隧道工程的集中泄水装置及其泄水方法

1.本技术涉及隧道工程技术领域，具体公开了隧道工程的集中泄水装置及其泄水方法。


背景技术：

3.近年来新型隧道衬砌结构，如双连拱隧道、多连拱隧道、不对称连拱隧道、小净距隧道等的出现，以及道路等级的普遍快速提高，对隧道工程的防排水提出了更高要求。地下工程的防排水一直是困扰地下工程界的老大难问题，经过长时间的建设实践，隧道工程界已经形成综合运用“防、截、堵、排”相结合的处理措施。“防”即要求隧道衬砌、防水层具有防水能力，防止地下水透过防水层、衬砌结构渗入洞内；“排”，即隧道应有通畅的排水设施，将村砌背后、路面结构层下的积水引入洞内中心水沟或路侧边沟排走，排出衬砌背后的积水，能减小或消除衬砌背后的水压力，排得越好，村砌渗漏水的几率就越小，防水也就更容易，排出路面结构层下的积水，能防止路面冒水、翻浆、接头破坏；“截”，即对易于渗漏到隧道的地表水,应采用设置截(排水沟、清除积水填水坑注地、渗漏点等措施“堵”针对隧道有渗漏水的地段，采用注浆、喷涂、堵水墙等方法，将地下水堵在围岩体内。
4.在对隧道工程的防排水设计中，一般都会对地表水地下水同时进行适当处理以让洞内外形成一个完整通畅的防排水系统目前，隧道工程大都采用复合式衬砌，即村砌结构包括初期支护与二次村砌。
5.在洞内，与衬砌结构相适应的隧道工程防排水技术近年来也得到了很大发展，在港道洞内仍然是防水层防水，在初期支护与二次衬砌之间设置防排水层，主要是土工布、排水板和防水板，将水导入各种排水管，与之配套使用的还有弹簧半圆管、止水带、止水条以及盲管和盲沟等。但是，这些排水方法和排水装置，对隧道渗漏水现象未能得到很好解决，尤其是在地下水丰富地区建设隧道工程，很少能做到衬砌不漏水、不滴水、不渗水，由此而带来的隧道工程渗漏水治理在很多隧道工程中花费了相当数量的人力和财力。“十隧九漏”正是说明了隧道渗漏水的广泛性和普遍性。而且，在富水地段，隧道工程施工过程中所出现大面积渗水、漏水乃至涌水恶化了施工作业环境。
6.造成隧道工程渗漏水的原因是多方面的，其中一个主要原因是围岩含水量大时，地下水大量从初期支护渗出后，不能迅速通过防排水层引入排水管，从而在初期支护与防排水层间集结，形成较大水压，因为水压力的不断积累，加之现有的防排水方法不可能在施工中做到面面俱到滴水不漏。水就会通过施工过程中防排水层的薄弱环节渗到二衬后面，然后在二村后面积累水压，到一定程度就会从二村薄弱环节渗出或者流出，一旦形成渗漏水的通道，水就会源源不断通过该通道外渗；
7.就目前而言，常采用的方式是在钻设泄水导排孔至围岩水层，将围岩内的水经泄水导排孔引出，然而，对于软弱地层区域，钻设泄水导排孔后，由于围岩软弱，泄水导排孔的孔壁容易坍塌，不仅影响泄水功能，还影响围岩的稳定性，鉴于此，发明人提出隧道工程的集中泄水装置以及专用于该集中泄水装置的泄水方法。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于解决了传统的泄水导排孔的孔壁容易坍塌进而影响泄水功能的问题。
9.为了达到上述目的，本发明提供以下基础方案：
10.隧道工程的集中泄水装置，其特征在于：还包括开在支护上的连接孔，所述连接孔与围岩层连通，所述连接孔内均可拆卸连接有泄水组件；
11.泄水组件包括与连接孔快速连接的固定件、开在在固定件上的安装孔和安装在安装孔内的泄水管；
12.所述泄水管沿着泄水管的轴线方向周向均匀开有若干条状排水槽，泄水管两侧均设置有弹簧，所述弹簧的自由端设有压块，所述压块上设有可折叠滤网结构，弹簧压缩后压块可通过安装孔；
13.所述固定件位于围岩层一侧的顶面设有与压块配合实现压块固定的固定槽，所述固定槽设有用于可折叠滤网结构振动的弹簧板。
14.本基础方案的原理及效果在于：
15.1.与现有技术相比，本装置结构简单，构思巧妙，本装置在安装上比较方便和简单，开在支护上的连接孔，所述连接孔与围岩层连通，所述连接孔内均可拆卸连接有泄水组件，通过连接孔实现对泄水组件的固定，使得泄水组件可以稳定的固定在围岩层中，即使孔壁容易坍塌，也不会影响泄水组件的使用，解决了传统的泄水导排孔的孔壁容易坍塌进而影响泄水功能的问题。
16.2.与现有技术相比，本装置在泄水组件的拆卸上具备优势，由于传统的泄水装置会对支护造成损坏，本装置仅仅在支护开有连接孔，连接孔为小创面设计，可以减少对支护的损坏，并且后期需要拆卸泄水组件时，由于泄水组件与连接孔为可拆卸连接，可以更加方便泄水组件的拆卸，便于操作。
17.3.与现有技术相比，泄水管沿着泄水管的轴线方向周向均匀开有若干条状排水槽，利用条状排水槽实现竖向排水，相比于传统孔状排水，可以避免排水孔被堵塞的问题，使得排水更加顺利，即使传统的泄水导排孔的孔壁容易坍塌，也不会影响泄水功能。
18.4.与现有技术相比，本装置在压块上设有可折叠滤网结构，设置有压块，实现泄水管的稳定安装，设置有可折叠滤网结构可避免碎石颗粒落入排水槽中，利用可折叠滤网结构起到阻挡作用，实现排水槽的正常排水效果。
19.5.与现有技术相比，本装置为了更好的固定住泄水管，设置了压块和固定件位于围岩层一侧的顶面设有与压块配合实现压块固定的固定槽，所述固定槽设有用于可折叠滤网结构振动的弹簧板，当压块到位后，弹簧复位使得可折叠滤网结构展开，使得可折叠滤网结构起到防阻挡效果，利用转动，使得压块配合好固定槽，强化泄水管的安装与固定，当强化泄水管的固定之后，进一步设有弹簧板，利用弹簧板可压缩和复位的效果，使得可折叠滤网结构振动，进而清楚位于可折叠滤网结构上的损石颗粒，进而确保排水槽的泄水效果。
20.6.与现有技术相比，本装置的排水效果不受到围岩层的质地，不受到围岩层颗粒的影响，当支护强度足够，本装置的强度就足够。
21.进一步，所述连接孔为正方形连接孔，所述连接孔的四周均设有与连接孔连通的容纳口，所述固定件为正方形块体，所述正方形块体的四周均设有可卡入容纳口的凸块，所
述固定件一部分插入连接孔置于围岩层中，一部分置于支护下方，所述凸块的底部和与容纳口接触的侧壁分别设有第一填充孔和第二填充孔，所述第一填充孔和第二填充孔连接。
22.进一步，所述第一填充孔内填充有连接胶，所述连接胶从第二填充孔流出后填充于在凸块与容纳口之间。
23.进一步，所述可折叠滤网结构为半圆形滤网结构，所述可折叠滤网结构包括安装在压块上的弧形板和设置在弧形板与泄水管外壁之间之间的滤网本体，滤网本体的内侧固接在泄水管上，所述滤网本体的外侧与弧形板内侧固接，弹簧复位后，可折叠滤网结构展开，滤网本体覆盖泄水管与安装孔之间的缝隙。
24.进一步，所述弹簧安装在排水槽之间的泄水管外壁上，弧形板展开有组成圆形板封堵泄水管与安装孔之间的缝隙，所述排水槽的内部设有连接点，所述连接点用于连接滤网本体的内侧。
25.进一步，所述固定件位于围岩层一侧的顶面为梯形面，所述梯形面包括顶部面和梯腰面，所述顶部面位于梯腰面下方，位于顶部面上的连接孔位于梯形面最低点位置。
26.为了进一步展示本装置，本案还提供了隧道工程的集中泄水装置的泄水方法：
27.s01：预估围岩层含水量，确定连接孔以及泄水组件数量，将固定件插入到连接孔中，利用填充机往第一填充孔填充填充剂，填充剂从第二填充流出，等待填充剂固定后固定固定件的位置；
28.s02：按住弹簧将压块和泄水管顺着安装孔的方向插入到围岩层中，泄水管插入一定距离后，停止插入，转动泄水管固定泄水管；
29.s03：当可折叠滤网结构出现围岩层颗粒阻挡，拉动置于支护下方的泄水管，使得弹簧板压缩，当弹簧板复位后可将围岩层颗粒从可折叠滤网结构上清除；
30.s04：随着工程的进展，当需要清除泄水组件，在第一填充孔填充可与填充剂产生化学反应的消除剂，等待一段时间后，取下固定件以及泄水管，最后填补位于支护上的连接孔即可。
31.进一步，在步骤so1中，在现场施工时，在位于支护下方的泄水管与安装孔之间的缝隙上设有挡板。
32.进一步，在步骤so2中，当感受到弹簧复位时，停止泄水管插入；当感受到泄水管存在明显下移动作时，停止泄水管转动。
33.进一步，步骤so2中的泄水管的插入以及泄水管的转动均为人手安装。
附图说明
34.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。
35.图1示出了本技术实施例提出的隧道工程的集中泄水装置的支护安装示意图；
36.图2示出了本技术实施例提出的隧道工程的集中泄水装置的连接孔的安装示意图；
37.图3示出了本技术实施例提出的隧道工程的集中泄水装置的固定件的安装示意
图；
38.图4示出了本技术实施例提出的隧道工程的集中泄水装置中固定件和泄水管的结构示意图；
39.图5示出了本技术实施例提出的隧道工程的集中泄水装置中弹簧的安装示意图；
40.图6示出了本技术实施例提出的隧道工程的集中泄水装置中固定槽以及弹簧板的安装位置示意图；
41.图7示出了本技术实施例提出的隧道工程的集中泄水装置中的弹簧板的结构示意图。
具体实施方式
42.为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
43.说明书附图中的附图标记包括：围岩层1、支护2、连接孔4、容纳口6、固定件7、第一填充孔8、安装孔9、填充剂10、第二填充孔11、泄水管12、条状排水槽13、压块14、固定槽15、滤网本体16、弧形板18、弹簧19、接触板20、连接弹簧21。
44.实施例如图1-图7所示：
45.隧道工程的集中泄水装置，如图1和图2所示，包括设置隧道内顶部的支护2，还包括开在支护2上的连接孔4，连接孔4与围岩层1连通，连接孔4内均可拆卸连接有泄水组件；
46.如图3和图4所示，泄水组件包括与连接孔4快速连接的固定件7、开在在固定件7上的安装孔9和安装在安装孔9内的泄水管12；
47.具体的：连接孔4为正方形连接孔4，连接孔4的四周均设有与连接孔4连通的容纳口6，固定件7为正方形块体，正方形块体的四周均设有可卡入容纳口6的凸块，固定件7一部分插入连接孔4置于围岩层1中，一部分置于支护2下方，凸块的底部和与容纳口6接触的侧壁分别设有第一填充孔8和第二填充孔11，第一填充孔8和第二填充孔11连接，第一填充孔8内填充有连接胶，连接胶从第二填充孔11流出后填充于在凸块与容纳口6之间。
48.利用连接胶实现固定件7与连接孔4的固定，由于使用了连接胶固定，整个泄水组件的强度只受到支护2的影响，与围岩层1无关，即使泄水管12位于围岩层1中部分出现倾斜，也不会影响泄水管12的使用；
49.关于泄水管12，如图4所示：泄水管12沿着泄水管12的轴线方向周向均匀开有若干条状排水槽13，利用条状排水槽13实现竖向排水，相比于传统孔状排水，可以避免排水孔被堵塞的问题，使得排水更加顺利。
50.由于泄水管12是安装在安装孔9中，因此为了泄水管12的稳定安装，如图5所示，泄水管12两侧均设置有弹簧19，弹簧19的自由端设有压块14，压块14上设有可折叠滤网结构，弹簧19压缩后压块14可通过安装孔9；
51.具体的：可折叠滤网结构为半圆形滤网结构，可折叠滤网结构包括安装在压块14上的弧形板18和设置在弧形板18与泄水管12外壁之间之间的滤网本体16，滤网本体16的内侧固接在泄水管12上，滤网本体16的外侧与弧形板18内侧固接，弹簧19复位后，可折叠滤网结构展开，滤网本体16覆盖泄水管12与安装孔9之间的缝隙，弹簧19安装在排水槽之间的泄水管12外壁上，弧形板18展开有组成圆形板封堵泄水管12与安装孔9之间的缝隙，排水槽的
内部设有连接点，所述连接点用于连接滤网本体16的内侧。
52.具体的：安装泄水管12时，用手按压压块14，使得弹簧19收缩后，进入安装孔9，当顶部的安装孔9穿出后，由于限制弹簧19的力消失，弹簧19复位，使得压块14朝两侧移动，进而将可折叠滤网结构展开，并且，由于压块14的位置发生改变，就可以利用压块14的位置来稳定泄水管12的位置，避免泄水管12的掉落；
53.为了进一步加强泄水管12的稳定安装，如图6所示，固定件7位于围岩层1一侧的顶面设有与压块14配合实现压块14固定的固定槽15，具体的：当压块14复位后，泄水管12不会掉落后，转动泄水管12，使得压块14落在固定槽15中，此时的泄水管12无法再转动，说明泄水管12安装完毕；
54.由于本结构是利用排水槽实现泄水，利用滤网本体16阻挡损石颗粒进入排水槽中，因此，在一定时间的使用后，滤网本体16上会覆盖损石颗粒，虽然不影响排水，但是会影响排水效果，因此，如图7所示，固定槽15设有用于可折叠滤网结构振动的弹簧19板。
55.具体的：当出现排水效果差的时候，用手拉动泄水管12，使得弹簧19板向下移动，然后松手，使得弹簧19板复位，弹簧19板复位产生朝上的作用力，使得压块14朝上，进而作用在滤网本体16上，使得位于滤网本体16上的损石颗粒朝上运动，由于用手拉动泄水管12和松手可以形成周期运动，进而使得滤网本体16产生上下振动，最后可以清除掉位于位于滤网本体16上的损石颗粒，如图7所示，弹簧19板包括连接弹簧21和接触板20，接触板20用于接触压块14底部，连接弹簧21用于实现压缩和复位，产生上下作用力。
56.为了进一步展示本装置，本案还提供了隧道工程的集中泄水装置的泄水方法：
57.s01：预估围岩层1含水量，确定连接孔4以及泄水组件数量，将固定件7插入到连接孔4中，利用填充机往第一填充孔8填充填充剂10，填充剂10从第二填充流出，等待填充剂10固定后固定固定件7的位置；
58.s02：按住弹簧19将压块14和泄水管12顺着安装孔9的方向插入到围岩层1中，泄水管12插入一定距离后，停止插入，转动泄水管12固定泄水管12；
59.s03：当可折叠滤网结构出现围岩层1颗粒阻挡，拉动置于支护2下方的泄水管12，使得弹簧19板压缩，当弹簧19板复位后可将围岩层1颗粒从可折叠滤网结构上清除；
60.s04：随着工程的进展，当需要清除泄水组件，在第一填充孔8填充可与填充剂10产生化学反应的消除剂，等待一段时间后，取下固定件7以及泄水管12，最后填补位于支护2上的连接孔4即可。
61.进一步，在步骤so1中，在现场施工时，在位于支护2下方的泄水管12与安装孔9之间的缝隙上设有挡板。其目的在于：避免填充剂10掉落，进而更好的实现泄水组件与支护2之间的安装。
62.进一步，在步骤so2中，当感受到弹簧19复位时，停止泄水管12插入；当感受到泄水管12存在明显下移动作时，停止泄水管12转动。其目的在于：固定好的泄水管12的位置，当感受到弹簧19复位时且松手后，泄水管12不会掉落，说明弹簧19已经展开，压块14已经朝两侧移动，当泄水管12无法转动且明显下移动作时，说明压块14已经落在固定槽15中，为了使得本结构更加精准，需要弹簧19复位后，在设置固定槽15位置时，确定好压块14的位置，使得压块14能够通过转动顺利落在固定槽15，进而实现泄水管12的固定安装。
63.进一步，步骤so2中的泄水管12的插入以及泄水管12的转动均为人手安装，对于泄
水管12的固定安装而言，需要人手去感知，所以此步安装步骤应当为人工处理。
64.本装置解决了传统的泄水导排孔的孔壁容易坍塌进而影响泄水功能的问题。
65.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：
1.隧道工程的集中泄水装置，包括设置隧道内顶部的支护，其特征在于：还包括开在支护上的连接孔，所述连接孔与围岩层连通，所述连接孔内均可拆卸连接有泄水组件；泄水组件包括与连接孔快速连接的固定件、开在在固定件上的安装孔和安装在安装孔内的泄水管；所述泄水管沿着泄水管的轴线方向周向均匀开有若干条状排水槽，泄水管两侧均设置有弹簧，所述弹簧的自由端设有压块，所述压块上设有可折叠滤网结构，弹簧压缩后压块可通过安装孔；所述固定件位于围岩层一侧的顶面设有与压块配合实现压块固定的固定槽，所述固定槽设有用于可折叠滤网结构振动的弹簧板。2.根据权利要求1所述的隧道工程的集中泄水装置，其特征在于，所述连接孔为正方形连接孔，所述连接孔的四周均设有与连接孔连通的容纳口，所述固定件为正方形块体，所述正方形块体的四周均设有可卡入容纳口的凸块，所述固定件一部分插入连接孔置于围岩层中，一部分置于支护下方，所述凸块的底部和与容纳口接触的侧壁分别设有第一填充孔和第二填充孔，所述第一填充孔和第二填充孔连接。3.根据权利要求2所述的隧道工程的集中泄水装置，其特征在于，所述第一填充孔内填充有连接胶，所述连接胶从第二填充孔流出后填充于在凸块与容纳口之间。4.根据权利要求3所述的隧道工程的集中泄水装置，其特征在于，所述可折叠滤网结构为半圆形滤网结构，所述可折叠滤网结构包括安装在压块上的弧形板和设置在弧形板与泄水管外壁之间之间的滤网本体，滤网本体的内侧固接在泄水管上，所述滤网本体的外侧与弧形板内侧固接，弹簧复位后，可折叠滤网结构展开，滤网本体覆盖泄水管与安装孔之间的缝隙。5.根据权利要求4所述的隧道工程的集中泄水装置，其特征在于，所述弹簧安装在排水槽之间的泄水管外壁上，弧形板展开有组成圆形板封堵泄水管与安装孔之间的缝隙，所述排水槽的内部设有连接点，所述连接点用于连接滤网本体的内侧。6.根据权利要求1所述的隧道工程的集中泄水装置，其特征在于，所述固定件位于围岩层一侧的顶面为梯形面，所述梯形面包括顶部面和梯腰面，所述顶部面位于梯腰面下方，位于顶部面上的连接孔位于梯形面最低点位置。7.根据权利要求2-6任一项所述的隧道工程的集中泄水装置的泄水方法，其特征在于，包括以下步骤：s01：预估围岩层含水量，确定连接孔以及泄水组件数量，将固定件插入到连接孔中，利用填充机往第一填充孔填充填充剂，填充剂从第二填充流出，等待填充剂固定后固定固定件的位置；s02：按住弹簧将压块和泄水管顺着安装孔的方向插入到围岩层中，泄水管插入一定距离后，停止插入，转动泄水管固定泄水管；s03：当可折叠滤网结构出现围岩层颗粒阻挡，拉动置于支护下方的泄水管，使得弹簧板压缩，当弹簧板复位后可将围岩层颗粒从可折叠滤网结构上清除；s04：随着工程的进展，当需要清除泄水组件，在第一填充孔填充可与填充剂产生化学反应的消除剂，等待一段时间后，取下固定件以及泄水管，最后填补位于支护上的连接孔即可。
8.根据权利要求7所述的隧道工程的集中泄水装置的泄水方法，其特征在于，在步骤so1中，在现场施工时，在位于支护下方的泄水管与安装孔之间的缝隙上设有挡板。9.根据权利要求8所述的隧道工程的集中泄水装置的泄水方法，其特征在于，在步骤so2中，当感受到弹簧复位时，停止泄水管插入；当感受到泄水管存在明显下移动作时，停止泄水管转动。10.根据权利要求9所述的隧道工程的集中泄水装置的泄水方法，其特征在于，步骤so2中的泄水管的插入以及泄水管的转动均为人手安装。

技术总结
本发明涉及隧道工程泄水技术领域，具体公开了隧道工程的集中泄水装置及其泄水方法，包括设置隧道内顶部的支护，还包括开在支护上的连接孔，连接孔与围岩层连通，连接孔内均可拆卸连接有泄水组件；泄水组件包括与连接孔快速连接的固定件、开在在固定件上的安装孔和安装在安装孔内的泄水管；泄水管沿着泄水管的轴线方向均匀开有若干条状排水槽，泄水管两侧均设置有弹簧，弹簧的自由端设有压块，压块上设有可折叠滤网结构，弹簧压缩后压块可通过安装孔；固定件位于围岩层一侧的顶面设有与压块配合实现压块固定的固定槽，固定槽设有用于可折叠滤网结构振动的弹簧板，本装置解决了传统的泄水导排孔的孔壁容易坍塌进而影响泄水功能的问题。的问题。的问题。


技术研发人员：陈昆萍 任松 姜德义
受保护的技术使用者：重庆大学产业技术研究院
技术研发日：2023.08.08
技术公布日：2023/10/15