[实用新型]高压外水环境下隧洞衬砌底板减压结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高压外水环境下隧洞衬砌底板减压结构。适用于处于地下水位线以下的隧洞工程，尤其是处于高压外水环境下的隧洞工程。

背景技术

地下水是直接影响地下工程安全和稳定的决定性因素，对地下工程的影响主要表现为岩体渗透稳定问题。岩体的渗透稳定不仅包含静水压力和动水压力作用下的结构稳定，还包括岩体的渗透变形，导致岩体中的裂隙发生扩展甚至劈裂，与外部渗透通道连通，引发大量渗漏，工程的渗透稳定性难以满足。在地下水发育区域如何安全、可靠地进行隧洞的施工。不但能够保证隧洞在施工和运行过程中不受地下水的影响，也能够保证隧洞工程区域内的地下水不受施工过程的影响，即如何保证工程区域内的水文地质环境不受或少受施工过程的影响，备受关注。

处于地下水位线以下的隧洞工程，尤其是处于高压外水环境下的隧洞工程，随着施工期的逐渐结束，下降的地下水位将随着封堵工作的开展和隧洞工程的投入运行逐渐得以恢复，隧洞沿线的外水压力分布规律也将随之发生变化，持续增加的外水压力作用必将给隧洞衬砌结构的长期运行安全带来考验。特别是对于地质条件复杂的工程，在高地应力、高外水压力和内水压力共同作用下，围岩的力学特性与浅埋工程是完全不同的，由此直接导致衬砌结构设计的复杂性和特殊性，隧洞运行期的安全性必将成为工程关心的主要问题。

随着地下水位和隧洞断面的增加，隧洞结构本身的承载能力不断下降，为了保证隧洞结构在高外水压力环境下的安全性，隧洞采用透水衬砌结构设计， 即在隧洞衬砌结构周边布置排水孔，减小作用在衬砌结构上的外水压力。但衬砌底板由于受衬砌结构体形的限制，大多为平底，外水承载能力较弱，并且为了避免地下水携带的泥沙堵塞排水孔影响排水效果，因此底板通常不能够布置减压孔，导致在高外水压力环境下底板出现拉应力、混凝土出现裂缝，进而影响整个结构的承载能力。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、施工方便的高压外水环境下隧洞衬砌底板减压结构，以消减作用在衬砌底板外缘的外水压力。

本实用新型所采用的技术方案是：一种高压外水环境下隧洞衬砌底板减压结构，其特征在于：在衬砌底板均匀布置若干减压孔，减压孔从该衬砌底板中部进入下方围岩一定深度，所述减压孔上端连通预留于衬砌底板内且水平布置的排泄通道，排泄通道连通隧洞内的排水管。

所述减压孔深入围岩10～20cm，减压孔孔径70～90mm，减压孔与减压孔之间间距为2～3m。

所述排泄通道的孔径为90～100mm。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种高压外水环境下隧洞衬砌底板减压结构，能够有效消减作用在衬砌底板外缘的外水压力，保证减压效果，增加了类似平底隧洞在高外水压力环境下的适用性，简化了施工工艺，加快了施工进度；并且能够避免外水压力中携带的泥沙堵塞减压孔，保证工程的长期运行。

附图说明

图1为实施例的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例为高压外水环境下隧洞衬砌底板减压结构，包括减压孔3、排泄通道4和排水管2。

在隧洞的衬砌底板1均匀布置若干减压孔3，减压孔3要求从衬砌底板1的中部进入围岩一定深度，一般深度为10～20cm，孔径70～90mm，以保证减压孔3能够与围岩内的渗流场相互作用，消减在衬砌底板1外表面作用的外水压力，

减压孔3间距需根据衬砌底板1宽度确定，间距过大意味着两减压孔断面间的衬砌内的水的排泄能力减弱，导致衬砌混凝土和钢筋受力增加，间距过小影响衬砌结构的完整性，甚至会破坏钢筋。因此减压孔3与减压孔之间间距一般为2～3m，以保证地下水形成的渗流场能够在衬砌底板1形成完整的消减梯度。

由于地下水携带有泥沙，会导致减压孔堵塞，进而影响排水减压效果。因此在衬砌底板1中部布置有排泄通道4，以保证水压能够及时释放，将作用在衬砌结构上的外水压力面力转化为渗透体力，以实现渗透压力的消减。排泄通道4采用预留方式水平布置于衬砌底板1，排泄通道4与位于其下方的减压孔3连通，排泄通道4孔径90～100mm。

排泄通道4与隧洞内的排水管2相连接，将外水排放到排水管中，并定期检测排水管，避免堵塞，影响排水效果。

当然，上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的范围内，做出的变化、添加或替换，都应属于本实用新型的保护范围。