一种岩溶富水隧道防结晶堵塞排水系统

1.本实用新型涉及隧道工程领域，尤其是涉及了一种岩溶富水隧道防结晶堵塞排水系统。


背景技术：

2.山岭隧道中排水系统一般采用“环形排水盲管—纵向排水管—排水边沟—中央排水沟”设计，对于正常地质条件和不富含地下水的隧道来说，这种排水系统的设计可以满足隧道施工和运营的排水需求，但岩溶区富水隧道不仅需要考虑排水需求，同时需要考虑不良地质所带来的隧道结晶堵塞问题，原有的隧道排水系统不再适用。
3.隧道结晶问题是地下水在经隧道围岩、初支混凝土渗流过程中，将围岩和混凝土中的易溶钙化物溶解带出，从而在隧道排水边沟中聚集造成堵塞。经围岩和初支渗流后的地下水通常直接进入排水边沟，因而隧道里结晶堵塞最容易发生，同时堵塞最为严重的区域就是排水边沟，排水边沟一旦造成堵塞后，边沟排水功能失效后造成地下水纵向排水管淤积进而逐步地堵塞纵向排水管、环形排水盲管。
4.国内外现有研究表明，这种堵塞排水管道的结晶体是来源于混凝土中氢氧化钙骨架溶解钙所生成的碳酸钙，碳酸钙结晶体的硬度会随着结晶时间的增长逐渐变硬。在不改变混凝土材料的前提下无法避免混凝土中钙的流出，因此结晶堵塞物的预防应从结晶体的聚集想办法，预防结晶体到堵塞的形成过程而不是预防结晶体的生成过程。


技术实现要素：

5.为了解决背景技术中所存在的问题，本实用新型提出了一种岩溶富水隧道防结晶堵塞排水系统。
6.解决上述技术问题采用的技术方案是：
7.一种岩溶富水隧道防结晶堵塞排水系统，包括环形排水管、纵向排水管、横向引水管、预留注酸管和中央排水管，所述环形排水管的底部连通所述纵向排水管，所述纵向排水管通过所述横向引水管连通所述中央排水管，所述预留注酸管并列设置在所述中央排水管顶部并连通所述中央排水管。
8.基于上述，所述环形排水管为排水半盲管，所述纵向排水管和所述横向引水管为排水盲管，所述预留注酸管和所述中央排水管分别为pvc管。
9.基于上述，所述预留注酸管的底部均布有多个注酸孔，所述注酸孔连通所述中央排水管。
10.基于上述，所述预留注酸管的一端封闭，所述预留注酸管的另一端通过阀门连通酸泵。
11.基于上述，所述横向引水管由纵向排水管至中央排水管向下倾斜坡度为25
°
。
12.基于上述，所述纵向排水管外反向包裹有土工布和防水板。
13.本实用新型相比于现有技术具有以下优点：
14.本实用新型通过改变排水管形式的布置和设计并尽可能加大排水管坡度、增大排水流量和水流速度以减少结晶体聚集，从而预防堵塞的发生，极大地提升了隧道工程的施工、设计水平，并有效缩减隧道的运营养护成本。
附图说明
15.图1是本实用新型排水系统布置的断面示意图。
16.图2是本实用新型排水系统接头和注酸管的细部构造图。
17.附图标记说明：1.环形排水管；2.横向引水管；3.中央排水管；4.预留注酸管；5.纵向排水管；6.三通管；7.小孔。
具体实施方式
18.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。
19.本实用新型旨在将岩溶富水隧道洞内(行车道区域)排水与衬砌外排水分离，结晶集中处置的办法，来达到治理隧道排水结晶堵塞的目的。排水系统主要包括环形排水半盲管、土工布和防水板、纵向排水管、横向引水管、预留注酸管和中央排水管。隧道地下水水流方向为环形排水半盲管/土工布和防水板——纵向排水管——横向引水管——中央排水管——洞外。
20.如图1，在初支靠近洞内侧，环向布设环形排水半盲管，采用规格φ160半圆形弹簧排水管，紧贴初支布设，布设环向盲管前大致将初支布置面处理圆顺，环形排水盲管延隧道纵向2～4米布设一道。
21.环形盲管施工至边墙底部，与纵向排水管5相接，如图2，纵向排水管5采用φ160上半边打孔波纹管，施工时根据设计定位线埋设安装排水管，土工布与防水板施工后将纵向排水管5反包，纵向排水管5处土工布与初支中间有空隙处用砂砾充填。
22.如图2，纵向排水管5与横向引水管2用三通管6相连，为减少横向引水管2内岩溶水堆积，此处设计与以往隧道内排水设计不同，在边墙下取消纵向排水沟，本实施例中横向引水管2坡度为25
°
，也即横向引水管2与水平面的夹角为25
°
，沿着环形排水管1流下的水流顺着纵向排水管5流入横向引水管2，岩溶水以较大的水力梯度流入中央排水管3内。
23.横向引水管2在仰拱上部填充混凝土浇筑前定位好(可以采用焊接钢筋支架定位)，在浇筑混凝土过程中注意保护管件，横向引水管2下部伸入中央排水管3吊模内部。横向引水管2采用φ160波纹管并一端与纵向排水管5采用三通连接，另一端接入中央排水管3内。
24.中央排水管3用φ500pvc硬管，其侧壁开孔与横向引水管2连接，每节6～9米，与横向引水管2接口处采用聚乙烯热缩套热熔以提高接口处防水性能。中央排水管3放置在中央排水沟内，排水管与排水沟之间用中粗砂填充以保护管道，中央排水管3顶部安装注酸管。预留注酸管4采用pvcφ10塑料管，注酸管通过卡槽固定于中央排水管3顶部，注酸管下部均匀开设小孔7以方便酸从小孔7中射出；注酸管进口端设有活动接头及控制阀门，活动接头可连接酸泵，控制阀门可控制注入酸的流量及流速大小；注酸管出口段堵头封堵以保证酸的溶解效果。


技术特征：
1.一种岩溶富水隧道防结晶堵塞排水系统，其特征在于：包括环形排水管(1)、纵向排水管(5)、横向引水管(2)、预留注酸管(4)和中央排水管(3)，所述环形排水管(1)的底部连通所述纵向排水管(5)，所述纵向排水管(5)通过所述横向引水管(2)连通所述中央排水管(3)，所述预留注酸管(4)并列设置在所述中央排水管(3)顶部并连通所述中央排水管(3)。2.根据权利要求1所述的岩溶富水隧道防结晶堵塞排水系统，其特征在于：所述环形排水管(1)为排水半盲管，所述纵向排水管(5)和所述横向引水管(2)为排水盲管，所述预留注酸管(4)和所述中央排水管(3)分别为pvc管。3.根据权利要求1所述的岩溶富水隧道防结晶堵塞排水系统，其特征在于：所述预留注酸管(4)的底部均布有多个注酸孔，所述注酸孔连通所述中央排水管(3)。4.根据权利要求1所述的岩溶富水隧道防结晶堵塞排水系统，其特征在于：所述预留注酸管(4)的一端封闭，所述预留注酸管(4)的另一端通过阀门连通酸泵。5.根据权利要求1所述的岩溶富水隧道防结晶堵塞排水系统，其特征在于：所述横向引水管(2)由纵向排水管(5)至中央排水管(3)向下倾斜坡度为25
°
。6.根据权利要求1所述的岩溶富水隧道防结晶堵塞排水系统，其特征在于：所述纵向排水管(5)外反向包裹有土工布和防水板。

技术总结
本实用新型提供了一种岩溶富水隧道防结晶堵塞排水系统，包括环形排水管、纵向排水管、横向引水管、预留注酸管和中央排水管，所述环形排水管的底部连通所述纵向排水管，所述纵向排水管通过所述横向引水管连通所述中央排水管，所述预留注酸管并列设置在所述中央排水管顶部并连通所述中央排水管。该实用新型可预防岩溶富水隧道排水系统结晶堵塞，极大地提升了隧道工程的施工、设计水平，并有效缩减隧道的运营养护成本。运营养护成本。运营养护成本。


技术研发人员：叶飞 田崇明 任超 同月苹 王坚 姜寅 张俊元 张兴冰 韩兴博
受保护的技术使用者：长安大学
技术研发日：2022.04.29
技术公布日：2022/8/19