便于排水泄压的隧道仰拱下单向排水管

技术领域

本发明涉及隧道工程技术领域，尤其涉及一种用于地下水发育地段的铁路隧道内具有排水泄压功能的隧道仰拱下单向排水管。

背景技术

目前，我国已是世界上隧道工程规模最大、数量最多、地质条件和结构形式最复杂、修建技术发展速度最快的国家。对于铁路隧道而言，大多采用在仰拱填充层内设置中心水管作为主排水通道的排水方式。另外，随着高速铁路的不断发展，为满足列车高速运行要求，高铁隧道内普遍开始铺设无砟轨道。与传统的有砟轨道相比，虽然无砟轨道可以减少维护、降低粉尘、美化环境，但是对隧底结构的稳定性要求也更高。

然而，近些年来，营运的铁路隧道在断层、岩溶发育等地下水发育地段，仰拱下的地下水没有有效的排水路径，由于水压高，造成无砟轨道上拱的现象屡屡发生；另外，由于隧道施工工艺、施工质量等问题，导致隧道仰拱底部不密实、仰拱填充分层施做以及仰拱施工缝防水效果不理想等情况较为普遍，倘若隧道周边地下水发育、水量丰富，这些防排水的薄弱位置将会产生积水，在水压作用下，引起仰拱开裂、轨道板隆起，对铁路安全运营造成了极大影响。

鉴于此，迫切需要对隧道仰拱下的排水系统进行改造。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便于排水泄压的隧道仰拱下单向排水管，以缓解现有技术中对地下水发育地段的铁路隧道内无砟轨道稳定性影响较大的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种便于排水泄压的隧道仰拱下单向排水管，包括仰拱下单向排水管，所述仰拱下单向排水管埋设于隧道仰拱下，其中：

所述仰拱下单向排水管的两端设置止回阀，位于所述止回阀以下的排水管通过开孔具备透水能力，所述仰拱下单向排水管穿过隧道衬砌墙脚与侧沟连通，所述侧沟底部通过所述仰拱内排水盲管、中心排水管槽与置于中心排水管槽中的中心排水管连通，使得隧道仰拱下的水在列车振动荷载作用下或水压达到预设数值后由所述仰拱下单向排水管经由侧沟流至隧道中心水沟排出，以使侧沟里的水不会通过所述仰拱下单向排水管反流至隧道基底。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述仰拱下单向排水管所在位置高的两端分别设置止回阀。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述仰拱下单向排水管结构上位于止回阀高度以下的管壁开孔用以透水，外包土工布作为反滤层，并埋设于隧道仰拱底的级配碎石槽内，以防止隧底土石颗粒堵塞排水管。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述仰拱下单向排水管与侧沟连接部位与侧沟沟底之间存在距离，以防止侧沟里的水反流至隧道基底。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述仰拱下单向排水管与侧沟连接部位与侧沟沟底之间的距离大于20cm，以防止侧沟里的水反流至隧道基底。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述仰拱下单向排水管与侧沟连接处的管弯曲半径大于等于45cm，以防止单向排水管弯折损坏。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述仰拱下单向排水管在隧道墙脚位置分别穿过初期支护、二衬与侧沟连通。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述侧沟与所述中心排水管通过仰拱填充内的所述仰拱内排水管相连，以使侧沟4内水流经仰拱内排水管9流至中心排水管5汇集排出。

本发明的有益效果为：

本发明提供的一种便于排水泄压的隧道仰拱下单向排水管，包括仰拱下单向排水管，所述仰拱下单向排水管埋设于隧道仰拱下，其中：所述仰拱下单向排水管的两端设置止回阀，以使排水管具备单向排水能力；位于所述止回阀以下的排水管通过开孔具备透水能力，所述仰拱下单向排水管穿过隧道衬砌墙脚与侧沟连通，所述侧沟底部通过所述仰拱内排水盲管、中心排水管槽与置于中心排水管槽中的中心排水管连通，使得隧道仰拱下的水在列车振动荷载作用下或水压达到预设数值后由所述仰拱下单向排水管经由侧沟流至隧道中心水沟排出，以使侧沟里的水不会通过所述仰拱下单向排水管反流至隧道基底，避免隧道仰拱结构下水压过大影响结构安全。本发明的具有排水泄压功能的隧道仰拱下单向排水管，能够在列车振动荷载的作用下实时不断排出隧道仰拱下的地下水，避免隧道轨下结构承受较大水压力，从而引起的轨道隆起变形，影响铁路安全运营。同时，该方案施工操作十分简单，工程造价极低，设计理念新颖、措施合理、效果显著，能够很好的解决地下水发育地段铁路隧道因水害而造成仰拱开裂、轨道结构上浮变形问题，应用前景广阔。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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他的附图。

图1为本发明实施例提供的便于排水泄压的隧道仰拱下单向排水管的衬砌断面图；

图2为本发明实施例提供的沿图1中A部的结构放大示意图；

图3为本发明实施例提供的沿图1中I-I线的剖视图。

图标：

1-初期支护；

2-二衬：

3-仰拱填充；

4-侧沟；

5-中心排水管；

6-中心排水管槽；

7-仰拱下单向排水管；

8-止回阀；

9-仰拱内排水盲管；

10-级配碎石槽；

11-土工布。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

如图1-图3所示，本实施例提供的便于排水泄压的隧道仰拱下单向排水管的结构如下。

本实施例提供的便于排水泄压的隧道仰拱下单向排水管，包括仰拱下单向排水管7，仰拱下单向排水管7埋设于隧道仰拱下，其中：仰拱下单向排水管7的两端设置止回阀8，止回阀8的设置是为了使排水管具备单向排水能力，位于止回阀8以下的排水管通过开孔具备透水能力，仰拱下单向排水管7穿过隧道衬砌墙脚与侧沟4连通，侧沟4底部通过仰拱内排水盲管9、中心排水管槽6与置于中心排水管槽6中的中心排水管5连通，使得隧道仰拱下的水在列车振动荷载作用下或水压达到预设数值(即实际应用过程中该水压为临界状态值时)后由仰拱下单向排水管7经由侧沟4流至隧道中心水沟排出，以使侧沟4里的水不会通过仰拱下单向排水管7反流至隧道基底，从而避免隧道仰拱结构下水压过大影响结构安全。

本实施例的技术方案中，具体的，仰拱下单向排水管7所在位置高的两端分别设置止回阀8。

本实施例的技术方案中，具体的，仰拱下单向排水管7结构上位于止回阀8高度以下的管壁开孔用以透水，外包土工布11作为反滤层，并埋设于隧道仰拱底的级配碎石槽10内，以防止隧底土石颗粒堵塞排水管7，并且能够达到有效隔离、排水顺畅的目的；当隧道仰拱下的水在列车振动荷载作用下或水压增大时，仰拱下的地下水能通过级配碎石槽10和土工布11汇集至该隧道仰拱下单向排水管结构7内，并经由侧沟4和仰拱3内排水盲管9流至隧道中心排水管5排出，达到排出仰拱下的地下水和释放水压的目的。

本实施例的技术方案中，具体的，仰拱下单向排水管7与侧沟4连接部位与侧沟4沟底之间存在一定距离，以防止侧沟4里的水通反流至隧道基底。

本实施例的技术方案中，具体的，仰拱下单向排水管7与侧沟4连接部位与侧沟沟底之间的距离大于20cm，以防止侧沟4里的水反流至隧道基底。

本实施例的技术方案中，具体的，仰拱下单向排水管7与侧沟4连接处的管弯曲半径大于等于45cm，以防止单向排水管7弯折损坏。

本实施例的技术方案中，具体的，仰拱下单向排水管7在隧道墙脚位置分别穿过初期支护1、二衬2与侧沟4连通，以形成完整的完备的隧道排水系统。

本实施例的技术方案中，具体的，侧沟4与中心排水管5通过仰拱填充3内的仰拱内排水管9相连，以使侧沟4内水流经仰拱内排水管9流至中心排水管5汇集排出。

需要指出的是，隧道仰拱初期支护1施作前，在隧底开挖形成一上大下小的梯形槽，梯形槽内填充一部分级配碎石后将外包土工布11的仰拱下排水管7置于梯形槽内，回填级配碎石10完全填充梯形槽；施作仰拱填充3时预埋仰拱内排水盲管9；施作隧道侧沟4时将仰拱下单向排水管7引至侧沟4且距侧沟底4不小于20cm，仰拱下排水管7弯曲半径不小于45cm，仰拱内排水盲管9一端与侧沟4底部相连，另一端与中心排水管5相连。

利用目前隧道内通用的排水系统，于隧道仰拱下设置具有透水功能的排水管，将仰拱下的地下水实时引至侧沟4和中心排水管5内排出，对隧道基底及时泄压，减小隧道仰拱受力，防止仰拱开裂、轨道隆起上浮。隧道仰拱下单向排水管7两端设置止回阀8且与侧沟4连接处高于侧沟4底，使仰拱下的地下水单向流通，有效避免侧沟4内的水通过仰拱下单向排水管7反流至隧道基底。

进一步的，本实施例所涉及的具有排水泄压功能的隧道仰拱下单向排水管7适用于在断层、岩溶发育等地下水发育地段铁路隧道工程中，能有效防止隧道内因基底水压过大引起仰拱衬砌开裂、无砟轨道隆起上拱，具有施工简单、投资小等特点，应用前景广阔。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。