[发明专利]一种主动控制压力防水型衬砌及其应用方法

说明书

本发明涉及隧道设计及施工技术领域，本发明涉及隧道设计及施工技术领域，尤其是一种主动控制压力防水型衬砌及其应用方法，防水衬砌本体外设置排水管路，排水管路连接有穿墙管并构成连通，穿墙管贯穿隧道衬砌并汇入隧道内的排水沟内，在穿墙管上设置有泄压装置，泄压装置控制穿墙管与排水沟之间的连通状态。本发明的优点是：1）根据设计压力控制标准，解决外部水位受自然环境影响压力变化较大时，主动排压防止结构本体破坏的一种保护性措施；2）从设计上做到地下水按需排放，即保护生态环境又明确结构设计边界，可有效减少衬砌设计标准包容极端压力状态标准的过度结构加强，减少投资，同时保护结构安全。

技术领域

本发明涉及隧道设计及施工技术领域，尤其是一种主动控制压力防水型衬砌及其应用方法。

背景技术

基础建设项目遍地开花，隧道埋深越来越深，环境保护要求越来越高，在水源涵养地及高等级保护区内需要有效保护地下水，就需要采用防水型衬砌结构。隧道穿越条件越来越复杂，基础资料积累因工程区域跨度大，环境恶劣，历史资料积累较少，通过短期收集及推断确认，保证结构全寿命周期使用安全同时合理节约投资是目前需要解决的一个主要问题。隧道位于群山峻岭中设计水压受周边山脉高差，季节雨水情况等影响，设计边界条件变化极大。按全寿命周期考虑设计结构需要极大加强，但受荷载次数有限，工况使用效率低，投资大，需要在设计中充分利用有效措施。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种主动控制压力防水型衬砌及其应用方法，通过设置排水系统使衬砌外的地下水可汇集后由隧道内的排水沟排出，从而实现衬砌的卸荷，保证衬砌的结构强度并提高其安全系数。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种主动控制压力防水型衬砌，包括衬砌本体，所述衬砌本体支护于隧道外围，其特征在于：所述衬砌本体外设置排水管路，所述排水管路连接有穿墙管并构成连通，所述穿墙管贯穿所述隧道并汇入所述隧道内的排水沟内，在所述穿墙管上设置有泄压装置，所述泄压装置控制所述穿墙管与所述排水沟之间的连通状态。

所述泄压装置包括沿所述穿墙管的水流向依次布置的压力计、可控开关阀及定值压力泄压装置，其中所述压力计用于测量所述穿墙管内的水压力，所述可控开关阀用于控制所述穿墙管与所述排水沟之间的连通状态，所述定值压力泄压装置可根据所述压力计的测量数据连接控制所述可控开关阀的启闭状态。

所述排水管路为布置在所述衬砌本体外的环向排水管及纵向排水管，所述环向排水管和所述纵向排水管相连通并汇集于所述穿墙管。

所述排水管路上设置有单向维护阀。

一种涉及上述的主动控制压力防水型衬砌的应用方法，其特征在于：当衬砌本体外的水压力经压力计的测量达到设定值时，定值压力泄压装置自动打开可控开关阀开启进行自动排水；当衬砌本体外压力减少无需要排水减价时可主动关闭所述可控开关阀停止排水。

通过向单向维护阀内灌入溶解结晶溶液对排水管路进行反向冲洗。

本发明的优点是：1）设计水位压力控制标准，解决外水压力变化较大时，主动拍压防止结构本体破坏的一种保护性措施；2）从设计上做到地下水按需排放，即保护生态环境又明确结构设计边界，可有效减少未满足超过设计年限标准的过度结构加强投资，同时保护结构安全；3）可设定合理压力标准，设备可更换，维修保护便利；4）为隧道电子化管理提供了一个接口。

附图说明

图1为本发明的横断面结构示意图；

图2为本发明的纵断面结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：