[实用新型]排水式山岭隧道预制衬砌环及衬砌结构

说明书

本实用新型公开了一种排水式山岭隧道预制衬砌环及衬砌结构，预制衬砌环由多个预制管片拼接而成；所述预制管片外表面设置有沿所述预制管片长度方向延伸的槽体，所述槽体内设置有排水管；所述预制管片内表面设置有至少一根沿所述预制管片长度方向延伸的集水管；所述排水管通过多根贯穿所述预制管片的引水管与所述集水管连通；相邻两个预制管片的排水管相互连通，相邻两个预制管片的集水管相互连通。利用本实用新型的结构，高压地下水进入排水盲管经由引水管汇入洞内集水环管，最终汇集于拱脚两侧纵向排水管，纵向排水管上的阀门可根据实际需要灵活控制洞内排水量，最终达到降低衬砌所受水压的目的。

技术领域

本实用新型涉及TBM和盾构隧道建设领域，特别是一种排水式山岭隧道预制衬砌环及衬砌结构。

背景技术

随着大量深埋长大山岭隧道在地下水丰富的地区修建，在隧道设计时不可避免地遇到高水压问题，具有快速、优质、安全、围岩扰动小、节省劳动力、高度机械化、自动化和工期短等特点的隧道掘进机法将会得到重视和获得应用，并将在我国未来铁路建设中成为一种重要的可选工法，大有成为主流之趋势，与之相配的隧道结构多采用装配式预制管片衬砌。

目前，采用传统钻爆法工艺的复合式衬砌对高水压问题的处置技术已非常成熟，主要通过注浆圈堵水和隧道排导系统排水，能够在不影响生态环境的小量排水条件下，有效地降低衬砌外水压力。其排导系统的设计和工艺已然成熟，且有相关规范可循。相对而言，装配式预制衬砌受工艺限制，无法像复合式衬砌一样于衬砌背后设置环、纵向盲沟系统。而城市盾构隧道由于埋深浅、水头低的缘故普遍采用全封闭式结构，对地下水的处置采用“完全堵水”的原则，此类结构在高水压环境可能会造成衬砌结构破坏、严重渗漏水等恶果。既有泄水降压式衬砌结构仍存在两个主要问题：（1）盾尾注浆层渗透率低，将隧道形成封闭式结构，浆液易造成泄水路径不畅，降压效果有限；（2）泄水环外侧设置导水层（多采用陶粒、豆粒石等渗透系数高的材料填充而成）而不进行盾尾注浆，此类结构较普通衬砌环厚度稍大些（填充盾尾间隙），对于封闭式TBM或盾构机造成拼装困难。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种排水式山岭隧道预制衬砌环及衬砌结构，有效降低隧道所受的水土压力。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种排水式山岭隧道预制衬砌环，由多个预制管片拼接而成；所述预制管片外表面（使用时，该外表面与隧道内壁贴合）设置有沿所述预制管片长度方向延伸的槽体，所述槽体内设置有排水管；所述预制管片内表面设置有至少一根沿所述预制管片长度方向延伸的集水管；所述排水管通过多根贯穿所述预制管片的引水管与所述集水管连通；相邻两个预制管片的排水管相互连通，相邻两个预制管片的集水管相互连通。

本实用新型的排水管经引水管汇入集水管。通过集水管可以将地下水引出，从而可以减小隧道所受的水土压力，提高隧道安全性。

所述排水管外壁设置过滤层（排水管包裹于过滤层内）。防止衬砌背后泥沙随水流排泄至洞内排水系统（排水通道）。

所述排水管与所述预制管片之间填充有吸水膨胀颗粒。吸水膨胀颗粒吸水膨胀后，颗粒与颗粒之间可以形成排水通道，且可以有效阻止衬砌背后泥沙随水流排泄至洞内排水系统，起一定的过滤作用，防止产生衬砌背后空洞。

所述引水管上套设有止水环。止水环用于保证引水管与预制管片之间密封。

所述止水环采用吸水膨胀材料制成。便于加工和制造，进一步提高密封性能。

排水管上沿管周均匀开设有通孔（小孔）。便于水渗入管道内。

本实用新型还提供了一种排水式山岭隧道预制衬砌结构，包括多个预制衬砌环；多个所述预制衬砌环沿隧道长度方向设置；所述多个预制衬砌环的集水管均与沿隧道长度方向铺设的出水管连通。

所述出水管上设置有多个阀门，通过控制阀门的开闭，可以控制隧道内的排水量，达到降低衬砌所受水压的目的。