一種隧道中心排水管及其鋪設方法與流程
2023-04-26 04:47:56
本發明涉及排水管件領域，尤其涉及一種隧道中心排水管及其鋪設方法。
背景技術：
隨著國家基礎設施建設力度的不斷加強，各種隧道建設工程數量也逐漸增多，相應的，關於隧道結構病害的數量、規模以及種類也呈上升趨勢。其中，鐵路隧道結構的主要病害包括：襯砌滲漏水、襯砌開裂及底部結構損壞，其比例約佔所有病害的97％，其中，隧道底部結構病害類型又可分為多種，如鋪底破壞、翻漿冒泥、側溝破損等，此類病害的產生與結構底部排水方案的優劣存在直接聯繫。
目前，隧道排水採用主要方案為側溝加中心排水管排水，中心排水管的位置可位於仰拱結構上部(仰拱填充混凝土內)或仰拱結構下部。雖然中心排水管位於仰拱結構上部的方案能夠將隧道上部結構外側的水排出，中心排水管位於仰拱結構下部的方案除了能將隧道上部結構外側的水排出，還能進一步將隧道底部結構外側的水排出，對減少隧道底部滲漏水及次生病害的發生具有顯著作用。然而上述方案在施做過程中存在工序繁雜、中心排水管不易定位、洩水孔堵塞導致排水不暢等問題，對隧道排水的效果產生不利影響。
具體的，現有隧道排水方案中，中心排水管為預製鋼筋混凝土圓管，為了使圓形中心排水管在仰拱結構面上或中心排水溝中保持穩定，需要在放置中心排水管前施做帶有圓弧的中心排水管的管座，這種措施不但增加了工程量和混凝土凝結時間，其起到的效果也經常達不到預期，其主要原因在於：
1、工序繁雜。施工工程中，由於施工人員對方案排水機理的認識不足，經常省略中心排水管管座的施做步驟，將中心排水管直接放置在仰拱結構面上或中心排水溝內，造成中心排水管的滾動，在後續施工過程中難以定位，無法保持中心排水管的平直或梯度，影響了排水效果；
2、易引起中心排水管洩水孔的堵塞。對於中心排水管在仰拱結構下部的方案，即便施做了管座，在後續施工過程中，圓形中心排水管在管座上易發生轉動，如管上的洩水孔轉到與管座接觸的位置，將造成洩水孔的封堵，使中心排水管的透水能力降低。
因此，有必要提供一種新的隧道中心排水管以及鋪設方法，使其在保證正常排水的同時能夠簡化施工步驟。
技術實現要素：
本發明針對上述現有技術中存在的技術問題，提供了一種隧道中心排水管及其鋪設方法，通過排水管截面形狀的變化使隧道底部中心排水溝的施做步驟得以簡化，並且可以省略中心排水管管座的施做，將中心排水管放置在仰拱結構平面或溝槽底部平面上即可進行下一步工序。同時避免了中心排水管的轉動，使其能夠在後續施工過程中保持穩定、平直及高程要求，防止洩水孔的堵塞，由此保證了中心排水管的透水能力。
本發明為解決上述技術問題所採用的技術方案如下：
一方面，提供了一種隧道中心排水管，包括鋼筋混凝土管體，所述管體橫截面為拱形，且所述管體底部為平面；所述管體設置在仰拱結構上部；所述管體頂部呈弧形，所述弧形的弧度與所述仰拱結構頂面弧度相同，且所述弧形的管體頂部與所述仰拱結構頂面抵接；所述管體底部沿垂直於所述管體長度方向，分別向所述管體兩側延伸有第一翼板和第二翼板，且所述第一翼板以及第二翼板上分別設置有至少一個供固定件穿過的預製孔，所述固定件用於將所述管體固定在所述仰拱結構的下表面上。
優選的，所述固定件為膨脹螺栓，所述管體底部與所述仰拱結構的下表面抵接；所述第一翼板以及第二翼板均沿所述管體的長度方向延伸，且所述預製孔沿所述管體長度方向均勻間隔設置，其間距為2-3m。
優選的，所述管體上開設有至少一個與導水管連通的預留孔，所述導水管用於將所述隧道中的積水輸送到所述管體內排出；以及至少一個洩水孔，用於供所述仰拱結構中的積水進入到所述排水管中排出。
優選的，所述管體、第一翼板以及第二翼板一體成型，且所述管體和/或第一翼板和/或第二翼板中沿所述管體長度方向嵌設有若干縱向鋼筋；所述管體中沿所述管體長度方向嵌設有若干與所述管體橫截面形狀相適配的箍筋，且每一所述箍筋所在的平面均與所述管體長度方向垂直。
另一方面，還提供了另外一種隧道中心排水管，包括鋼筋混凝土管體，所述管體橫截面為拱形，所述管體底部為平面；且所述管體設置在位於仰拱結構底部中心下方的溝槽內。
優選的，所述溝槽內部兩側壁以及底部內表面上均噴射有混凝土，形成第一側壁混凝土層、第二側壁混凝土層以及底部混凝土層；所述管體設置在所述溝槽的底部混凝土層上。
優選的，所述管體與所述底部混凝土層之間還設有C20混凝土找平層，所述管體的底部與所述C20混凝土找平層抵接。
優選的，所述第一側壁混凝土層和/或第二側壁混凝土層上開設有供透水盲管穿過的導孔；所述管體上開設有與所述導孔位置匹配的預留孔；所述透水盲管穿過所述導孔和預留孔，用於將所述隧道中的積水輸送到所述管體內排出；所述管體上還開設有至少一個洩水孔，用於供所述仰拱結構以及隧道底部結構中的積水進入到所述排水管中排出。
優選的，所述管體中沿所述管體長度方向嵌設有若干縱向鋼筋；所述管體中沿所述管體長度方向嵌設有若干與所述管體橫截面形狀相適配的箍筋，且每一所述箍筋所在的平面均與所述管體長度方向垂直。
優選的，所述管體外部包裹有土工布，所述土工布表面塗抹有水泥砂漿；所述溝槽頂部從上而下鋪設有聚氨酯保溫板以及C20保溫混凝土，且所述C20保溫混凝土將所述管體封閉在所述溝槽內；且所述管體與所述溝槽之間的空隙填充有級配碎石。
另一方面，還提供一種上述隧道中心排水管的鋪設方法，其包括如下步驟：
S1、採用鋼筋混凝土施做所述仰拱結構以及管體，並等待所述鋼筋混凝土凝結達到規定強度；
S2、在所述仰拱結構的下表面上開設固定孔；
S3、將所述管體底部與所述仰拱結構的下表面抵接，將所述管體頂部與所述仰拱結構頂面抵接，且使所述預製孔與所述固定孔對齊；
S4、將所述固定件依次穿過所述固定孔以及預製孔，將所述管體固定在所述仰拱的下表面上；
S5、將所述導水管與所述預留孔連通，並在完成所述導水管的固定後澆築仰拱填充混凝土。
另一方面，還提供一種上述隧道中心排水管的鋪設方法，其包括如下步驟：
S1、採用鋼筋混凝土施做所述混凝土管體，並挖出所述溝槽；
S2、在所述溝槽內部兩側壁以及底部內表面上均噴射混凝土，分別形成第一側壁混凝土層、第二側壁混凝土層以及底部混凝土層；並待各所述混凝土層凝結並達到規定強度；
S3、在所述溝槽底部採用C20混凝土找平，形成所述C20混凝土找平層，並待所述C20混凝土找平層凝結並達到規定強度；
S4、將外部包裹有所述土工布的管體放置在所述C20混凝土找平層上，且使所述管體的底部與所述C20混凝土找平層抵接；
S5、將所述透水盲管穿過所述導孔和預留孔，使其連通所述管體內部，並在所述土工布外表面上塗抹水泥砂漿；
S6、在所述管體與溝槽之間的空隙內內填充級配碎石，並在溝槽頂部由上而下依次鋪設所述聚氨酯保溫板以及C20保溫混凝土，並使所述C20保溫混凝土將所述管體封閉在所述溝槽內；
S7、在所述溝槽上方施做所述仰拱結構，使所述溝槽位於所述仰拱結構的底部中心下方，且所述溝槽的開口端朝向所述仰拱結構的底部。
本發明的技術方案所取得的技術效果如下：
1、簡化工序。本發明的隧道中心排水管截面形狀不同於現有的隧道中心排水管，可使隧道底部中心排水溝的施做步驟得以簡化，並省略中心排水管管座的施做，將中心排水管放置在仰拱結構平面或溝槽底部平面上即可進行下一步工序。
2、保證了中心排水管的穩定與排水效果。由於本發明的隧道中心排水管截面形狀的變化，避免了中心排水管的轉動，使其能夠在後續施工過程中保持穩定、平直及高程要求，防止洩水孔的堵塞，由此保證了中心排水管的透水能力。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例一中設置在仰拱結構上部的隧道中心排水管的橫截面示意圖；
圖2為本發明實施例一中隧道中心排水管設置在仰拱結構上部的配套示意圖；
圖3為本發明實施例一中設置在仰拱結構上部的隧道中心排水管的鋪設方法流程圖；
圖4為本發明實施例二中設置在仰拱結構下部溝槽中的隧道中心排水管的橫截面示意圖；
圖5為本發明實施例二中隧道中心排水管設置在仰拱結構下部溝槽的配套示意圖；
圖6為本發明實施例二設置在仰拱結構下部溝槽的隧道中心排水管的鋪設方法流程圖。
具體實施方式
本發明針對現有技術中隧道中心排水管在施做過程中存在工序繁雜、中心排水管不易定位、洩水孔堵塞導致排水不暢等問題，對隧道排水的效果產生不利影響的缺陷，提供了一種隧道中心排水管及其鋪設方法。其核心思想是：將現有的橫截面為圓形的中心排水管進行改進，使其橫截面變為拱形，且還可從排水管管體底部向兩側延伸出翼板，由此使得隧道底部中心排水溝的施做步驟得以簡化，並省略中心排水管管座的施做，將中心排水管放置在仰拱結構平面或溝槽底部平面上即可進行下一步工序。同時，由於本發明的隧道中心排水管截面形狀的變化，避免了中心排水管的轉動，使其能夠在後續施工過程中保持穩定、平直及高程要求，防止洩水孔的堵塞，由此保證了中心排水管的透水能力。
實施例一：
如圖1所示，本發明的隧道中心排水管包括鋼筋混凝土管體100，所述管體100橫截面為拱形，且所述管體100底部為平面，所述管體頂部1呈弧形。同時，所述管體底部2沿垂直於所述管體長度方向，分別向所述管體100兩側延伸有第一翼板3和第二翼板4。由此，所述管體100與所述第一翼板3和第二翼板4構成的整體橫截面大致為「Ω」，因此其不易發生晃動和轉動，可省略管座的設置，簡化工序。
本實施例中，如圖2所示，所述管體100設置在仰拱結構200上部；所述頂部1的弧度與所述仰拱結構頂面弧度相同，且所述弧形的管體頂部1與所述仰拱結構頂面抵接，以此來防止所述管體100的晃動或轉動；進一步的，所述第一翼板3上設置有至少一個供固定件6穿過的預製孔5，同樣的，所述第二翼板4上分別設置有至少一個供固定件6』穿過的預製孔5』，所述固定件6用於將所述管體100的底部2固定在所述仰拱結構200的下表面7上。所述預製孔5,5』可沿所述管體長度方向均勻間隔設置，其間距可根據管體100的尺寸進行調整，本實施例中，所述預製孔5,5』的間距優選為2-3m。
本實施例中，所述固定件6優選為膨脹螺栓，且為進一步防止所述管體100相對所述仰拱結構200發生晃動或轉動，所述管體底部2與所述仰拱結構200的下表面7抵接，由此使得所述管體100的頂部1與底部2分別於所述仰拱結構200的頂面以及下表面7緊貼，防止其發生晃動或轉動。
同時，所述管體100上開設有至少一個與導水管400連通的預留孔8，所述導水管400用於將所述隧道中的積水輸送到所述管體100內排出；以及至少一個洩水孔9(如圖1所示)，用於供所述仰拱結構200中的積水進入到所述管體100中排出。需要說明的是，所述導水管400、預留孔8以及洩水孔9的數量為兩個以上時，可沿所述管體100的中心軸線X對稱設置，以保證對隧道左右兩側的均勻排水。優選的，所述導水管400為輕便耐用的PVC管。
進一步的，所述管體100、第一翼板3以及第二翼板4可一體成型，以減少連接、安裝的工序。同時，如圖1所示，為加固管體，所述管體100和/或第一翼板3和/或第二翼板4中沿所述管體長度方向嵌設有若干縱向鋼筋10；所述管體100中沿所述管體長度方向嵌設有若干與所述管體橫截面形狀相適配的箍筋11，且每一所述箍筋11所在的平面均與所述管體長度方向垂直。
進一步的，本實施例還提供了一種上述隧道中心排水管的鋪設方法，如圖3所示，其包括如下步驟：
S1、採用鋼筋混凝土施做所述仰拱結構200以及管體100，並等待所述鋼筋混凝土凝結達到規定強度；
S2、在所述仰拱結構200的下表面7上開設固定孔；
S3、將所述管體底部2與所述仰拱結構200的下表面7抵接，將所述管體頂部1與所述仰拱結構頂面抵接，且使所述預製孔5,5』與所述固定孔對齊；
S4、將所述固定件6,6』依次穿過所述固定孔以及預製孔5,5』，將所述管體100固定在所述仰拱結構200的下表面7上；
S5、將所述導水管400與所述預留孔8連通，並在完成所述導水管400的固定後澆築仰拱填充混凝土。
實施例二：
如圖4所示，本發明的隧道中心排水管只包括鋼筋混凝土管體100』，所述管體100』橫截面為拱形，且所述管體底部2』為平面。同樣，所述管體100』的橫截面非傳統的圓形，因此其不易發生晃動和轉動，可省略管座的設置，簡化工序。
如圖5所示，所述管體100』設置在位於仰拱結構200底部中心下方的溝槽500內。
所述溝槽500內部兩側壁以及底部內表面上均噴射有混凝土，形成第一側壁混凝土層12、第二側壁混凝土層13以及底部混凝土層14；所述管體100』設置在所述溝槽500的底部混凝土層14上。
優選的，為使所述管體100』平穩放置，所述管體100』與所述底部混凝土層14之間還設有C20混凝土找平層15，且所述管體100』的底部2』與所述C20混凝土找平層15抵接。
為便於排水，所述第一側壁混凝土層13和第二側壁混凝土層14上分別開設有至少一個供透水盲管16穿過的導孔17，17』；對應的，所述管體100』上開設有與所述導孔17，17』位置匹配的預留孔18，18』；所述透水盲管16穿過所述導孔17，17』和預留孔18，18』，用於將所述隧道中的積水輸送到所述管體內排出；所述管體100』上還開設有至少一個洩水孔9』，用於供所述仰拱結構以及隧道底部結構中的積水進入到所述管體100』中排出。需要說明的是，所述透水盲管16、導孔17，17』、預留孔18，18』以及洩水孔9』的數量為兩個以上時，可沿所述管體100』的中心軸線X』對稱設置，以保證對隧道左右兩側的均勻排水。優選的，所述透水盲管16為輕便耐用的PVC管。
同樣的，為加固管體，如圖4所示，所述管體100』中沿所述管體長度方向嵌設有若干縱向鋼筋10』；所述管體100』中沿所述管體長度方向嵌設有若干與所述管體橫截面形狀相適配的箍筋11』，且每一所述箍筋11』所在的平面均與所述管體長度方向垂直。
同時，所述管體100』外部包裹有土工布19，且所述土工布19表面塗抹有水泥砂漿，以對所述管體100』起到進一步的加固和保護作用。
為對所述管體100』進行保溫，避免其凍裂，所述溝槽500頂部從上而下鋪設有聚氨酯保溫板20以及C20保溫混凝土21，且所述C20保溫混凝土20將所述管體100』封閉在所述溝槽500內；進一步的，還在所述管體100』與所述溝槽500之間的空隙填充有級配碎石22，以對所述管體100』進行定位，防止其晃動或轉動。
同樣，本實施例還提供了一種上述隧道中心排水管的鋪設方法，如圖6所示，其包括如下步驟：
S1、採用鋼筋混凝土施做所述管體100』；並挖出所述溝槽500；
S2、在所述溝槽500內部兩側壁以及底部內表面上均噴射混凝土，形成第一側壁混凝土層12、第二側壁混凝土層13以及底部混凝土層14；並待各所述混凝土層凝結並達到規定強度；
S3、在所述溝槽500底部採用C20混凝土找平，形成所述C20混凝土找平層15，並待所述C20混凝土找平層15凝結並達到規定強度；
S4、將外部包裹有所述土工布19的管體100放置在所述C20混凝土找平層15上，且使所述管體100』的底部與所述C20混凝土找平層15抵接；
S5、將所述透水盲管16穿過所述導孔17,17』和預留孔18，18』，使其連通所述管體100』內部，並在所述土工布19外表面上塗抹水泥砂漿；
S6、在所述管體100』與溝槽500之間的空隙內內填充級配碎石22，並在溝槽頂部由上而下依次鋪設所述聚氨酯保溫板20以及C20保溫混凝土21，並使所述C20保溫混凝土21將所述管體100』封閉在所述溝槽500內；
S7、在所述溝槽500上方施做所述仰拱結構300，使所述溝槽500位於所述仰拱結構300的底部中心下方，且所述溝槽500的開口端朝向所述仰拱結構300的底部。
綜上所述，本發明的隧道中心排水管截面形狀不同於現有的橫截面為圓形的隧道中心排水管，可使隧道底部中心排水溝的施做步驟得以簡化，並省略中心排水管管座的施做，將中心排水管放置在仰拱結構平面或溝槽底部平面上即可進行下一步工序，由此簡化了工序。同時，由於本發明的隧道中心排水管截面形狀的變化，避免了中心排水管的轉動，使其能夠在後續施工過程中保持穩定、平直及高程要求，防止洩水孔的堵塞，由此保證了中心排水管的透水能力。
本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬體來完成，也可以通過程序來指令相關的硬體完成，所述的程序可以存儲於一種計算機可讀存儲介質中，上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁碟或光碟等。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。