底端与排水管(2)搭接长度10cm；孔口管出水口位置较高，可有效避免侧沟排水倒灌下渗至隧道底部；排水管(2)采用φ40mmpvc管，长度为70cm，贯穿仰拱填充层及仰拱衬砌结构段落设置；排水管外侧包裹无纺布(长丝型，重量≥350g/m，厚度≥3mm，渗透系数≥5×10-2)；排水管顶端及底端分别与孔口管(1)和集水管(3)搭接10cm；集水管(3)为φ50mm开孔钢花管，长度为100cm，设置于透水盲管(4)内部；集水管顶端位于仰拱二衬结构下部，与排水管(2)搭接10cm；集水管纵向布置间距为1m，上部孔口管及排水管相应配套设置，透水盲管(4)为φ60mm硬式透水盲管，设置于集水管(3)外侧且长度一致；透水盲管底部封闭，以免泥沙进入堵塞排水通道；加固锚杆(5)采用φ25mm中空注浆锚杆，将仰拱、仰拱填充、仰拱填充后浇层连成整体；锚杆长度嵌入底部基岩不小于1m，锚杆纵向间距1m；锚杆砂浆强度不低于m20，且所有锚杆必须设置钢垫板、钢板及螺栓，尺寸不小于150mm×150mm×6mm；锚固锚杆与注浆孔错开布置。

根据上述施工操作完成该装置的制作后即可按照标准的施工操作要求进行施工。

首先进行泄水降压管施工，施工之前，需与铁路管理部门协商并取得同意后选择在旱季进行施工，施工过程中应严格执行铁路部门要求，并注意火车运营安全及施工安全，施工时，施工人员首先针对既有隧道拟整治段落侧沟进行清淤处理，并在侧沟前后两端进行临时堵水或抽排水；其次，沿隧道纵向在侧沟中心位置按设计间距钻孔，依次埋设透水盲管、集水管、排水管和孔口管，其中排水管四周应包裹无纺布，并按要求完成相互搭接紧固工序。

然后加固锚杆施工，施工前，需与铁路管理部门协商并取得同意后在铁路停运期间进行施工，施工时，施工人员根据施工标准首先需拆除拟改造段落隧道仰拱填充层以上的道床及轨道结构，然后进行锚杆钻孔施作、注浆施工和锚固，待注浆基本稳定后恢复道床及轨道结构即可完成整个隧道的加固以及泄水降压工作。

本实用新型的有益效果为：本实用新型通过对已建投入运营隧道工程，在富水地段隧道侧沟钻孔施作主动排泄底部承压水管道装置，可有效减小仰拱开裂渗水及翻浆冒泥病害风险，实现主动排水泄压，减小仰拱开裂风险；同时利用加固锚杆加固连接仰拱二衬结构、仰拱填充层及隧底围岩，可有效提高隧道结构整体稳定性。通过上述排水及加固措施，充分保障隧道结构安全及铁路运营安全。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1为本实用新型富水铁路隧道底部泄水降压及加固结构断面使用状态示意图；

图2为本实用新型富水铁路隧道底部泄水管道整体组合结构示意图；

图3是本实用新型的加固锚杆部件的整体结构示意图；

其中，图中标号：1—孔口管；

2—排水管；

3—集水管；

4—透水盲管；

5—加固锚杆，5a—出浆孔，5b—角钢倒刺；

6—排水沟；

7—设计轨面；

8—道床轨面；

9—仰拱填充层；

10—仰拱衬砌结构；

11—边墙。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的保护范围不局限于所述内容。

如说明书附图所示的一种富水铁路隧道底部泄水降压及加固结构，它主要是由孔口管1、排水管2、集水管3和透水盲管4以及加固锚杆5组成，其中，排水管2进水端连接集水管3，集水管3穿套于透水盲管4内；排水管2出水端连接孔口管1，孔口管1出水端延伸至排水沟6内；加固锚杆5从上至下依序打孔穿过仰拱填充层9和仰拱衬砌结构10并嵌入底部基岩后浇层连成整体。

进一步的，孔口管1顶端距离侧沟盖板不小于30cm，孔口管1底端与排水管2搭接长度为10cm；孔口管出水口位置较高，以避免侧沟排水倒灌下渗至隧道底部。

具体的，孔口管1是直径为30mm、长度为80cm的pvc管。

进一步的，排水管2贯穿仰拱填充层9及仰拱衬砌结构10设置；在排水管2的外侧环形包裹有与之相搭配完成工作的无纺布。

具体的，排水管2是直径为40mm、长度为70cm的pvc管；排水管2顶端及底端分别与孔口管1和集水管3搭接10cm。

进一步的，集水管3顶端位于仰拱二衬结构下部，上部孔口管1及排水管2相应配套设置。

具体的，集水管3是直径为50mm、长度为100cm的开孔钢花管；集水管3与排水管2搭接10cm；且集水管3纵向布置间距为1m。

进一步的，透水盲管4是直径为60mm的硬式透水盲管，透水盲管4设置于集水管3外侧且长度一致；且该透水盲管4的底部封闭，以免泥沙进入堵塞排水通道。

进一步的，加固锚杆5为中空注浆锚杆，加固锚杆5的头端为锥形结构，在加固锚杆5上开设有数个贯通内外壁的出浆孔5a,在加固锚杆5的外壁还对称或是不对称的设有数个角钢倒刺5b,角钢倒刺5b用于增加与周围岩土的锚固。

具体的，加固锚杆5是直径为25mm的中空注浆锚杆，该中空注浆锚杆的总数量根据实际施工需要布设为多个；加固锚杆5长度嵌入底部基岩不小于1m；相邻的出浆孔5a之间的间距为200mm。

综上所述，本实用新型更为具体的实施方式是：

上述设计结构的一种富水铁路隧道底部泄水降压及加固结构在进行使用之前，需要将其进行制作并安装作为备用。

制作安装时，如图1及图2所示，一种富水铁路隧道底部泄水降压及加固结构，主要由孔口管1、排水管2、集水管3、透水盲管4和加固锚杆5组成，其中，

孔口管1采用φ30mmpvc管，长度为80cm；孔口管顶端距离侧沟盖板不小于30cm，底端与排水管2搭接长度10cm；孔口管出水口位置较高，可有效避免侧沟排水倒灌下渗至隧道底部；排水管2采用φ40mmpvc管，长度为70cm，贯穿仰拱填充层及仰拱衬砌结构段落设置；排水管外侧包裹无纺布长丝型，重量≥350g/m，厚度≥3mm，渗透系数≥5×10-2；排水管顶端及底端分别与孔口管1和集水管3搭接10cm；集水管3为φ50mm开孔钢花管，长度为100cm，设置于透水盲管4内部；集水管顶端位于仰拱二衬结构下部，与排水管2搭接10cm；集水管纵向布置间距为1m，上部孔口管及排水管相应配套设置，透水盲管4为φ60mm硬式透水盲管，设置于集水管3外侧且长度一致；透水盲管底部封闭，以免泥沙进入堵塞排水通道；加固锚杆5采用φ25mm中空注浆锚杆，将仰拱、仰拱填充、仰拱填充后浇层连成整体；锚杆长度嵌入底部基岩不小于1m，锚杆纵向间距1m；锚杆砂浆强度不低于m20，且所有锚杆必须设置钢垫板、钢板及螺栓，尺寸不小于150mm×150mm×6mm；锚固锚杆与注浆孔错开布置。

根据上述施工操作完成该装置的制作后即可按照标准的施工操作要求进行施工。

首先进行泄水降压管施工，施工之前，需与铁路管理部门协商并取得同意后选择在旱季进行施工，施工过程中应严格执行铁路部门要求，并注意火车运营安全及施工安全，施工时，施工人员首先针对既有隧道拟整治段落侧沟进行清淤处理，并在侧沟前后两端进行临时堵水或抽排水；其次，沿隧道纵向在侧沟中心位置按设计间距钻孔，依次埋设透水盲管、集水管、排水管和孔口管，其中排水管四周应包裹无纺布，并按要求完成相互搭接紧固工序。

然后加固锚杆施工，施工前，需与铁路管理部门协商并取得同意后在铁路停运期间进行施工，施工时，施工人员根据施工标准首先需拆除拟改造段落隧道仰拱填充层以上的道床及轨道结构，然后进行锚杆钻孔施作、注浆施工和锚固，待注浆基本稳定后恢复道床及轨道结构即可完成整个隧道的加固以及泄水降压工作。