[发明专利]一种分区可调限量排放高水压力隧道压力的抗水压装置

说明书

本发明涉及一种分区可调限量排放高水压力隧道压力的抗水压装置，包括防水结构单元、分区排水单元和信息采集控制单元；防水结构单元包括注浆圈、隧道初衬、防水板和隧道二衬；隧道抗水压段沿轴向方向分为若干分区，分区排水单元包括设置于每个分区的防水板边界处的环向遇水膨胀止水条、分布在每个分区的隧道初衬和防水板之间的多个纵向排水管以及分别用于将每个分区断面所有纵向排水管连接并将每个分区的隧道轴向蓄排水汇集排出的若干环向集水管；信息采集控制单元包括设置于各纵向排水管上的水压监测器、卸压阀和数据处理中心。与现有技术相比，本发明可对隧道进行分区限量排水，既满足各段不同排水需求，又可实时监测水压，按需自动限量排水。

技术领域

本发明属于隧道与地下建筑工程、降排水工程、地质工程、岩土工程技术领域，具体涉及一种分区可调限量排放高水压力隧道压力的抗水压装置。

背景技术

随着我国经济水平的提高和工程能力的增强，在高水压富水区修建山岭隧道已经逐步开展，但地下水的存在对隧道工程存在不利影响，主要表现为对隧道衬砌的侵蚀，会对隧道结构、洞内设施、行车安全、地面建筑等产生多种不良影响。

在隧道施工中，防水工程是最大难题，也是重中之重。常规隧道通常采用全量排放的方式，降低地下水位线，以直接卸除作用在衬砌上的外水压力；而高水压隧道或富水区的隧道由于水压或水量过大，施工难度和影响过大，不宜采用全量排放。但在实际隧道在运行中，往往会由于注浆圈施工质量难以控制渗透性，需要大量排水，进而引发地表塌陷、地下水枯竭以及浪费大量水资源等问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种分区可调限量排放高水压力隧道压力的抗水压装置。能够实现对高水压富水区修建的隧道限量排水的目标，对实现隧道排水工程绿色环保有重大意义。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

本发明第一方面提供一种分区可调限量排放高水压力隧道压力的抗水压装置，包括防水结构单元、分区排水单元和信息采集控制单元；

所述的防水结构单元包括沿径向方向从外到内依次设置的注浆圈、隧道初衬、防水板和隧道二衬；

隧道抗水压段沿轴向方向分为若干分区，所述的分区排水单元包括设置于每个分区的防水板边界处的环向遇水膨胀止水条、沿隧道轴线方向分布在每个分区的隧道初衬和防水板之间的多个纵向排水管、以及分别用于将每个分区断面的所有纵向排水管连接并将每个分区的隧道轴向蓄排水汇集后排出的若干环向集水管；

所述的信息采集控制单元包括设置于每个分区的各纵向排水管上的水压监测器和卸压阀，以及与水压监测器和卸压阀电连接的数据处理中心。

优选地，所述的纵向排水管的管壁上分布有孔洞。

优选地，所述的纵向排水管设置于拱顶、拱腰和仰拱处。

优选地，每个分区中，每个纵向排水管按照1～10m一段依次连接成型。

优选地，隧道抗水压段沿轴向方向每隔30～70m一段作为一个分区。

优选地，所述的分区排水单元还包括法兰和可塑性粘合剂，所述的法兰用于环向集水管从防水板引出穿过防水板，所述的可塑性粘合剂用于填充法兰引出处与防水板之间的空隙。

优选地，所述的可塑性粘合剂选用热熔胶。

优选地，所述的纵向排水管与环向集水管的连接处外包土工布并用细线绑扎。

优选地，所述的卸压阀为自动闸阀。

本发明第二方面提供所述的分区可调限量排放高水压力隧道压力的抗水压装置的使用方法，包括以下步骤：

S1：先完成隧道的开挖与初期支护工作，利用注浆形成的注浆圈实现减水；