一种隧道排水系统及其施工方法与流程

本发明涉及隧道施工，特别是涉及一种隧道排水系统及其施工方法。

背景技术：

1、膨胀岩具有遇水膨胀的特性，因此山岭隧道均需要设置比较完备的排水系统，以及时将隧道周边的水排出，以避免膨胀岩段含水量增大而膨胀，在隧道仰拱部位由于地下水汇聚，尤其容易发生仰拱隆起破坏。传统的山岭隧道排水系统包括环向盲管、纵向盲管、侧沟、横向排水管和中心排水沟。环向盲管将隧道上部地下水引排至纵向盲管，纵向盲管通过横向排水管将水引排至侧沟，侧沟通过横向排水管将地下水引排至中心排水沟，中心排水沟通过自流形式将地下水引排至隧道外。如专利号为“202210126674.0”，专利名称为“一种隧道排水系统及其横向泄水管的施工方法”便为传统式的排水系统，包括沿着隧道径向自外而内依次布置的初期支护、防水层和二次衬砌，隧道拱墙的底部设置有沿着隧道的纵向延伸的侧边水沟，初期支护和防水层之间设有环向排水管，纵向排水管埋设在隧道拱墙的底部并沿着隧道的纵向延伸，横向泄水管的内端与环向排水管连通，横向泄水管的出水端延伸至侧边水沟。

2、但上述传统式的排水系统仅在隧道内部设有中心排水沟，在仰拱结构底部不设计排水系统，不可避免的会使隧道上部地下水汇集于隧道仰拱结构底部，浸泡仰拱底部围岩使围岩发生膨胀，威胁隧道结构安全。为解决这个问题，专利号为“202110880453.8”，专利名称为“带有钢筋碎石笼的膨胀岩隧道支护结构”公开了一种在隧道仰拱结构底部设置隧底中心水沟，隧底中心水沟和环向排水管连通，以将隧道周围以及仰拱处的水及时排出。但上述两个专利的排水系统均不够完善，无法有效阻止围岩内的水沿隧道周边进行流窜，尤其是沿着隧道纵向流窜，以及隧道上部地下水汇聚至仰拱部位，导致膨胀岩地段含水量变化，使围岩发生膨胀。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决上述技术问题，提供一种隧道排水系统及其施工方法，环向橡胶止水带、环向橡胶止水带将隧道外部沿纵向分为若干纵向排水区，以阻断地下水沿隧道纵向流动，能够有效阻止地下水沿隧道纵向流窜，纵向中埋式橡胶止水带、纵向遇水膨胀止水条将隧道环向分为若干横向排水区，能够可避免地下水在隧道下坡段的聚集，隧道仰拱部位发生隆起而破坏。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明公开了一种隧道排水系统，包括沿隧道径向由外向内依次设置的初期支护和二次衬砌，所述初期支护和围岩之间设有初喷素混凝土层，所述初喷素混凝土层内埋设有沿所述隧道的纵向间距设置的环向中埋式橡胶止水带，所述初期支护内埋设有沿所述隧道的纵向间距设置的环向遇水膨胀止水条，相邻所述环向中埋式橡胶止水带之间、相邻所述环向遇水膨胀止水条之间分别埋设有间距设置在所述初喷素混凝土层内、所述初期支护内的环向排水管，所述环向排水管之间均连通有沿隧道截面环向间距布置的纵向排水管；

3、所述初喷素混凝土层内的环向排水管靠近所述围岩一侧，所述初喷素混凝土层内埋设有位于其内部的纵向排水管下方的纵向中埋式橡胶止水带，所述纵向中埋式橡胶止水带的两侧分别延伸至所述初期支护处和所述初喷素混凝土层内的环向排水管处；所述初期支护内的环向排水管靠近所述二次衬砌一侧，所述初期支护内埋设有位于其内部的纵向排水管下方的纵向遇水膨胀止水条，所述纵向遇水膨胀止水条的两侧延伸至分别延伸至所述二次衬砌处和所述初期支护内的环向排水管处，所述隧道仰拱底壁下方设有与所述环向排水管连通的中心排水沟。

4、优选地，所述纵向排水管分设在所述隧道的拱肩、拱脚以及所述中心排水管两侧的仰拱处。

5、优选地，所述中心排水沟内填充有级配碎石透水层，所述级配碎石透水层内埋设有中心排水管。

6、优选地，所述级配碎石透水层的下方铺设有粗砂滤水层。

7、优选地，所述纵向中埋式橡胶止水带和所述环向中埋式橡胶止水带通过止水固定机构固定在所述围岩上，所述止水固定机构包括锚固在所述围岩上的固定支座，所述固定支座上设有固定支架，所述纵向中埋式橡胶止水带锚固在固定支架上。

8、优选地，所述二次衬砌与所述初期支护之间设有防水层，所述防水层包括铺设在所述初期支护内壁上的土工布和铺设在所述土工布上的防水板。

9、还公开了一种隧道排水系统施工方法，包括以下步骤：

10、s1、开挖隧道毛洞；

11、s2、隧道全环喷射素混凝土形成初喷素混凝土层，在初喷素混凝土层内间距埋设环向中埋式橡胶止水带，然后在相邻环向中埋式橡胶止水带之间沿隧道纵向间距埋设环向排水管，并在环向排水管之间连通纵向排水管，将初喷素混凝土层内的环向排水管设置在靠近围岩的一侧，并在初喷素混凝土层内埋设位于纵向排水管下方的纵向中埋式橡胶止水带，中埋式橡胶止水带需从环向排水管处延伸至初喷素混凝土层远离围岩的一侧；

12、s3、在隧道仰拱底壁开挖与初喷素混凝土层内的环向排水管连通的中心排水沟；

13、s4、铺设初期支护钢筋网、架设钢拱架，布设初期支护中环向排水管，并在环向排水管之间连通纵向排水管，喷射初期支护结构混凝土以形成初期支护，将初期支护中环向排水管设置在靠近二次衬砌的位置，并初期支护内埋设有位于其内部的纵向排水管下方的纵向遇水膨胀止水条，纵向遇水膨胀止水条需从环向排水管处延伸至二次衬砌处；

14、s5、施做隧道二次衬砌。

15、优选地，在步骤s4中，在初期支护上由外向内依次铺设防水板及土工布。

16、优选地，在步骤s3中，在中心排水沟内依次铺设粗砂滤水层、级配碎石透水层，并在铺设级配碎石透水层过程中埋入中心排水管。

17、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

18、1.本发明的隧道排水系统中，在初喷素混凝土层、初期支护内分别埋设有间距设置的环向中埋式橡胶止水带、环向遇水膨胀止水条，从而将隧道外部沿纵向分为若干纵向排水区，纵向排水区能够将隧道周围水截留在其内，可阻断地下水沿隧道的初期支护以及隧道外壁和围岩之间纵向流窜，通过纵向排水管和环向排水管引至中心排水沟中排出隧道外，解决了传统排水系统无法阻止地下水沿隧道纵向流窜的问题；在初喷素混凝土层、初期支护内分别埋设有间距设置的纵向中埋式橡胶止水带、纵向遇水膨胀止水条，从而将沿隧道环向将隧道分为若干横向排水区，横向排水区能够将隧道周围水截留在其内，可阻断隧道拱顶区地下水沿隧道初期支护以及隧道和围岩之间环向流动至拱腰及仰拱，使之汇集于止水条和止水带附近，然后通过纵向排水管和环向排水管引至中心排水沟中排出隧道外，避免地下水在隧道下坡段的聚集，降低隧道拱脚处排水压力。

19、3.本发明的隧道排水系统中，为便于隧道全环横纵向排水系统功能的实现，将原隧道填充层内的中心排水沟改位至仰拱结构下方，改为后地下水排出路径更为畅通，同时级配碎石透水层和粗砂滤水层可降低中心排水管堵塞风险，更有利于隧道周边地下水引排至隧道外。

20、4.本发明的隧道排水系统中，纵向中埋式橡胶止水带和环向中埋式橡胶止水带通过止水固定机构固定在围岩上，使固定支座和固定支架与纵向中埋式橡胶止水带和环向中埋式橡胶止水带成为一体的结构设计形式，保证装置功能性的同时，安装方便，便于操作。