本發(fā)明涉及隧道工程，特別涉及一種適用于富水地層的排水洞門結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隧道洞門是隧道洞口用圬工襯砌并加以建筑裝飾的支擋結(jié)構(gòu)物。它聯(lián)系襯砌和路塹，是整個隧道結(jié)構(gòu)的主要組成部分，也是隧道進出口的標志。洞門結(jié)構(gòu)型式包括柱式、耳墻式、臺階式、偏壓式明洞門及單壓式明洞門等，其主要作用在于支擋正面仰坡、洞門端墻背后的水土壓力，保持仰坡穩(wěn)定，并將坡面匯水引離隧道，保證洞口線路的安全。洞門對于確保洞內(nèi)施工安全和隧道正常運營具有重要的作用。

洞門端墻承受洞口端墻背后水土壓力，洞門端墻應(yīng)檢算其墻身截面強度、地基承載能力及穩(wěn)定性等。為減少水壓力對洞門結(jié)構(gòu)的作用，隧道洞門端墻后設(shè)置排水盲溝網(wǎng)，將端墻后地下水引排至隧道排水側(cè)溝。在巖溶水發(fā)育的高山地區(qū)，隧道洞口開挖常揭示大的層狀或股狀涌水，甚至巖溶管道水，隧道洞門結(jié)構(gòu)需承受較大的水土荷載，當端墻背后水無法快速引排出來時，洞門端墻結(jié)構(gòu)將面臨洞門頂部淋水、洞門端墻局部失效、傾覆破壞危險，對運營安全造成極大破壞。

參照圖1和圖2，目前洞門端墻背后采用設(shè)置排水盲溝網(wǎng)來解決排水問題，排水盲溝網(wǎng)由豎向排水盲溝和橫向排水盲溝構(gòu)成，豎向排水盲溝和橫向排水盲溝采用外包土工布的中空塑料排水盲溝，其橫豎間距一般為3m。端墻后橫向排水盲溝以不小于30％的坡度傾向豎向盲溝，排水盲溝在路基面高度處采用排水管(管)排入側(cè)溝。端墻盲溝要求設(shè)中孔，在土體中挖槽埋設(shè)，豎向排水盲溝和橫向排水盲溝采用接頭連接，外鋪土工布(每平米總量不小于300g)，然后澆筑端墻或擋墻結(jié)構(gòu)混凝土。

傳統(tǒng)的洞門端墻盲溝網(wǎng)排水僅適用于端墻背后地下水很少的情況，且存在盲溝布設(shè)施工質(zhì)量差，盲溝引水孔易堵塞，排水盲溝無法檢修與維護等問題。西南山區(qū)巖溶水發(fā)育地區(qū)地下水對隧道建設(shè)與運營常常造成嚴重的破壞，洞口洞門端墻背后的地下水問題對隧道建設(shè)造成了很大影響，一種利于隧道端墻背后地下水排泄的洞門型式成為亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種適用于富水地層的排水洞門結(jié)構(gòu)，以有效引排富水地層的股狀、片狀、管狀涌水，確保洞門端墻后地下水順利引排出去，且便于對排水系統(tǒng)進行檢修與維護，并保證洞門端墻結(jié)構(gòu)受力安全。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的一種適用于富水地層的排水洞門結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置于洞口巖壁外的洞門端墻，其特征是：所述洞口巖壁上間隔設(shè)置排水孔，各排水孔由洞口巖壁向地層內(nèi)延伸；所述洞門端墻的墻背上間隔設(shè)置向后凸出且與洞口巖壁密貼的支撐部，于各支撐部外在洞門端墻墻背與洞口巖壁之間形成排水空間；所述洞門端墻外于底部兩側(cè)設(shè)置排水溝，排水空間底部設(shè)置與排水溝相連通的排水槽；所述洞口巖壁、洞門端墻固定連接形成洞口支擋體系。

本發(fā)明的有益效果是，通過鉆設(shè)排水孔將富水地層層狀或股狀涌水引排至洞門端墻背后，洞門端墻與洞門巖壁之間形成較大的排水空間，可確保洞門端墻背后的地下水順利引排出去，減小洞門傾覆或破壞的風險；預(yù)留排水空間大，運營期間排水通道不易堵塞，通過排水槽檢修人員還可進入洞門端墻背后查看排水系統(tǒng)情況，可方便地對排水系統(tǒng)進行檢修與維護。

附圖說明

本說明書包括如下五幅附圖：

圖1是現(xiàn)有洞門結(jié)構(gòu)中洞門端墻背后排水盲溝布置正面示意圖；

圖2是現(xiàn)有洞門結(jié)構(gòu)中洞門端墻背后排水盲溝布置縱斷面示意圖；

圖3是本發(fā)明一種適用于富水地層的排水洞門結(jié)構(gòu)的正面示意圖；

圖4是本發(fā)明一種適用于富水地層的排水洞門結(jié)構(gòu)的剖面圖；

圖5是本發(fā)明一種適用于富水地層的排水洞門結(jié)構(gòu)的局部剖面圖；

圖中示出構(gòu)件和對應(yīng)的標記：排水管1、豎向排水盲溝2、橫向排水盲溝3、土工布層4、洞門端墻10、排水槽12、排水空間13、支撐部14、消能池15、洞口巖壁20、排水孔21、噴射混凝土層22、土釘23。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

參照圖3和圖4，本發(fā)明的一種適用于富水地層的排水洞門結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置于洞口巖壁20外的洞門端墻10。所述洞口巖壁20上間隔設(shè)置排水孔21，各排水孔21由洞口巖壁20向地層內(nèi)延伸，排水孔21將地層地下水引排，降低地下水位，改善土體的物理力學參數(shù)。所述洞門端墻10的墻背上間隔設(shè)置向后凸出且與洞口巖壁20密貼的支撐部14，于各支撐部14外在洞門端墻10墻背與洞口巖壁20之間形成排水空間13。所述所述洞門端墻10外于底部兩側(cè)設(shè)置集水井11，排水空間13底部設(shè)置與集水井11相連通的排水槽12。所述洞口巖壁20、洞門端墻10固定連接形成洞口支擋體系。通過鉆設(shè)的排水孔21將富水地層水、層狀或股狀涌水引排至洞門端墻10背后，洞門端墻10與洞門巖壁20之間形成較大的排水空間13，可確保洞門端墻10背后的地下水順利引排出去，減小洞門傾覆或破壞的風險，保而且便于對排水系統(tǒng)進行檢修與維護。

參照圖4和圖5，所述洞口巖壁20表面設(shè)置噴射混凝土層22作為防護結(jié)構(gòu)，并橫向、豎向間隔設(shè)置土釘23，各土釘23后部錨入洞口巖壁20后的地層內(nèi)，前部則錨入噴射混凝土層22，或者穿過支撐部14錨入洞門端墻10本體內(nèi)。

參照圖4，所述排水槽12外端口與集水井11之間設(shè)置消能池15。

在高山富水地區(qū)，尤其是巖溶水發(fā)育地區(qū)，常存在洞口段富水、涌水和高壓噴水的情況，一般隧道洞門結(jié)構(gòu)無法有效排泄大量地下水，造成隧道施工或運營期間隧道洞門頂淋水、洞門端墻開裂破壞、中斷運營等危害。通常為解決地下水問題，采用在隧道一側(cè)修建泄水洞的方案，但泄水洞方案施工工期較長，資金投入大。本發(fā)明的一種適用于富水地層的排水洞門結(jié)構(gòu)既可有效解決洞口幾十米范圍的地下水引排問題，又具有施工簡單，避免增設(shè)泄水洞的優(yōu)點，能節(jié)約大量投資，具有顯著的社會經(jīng)濟效益。

以上所述只是用圖解說明本發(fā)明一種適用于富水地層的排水洞門結(jié)構(gòu)的一些原理，并非是要將本發(fā)明局限在所示和所述的具體結(jié)構(gòu)和適用范圍內(nèi)，故凡是所有可能被利用的相應(yīng)修改以及等同物，均屬于本發(fā)明所申請的專利范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種適用于富水地層的排水洞門結(jié)構(gòu)，以有效引排富水地層的股狀、片狀、管狀涌水，確保洞門端墻后地下水順利引排出去，且便于對排水系統(tǒng)進行檢修與維護，并保證洞門端墻結(jié)構(gòu)受力安全。包括設(shè)置于洞口巖壁外的洞門端墻，所述洞口巖壁上間隔設(shè)置排水孔，各排水孔由洞口巖壁向地層內(nèi)延伸。所述洞門端墻的墻背上間隔設(shè)置向后凸出且與洞口巖壁密貼的支撐部，于各支撐部外在洞門端墻墻背與洞口巖壁之間形成排水空間。所述洞門端墻外于底部兩側(cè)設(shè)置排水溝，排水空間底部設(shè)置與排水溝相連通的排水槽。所述洞口巖壁、洞門端墻固定連接形成洞口支擋體系。

技術(shù)研發(fā)人員：楊雄;高楊;趙萬強;曹彧;譚永杰;馬青;何昌國;楊云;柴培璽;賴新軍;劉金松;何洋;岳建楠;鄭長青;楊學中;劉鶴冰;方錢寶;常永濤
受保護的技術(shù)使用者：中鐵二院工程集團有限責任公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.15
技術(shù)公布日：2017.09.29