[实用新型]一种隧道穿越溶洞的排水系统

权利要求书

1.一种隧道穿越溶洞的排水系统，其特征在于，包括：隧道主体防排水系统(1)、溶洞引排水系统(2)、仰拱排水系统(3)、支护系统(4)四部分组成；

隧道主体防排水系统(1)包括初期支护(1.1)、防水板(1.2)、环向排水管(1.3)、二次衬砌(1.4)、纵向排水管(1.5)、纵向排水沟(1.6)、横向排水管(1.7)、中心排水沟(1.8)；自隧道上部主体的下表面向下依次为初期支护(1.1)、环向排水管(1.3)、防水板(1.2)、二次衬砌(1.4)，初期支护(1.1)、环向排水管(1.3)、防水板(1.2)、二次衬砌(1.4)均为与隧道上部主体一样的拱形结构；

在环向排水管(1.3)的两端分别设有横向排水管(1.7)与纵向排水沟(1.6)连接；纵向排水沟(1.6)长度方向沿隧道的长度方向；纵向排水沟(1.6)与中心排水沟(1.8)连通，中心排水沟(1.8)位于隧道中心位置，中心排水沟(1.8)的长度方向沿隧道的长度方向，中心排水沟(1.8)位置低于纵向排水沟(1.6)；

初期支护(1.1)表面上通过射钉平顺的固定有土工布；

溶洞引排水系统(2)包括溶洞(2.1)、引水洞(2.2)、浆砌片石(2.3)、混凝土(2.4)、防水层(2.5)、第一跌水槽(2.6)、第二跌水槽(2.7)；支护系统(4)包括锚杆机构(4.1)、钢筋网(4.2)、混凝土支护层(4.3)；在隧道所穿越的溶洞中，按照溶洞水流的方向，在隧道的上游设有引水洞(2.2)的入口，在隧道的下游设有引水洞(2.2)的出口，将溶洞中的水从隧道的上游经引水洞(2.2)引入到隧道的下游；在引水洞(2.2)的入口的上游设有溶洞(2.1)底面设有第一跌水槽(2.6)，在引水洞(2.2)中水流拐弯的底部设有第二跌水槽(2.7)；引水洞(2.2)的外侧表面设有防水层(2.5)，引水洞(2.2)绕过隧道；在隧道与溶洞交界处，隧道的外部表面填充有浆砌片石(2.3)，使得浆砌片石(2.3)填满隧道与溶洞交界段溶洞部分，浆砌片石(2.3)完全截流隧道与溶洞交界段中溶洞(2.1)内的水流；浆砌片石(2.3)在溶洞(2.1)的两端分别设有混凝土(2.4)；

在浆砌片石(2.3)对应的溶洞(2.1)的内表面向外依次设有钢筋网(4.2)和混凝土支护层(4.3)，同时还设有多个锚杆机构(4.1)锚固到溶洞处围岩内；

仰拱排水系统(3)包括仰拱填充层(3.1)、仰拱(3.2)、环向排水管(3.3)、竖向引水管(3.4)、横向排水管(3.5)；仰拱(3.2)分为仰拱初期支护和仰拱二次衬砌，仰拱初期支护在下，仰拱二次衬砌在上；仰拱填充层(3.1)位于仰拱二次衬砌；仰拱(3.2)的仰拱二次衬砌采用钢筋混凝土结构与二次衬砌结构(1.4) 形成隧道的整体；仰拱填充层(3.1)的下面设有多个横向排水管(3.5)，横向排水管(3.5)的一端与中心排水沟(1.8)连接，另一端封堵，中心排水沟(1.8)的两侧均设有横向排水管(3.5)；横向排水管(3.5)沿长度方向设有多个向下的竖向引水管(3.4)，竖向引水管(3.4)的下端与环向排水管(3.3)连接连通；环向排水管(3.3)设置在仰拱初期支护下面外侧，成向下弯曲的拱形。

2.按照权利要求1所述的一种隧道穿越溶洞的排水系统，其特征在于，隧道主体的排水是隧道初期支护(1.1)的渗水经流环向排水管(1.3)和纵向排水管(1.5)，进入横向排水管(1.7)，从而排入隧道纵向排水沟(1.6)中；通过横向排水管(1.7)排入中心排水沟(1.8)中，避免纵向排水沟堵塞影响隧道排水；隧道底部的排水是在隧道仰拱初期支护外侧施作环向排水管(3.3)，并在环向排水管(3.3)上设置渗水孔与上方的竖向引水管(3.4)连接，竖向引水管(3.4)与横向排水管(3.5)连接，隧道底部的渗水将通过环向排水管(3.3)和竖向引水管(3.4)进入横向排水管(3.5)，然后通过横向排水管(3.5)排入中心排水沟(1.8)；在溶洞处，开挖引水洞(2.2)，使得引水洞(2.2)两端与溶洞(2.1)连接，在引水洞(2.2)侧壁上铺设防水层(2.5)，预防溶洞水侵蚀隧底结构，在距离引水洞入口合适位置设置跌水槽(2.6)，将溶洞中的水流进行缓冲，在引水洞下方设置跌水槽(2.7)，将水流携带的大块碎石沉积在跌水槽(2.7)中，避免引水洞阻塞；溶洞(2.1)中的水流经过跌水槽(2.6)的缓冲，进入引水洞，将携带的大块碎石阻挡在跌水槽(2.7)中，小颗粒泥沙随着水流排出引水洞，保证地下水流畅通而颗粒不流失，进而将溶洞中的水流排出；

所述隧道主体防排水系统(1)能够将隧道初期支护(1.1)的渗水排出隧道，降低隧道初期支护的外侧水压力，保证隧道运营的安全，减少了病害处治，有效避免了由于病害整治造成人力物力的浪费；其中初期支护(1.1)，在铺设防水层之前应对初期支护表面的渗漏水，外漏的突出物及表面凹凸不平进行处理；防水板(1.2)采用防水板作业台车铺设，由拱部两侧进行，环向焊缝施工时由下坡方向的防水板压住上坡方向的防水板，纵向焊缝则由下部防水板压住上部防水板，防水板(1.2)采用超声波热熔焊接与土工布表面固定，使防水板与热塑性垫圈融化粘结为一体；环向排水管(1.3)设置在防水层和初期支护之间，采用双壁打孔波纹管；土工布通过射钉平顺的固定在初期支护(1.1)表面上，纵向排水管(1.5)沿隧道初期支护表面环向布置，并且与环向排水管(1.3)连通；纵向排水沟(1.6)采用混凝土浇筑，与横向排水管(1.7)连接；横向排水管(1.8)采用PVC管设置在仰拱填充层内，与环向排水管(1.3)，纵向排水沟(1.7)连通；中心排水沟(1.8)纵向设置在隧道中心底部，与横向排水管(1.8)连通；

所述溶洞引排水系统(2)能够排出溶洞中的水流，不改变溶洞原有的排水体系，保证隧道安全合理的穿越溶洞；开挖引水洞(2.2)，使得引水洞(2.2)两端与溶洞(2.1)连接，在距离引水洞入口一定位置设置跌水槽(2.6)，在引水洞底部设置跌水槽(2.7)，然后在引水洞(2.2)侧壁上铺设防水层(2.5)，预防溶洞水侵蚀隧底结构；处理溶洞前先将危石清理干净，并对溶洞顶板做锚喷网支护，锚杆采用砂浆锚杆并布置钢筋网，然后采用浆砌片石(2.3)对溶洞进行回填，阻止溶洞中排水对隧道造成影响，避免衬砌开裂，并在浆砌片石两侧采用混凝土(2.4)支护，保证浆砌片石(2.3)的稳定；实现对隧道穿越溶洞时对溶洞的排水，并且不改变溶洞原有的排水体系，保证了隧道不受溶洞(2.1)排水的影响，同时避免了排水管的堵塞，保证了隧道合理的穿越溶洞；

所述仰拱排水系统(3)用来排出隧道下部的地下水，其中仰拱填充层(3.1)布置在仰拱二次衬砌上方，采用混凝土填充，保证将上部荷载传递给下方仰拱(3.2)；仰拱(3.2)采用钢筋混凝土结构，位于仰拱填充层(3.1)下方，分为初期支护和仰拱二次衬砌，通过仰拱(3.2)将由仰拱填充层(3.1)传递的上部荷载传递给地下岩体；环向排水管(3.3)布置在仰拱初期支护外侧，采用双壁打孔波纹管，并且环向排水管(3.3)上有渗水口，与竖向引水管(3.4)连接；

竖向引水管(3.4)沿隧道横向间隔设置，下方与穿过隧道仰拱二次衬砌和初期支护与环向排水管(3.3)连接，上方与横向排水管(3.5)连接；横向排水管(3.5)布置在隧道仰拱填充层内，靠近隧道二次衬砌的一端封堵，另一端与中心排水沟(1.8)连通，中间与竖向引水管(3.4)连通，在隧道横向对称布置；上述系统将隧道底部的地下水排出，保证了隧道下部的稳定；

所述支护系统(4)用来支护溶洞壁，保持溶洞结构的稳定；首先对溶洞内的危石进行清理，在隧道与溶洞相交部分的溶洞顶板进行锚喷网支护，其中锚杆机构采用砂浆锚杆，通过梅花排列方式插入围岩内与溶洞壁形成一个整体，由下而上进行施工，保证溶洞(2.1)的稳定；在垂直于锚杆机构(4.1)的锚杆的轴线设置钢筋网，沿锚杆轴线方向设置多层钢筋网(4.2)，钢筋网固定在锚杆机构上；并且在隧道溶洞壁上喷射混凝土，形成混凝土支护层(4.3)增加溶洞顶面的稳定。