[实用新型]一种高海拔严寒富水隧道永临结合的防冻排水结构

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及土木工程行业的隧道和地下工程技术领域，具体涉及一种高海拔严寒富水隧道的防冻排水结构。

【背景技术】

我国及欧美日本等国寒冷地区的铁路、公路隧道的使用情况调查表明，寒冷地区修建隧道的主要难点是隧道的防冻抗冻问题。日本道路公团和日本铁道综合技术研究所最近的统计表明，日本全国3800座铁路隧道中有1100座因冻害原因，在冬季运营期间危及到行车安全；公路隧道中，仅北海道地区的302座大型公路隧道中发生严重冻害的就达104座，为消除侧墙壁冰和拱部冰柱，作为整治措施之一，在较多隧道设置了电加热装置，投入的整治费用十分惊人。寒冷地区隧道而形成冻害原因除了地质条件、施工影响和结构类型因素外，其前提条件是负温和水。如果隧道排水系统不通畅，衬砌背后有水就会产生冻胀。水在发生相变时(由水变成冰)体积要增大9%，当体积膨胀受到约束时将产生强大的冻胀力，从资料上来看，冻胀力数值可以大的惊人，因而寒区隧道的冻害主要是排水防冻问题，如能将衬砌背后围岩中的地下水排除，则冻害要大减轻或消除。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种高海拔严寒富水隧道永临结合的防冻排水结构，以解决高海拔严寒富水长隧道冬季因排水系统不通畅，衬砌背后积水造成冻胀而影响使用的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高海拔严寒富水隧道永临结合的防冻排水结构，在低于隧道洞身段的旁侧设有平行导坑，平行导坑通过若干横通道连通隧道；平行导坑的至少一端通过一个倾斜设置的泄水洞连通隧道外部。

本实用新型进一步的改进在于，隧道洞口形成有超细水泥全断面注浆封堵固结圈；封堵固结圈之外低于洞口位置两侧设有两个倾斜的泄水孔。

本实用新型进一步的改进在于，封堵固结圈的厚度为3-5m。

本实用新型进一步的改进在于，泄水孔、横通道、泄水洞与水平面的夹角均大于千分之十二度。

本实用新型进一步的改进在于，平行导坑设置在隧道动身段水流上游且低于隧道正线的位置；平行导坑的直径小于隧道的直径。

本实用新型进一步的改进在于，隧道洞身段纵向设有若干倒V形纵向排水管，所述倒V形纵向排水管连通若干环形盲管；倒V形纵向排水管的最低点采用垂直孔同隧道底部横向泄水孔相连，所述横向泄水孔倾斜连通所述平行导坑。

本实用新型进一步的改进在于，泄水洞一端连接平行导坑端部的V型变断面落水坑，另一端连通隧道外部；所述泄水洞的直径小于平行导坑的直径。

本实用新型进一步的改进在于，隧道全长采用人字型纵坡。

本实用新型进一步的改进在于，平行导坑全长采用人字型纵坡。

本实用新型进一步的改进在于，隧道洞口向内300m为洞口段。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型中洞口段埋深浅采用超细水泥全断面注浆封堵固结卸荷岩体空隙和裂隙，封堵地下水；同时，在隧道洞口浅埋强卸荷段采用“定向钻扩孔技术”由隧道口低于隧道洞底的注浆加固圈外侧位置施作两泄水减压孔，减少注浆加固区外水压力对隧道和注浆加固段的压力，确保隧道该段处于低水压甚或无水压环境；以上两种措施相结合，可满足洞口段冻胀层范围内无可冻胀水的要求，实现洞口低温条件下衬砌后面少水甚或无水，确保隧道洞口衬砌运营安全。

本实用新型中在隧道洞身深埋富水段采用施工期先行施工的位于隧道来水方向一侧，低于正线隧道的平行导坑，形成两端非贯通的大坡度集水通道。充分利用了大断面富水隧道施工期加快进度而采取的先行平行导坑，实现了临时工程的永-临结合的效果。

本实用新型在隧道深埋洞身段取消了隧道中部的深埋水沟，变纵向排水为向平行导坑的横向大坡度排水，实现了深埋、大坡度快速排水的效果，消除了因隧道中部深挖水沟施工造成的隧道仰拱不能及时封闭，安全性差，且施工质量难以保证的特点。取消隧道中部的深埋水沟，隧道两侧纵向排水管采用倒“V”字型布置，加大纵向水的小流坡度，加快水的流速；“V”字型纵向排水低点采用垂直孔同隧道底部横向大坡度泄水孔相连。

本实用新型平行导坑同隧道均采用人字形坡，在平行导坑端部形成“V”型变断面落水坑；落水坑下部同大坡度泄水孔相连。洞内积水由洞外平行导坑位置之下采用“定向钻扩孔技术”形成的大坡度泄水洞，泄水洞通过平行导坑端部“V”型变断面落水坑同平行导坑相连，利用“大断面变小断面增加水流速度”、“加大排水坡度加快流速”原理，实现高海拔严寒富水长隧道的冬季防冻排水的顺利进行。