本發(fā)明主要涉及土木建筑施工領(lǐng)域，具體是一種礦山法隧道預(yù)制裝配式臨時(shí)排水系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在富水巖溶地層地區(qū)或者富水土巖結(jié)合地層地區(qū)采用礦山法修建隧道時(shí)，在拱部初支噴射混凝土封閉后，而拱底噴射混凝土相對(duì)滯后，上面拱部的水力通道被封堵，常會(huì)在隧道拱腳(底板與拱部結(jié)合面)較弱處出現(xiàn)大量涌水。特別是在富水土巖結(jié)合地層，如果拱腳落在土巖結(jié)合面層上，涌水量將會(huì)更大。由于土巖結(jié)合面處于原結(jié)合面水力通道處，長(zhǎng)期受到地下水浸泡，巖土物理力學(xué)性質(zhì)變得更加軟弱，地下水和開(kāi)挖廢渣在施工時(shí)受到機(jī)械行走、工作人員來(lái)往走動(dòng)等擾動(dòng)，會(huì)帶來(lái)大量難以清理的泥漿，不僅給施工作業(yè)帶來(lái)不便，而且拱底長(zhǎng)期受水浸泡還可能會(huì)給結(jié)構(gòu)造成安全隱患，因此急需設(shè)置快速臨時(shí)排水系統(tǒng)將地下水抽排至洞外。

針對(duì)上述問(wèn)題，目前常見(jiàn)的做法是設(shè)置多級(jí)泵站采用機(jī)械接力排水。工作面積水采用移動(dòng)式潛水泵抽至就近泵站或臨時(shí)集水坑內(nèi)，其余已施工地段隧道滲(涌)水經(jīng)隧道內(nèi)側(cè)溝自然匯積到泵站水池內(nèi)或臨時(shí)集水坑內(nèi)，由固定排水泵站將積水經(jīng)排水管路抽排至上一級(jí)排水泵站水池內(nèi)，如此由固定式排水泵站接力將洞內(nèi)積水抽排至洞外，經(jīng)污水處理池處理后排放；臨時(shí)集水坑設(shè)置根據(jù)匯水段水量大小而定。在隧道洞身土石界面處有水滲出或涌出的，為避免沖刷地層浸泡拱腳，還可以在距離兩側(cè)拱腳80～100cm的距離人工開(kāi)挖V型排水溝，縱向坡度與線路坡度相同，對(duì)排水溝采用砂漿抹面防止地下水進(jìn)一步下滲軟化隧道內(nèi)臨時(shí)路基。

然而傳統(tǒng)的臨時(shí)排水系統(tǒng)存在施工工效低、效果差等缺點(diǎn)，尤其是在富水粘土-巖溶地層中，地下水出水點(diǎn)多、分布廣，上述傳統(tǒng)方法無(wú)法及時(shí)將出水點(diǎn)滲(涌)水及時(shí)排出，仍會(huì)出現(xiàn)臨時(shí)道路泥濘、地基及拱腳被水浸泡軟化的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決目前礦山法隧道已開(kāi)挖段臨時(shí)排水系統(tǒng)施工速度慢、排水效果差、隧道拱腳和地基受水浸泡軟化等技術(shù)問(wèn)題，尤其是針對(duì)隧道洞身出水點(diǎn)較多、分布面廣等隧道臨時(shí)排水系統(tǒng)快速施工技術(shù)方面的不足，本發(fā)明結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)，從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，提供一種礦山法隧道預(yù)制裝配式臨時(shí)排水系統(tǒng)，

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

礦山法隧道預(yù)制裝配式臨時(shí)排水系統(tǒng)，包括多個(gè)節(jié)段式預(yù)制排水短槽，多個(gè)節(jié)段式預(yù)制排水短槽之間通過(guò)預(yù)制連接件依次連接組成U型敞口式集排水通道，在集排水通道的末端通過(guò)預(yù)制連接件連接預(yù)制排水口，集排水通道中的地下水通過(guò)預(yù)制排水口排入到集水井中。

優(yōu)選地，所述預(yù)制連接件中間為波紋管，波紋管兩側(cè)設(shè)置與預(yù)制排水短槽相配合的端頭。

優(yōu)選地，所述預(yù)制排水口的前端是與預(yù)制連接件相配合的端頭，后端是底部開(kāi)口的漏斗狀圓錐形出水口。

優(yōu)選地，所述預(yù)制排水短槽前端設(shè)置若干個(gè)凸起的卡扣和榫頭，后端設(shè)置可與卡扣配合的卡槽以及可與榫頭配合的凹槽，預(yù)制連接件兩端的端頭結(jié)構(gòu)與預(yù)制排水短槽相同，預(yù)制排水口前端頭結(jié)構(gòu)與預(yù)制排水短槽前端頭相同。

優(yōu)選地，所述預(yù)制排水短槽上邊沿設(shè)置有帶坡度的側(cè)翼。

優(yōu)選地，所述側(cè)翼與預(yù)制排水短槽側(cè)壁夾角為105°，U型敞口式集排水管道的底部為120°圓弧。

優(yōu)選地，所述預(yù)制排水短槽側(cè)壁上設(shè)置有若干排小孔，預(yù)制排水短槽內(nèi)壁設(shè)置與小孔配合的濾網(wǎng)。

優(yōu)選地，所述小孔為2排，所述濾網(wǎng)采用不銹鋼材料。

優(yōu)選地，最前端預(yù)制排水短槽上安裝有保護(hù)套。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明可有效解決在富水巖溶地區(qū)或富水土巖結(jié)合地層地區(qū)采用礦山法修建隧道時(shí)地下水涌量大，來(lái)不及施做臨時(shí)排水溝造成的排水不暢、臨時(shí)道路泥濘等問(wèn)題；能夠極大的提高臨時(shí)排水系統(tǒng)的施工效率，減少隧道內(nèi)的積水，降低地基及拱腳因受水浸泡軟化而造成的安全風(fēng)險(xiǎn)；并且該預(yù)制裝配式臨時(shí)排水系統(tǒng)成本低、可以周轉(zhuǎn)使用，能顯著降低隧道施工中的安全文明措施費(fèi)用。

2、本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)方便實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化配套連接，方便流水化生產(chǎn)和預(yù)制拼裝施工。

3、本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)使得各連接件之間構(gòu)成緊密、牢固和密封的連接，能夠有效防止水流通過(guò)連接縫隙向外流出。

4、本發(fā)明的保護(hù)套可防止地下水混合泥沙等進(jìn)入到排水短槽端頭的卡槽開(kāi)孔中，防止后續(xù)再鋪設(shè)預(yù)制排水短槽的連接不暢。

附圖說(shuō)明

附圖1為預(yù)制排水短槽前端主視圖；

附圖2為預(yù)制排水短槽前端側(cè)視圖；

附圖3為附圖2中A-A處剖面圖；

附圖4為預(yù)制排水短槽后端主視圖；

附圖5為預(yù)制排水短槽后端側(cè)視圖；

附圖6為附圖4中B-B處剖面圖；

附圖7為附圖5中C-C處剖面圖；

附圖8為預(yù)制連接件主視圖；

附圖9為附圖8中D-D處剖面圖；

附圖10為預(yù)制排水短槽與預(yù)制連接件相互連接的剖面圖；

附圖11為預(yù)制排水口主視圖；

附圖12為預(yù)制排水口俯視圖；

附圖13為保護(hù)套主視圖；

附圖14為附圖13中E-E處剖面圖。

附圖中所示標(biāo)號(hào)：

1、預(yù)制排水短槽；101、側(cè)翼；102、前端頭；1021、卡扣；1022、榫頭；103、U型槽；1031、小孔；104、后端頭；1041、卡槽；1042、凹槽；2、預(yù)制連接件；201、波紋管；3、預(yù)制排水口；301、出水口；4、保護(hù)套。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所限定的范圍。

如附圖1～14所示，本發(fā)明提供了一種可用于礦山法隧道快速施工的預(yù)制裝配式臨時(shí)排水系統(tǒng)技術(shù)方案。該預(yù)制裝配式臨時(shí)排水系統(tǒng)為預(yù)制拼裝的敞口排水管道，包括節(jié)段式預(yù)制排水短槽1、預(yù)制連接件2、預(yù)制排水口3和保護(hù)套4。根據(jù)施工進(jìn)尺和集水井設(shè)置情況，多個(gè)節(jié)段式預(yù)制排水短槽1和預(yù)制連接件2組成長(zhǎng)距離集排水通道，在集排水通道的末端，由預(yù)制連接件2連接預(yù)制排水口3，集排水通道中的地下水隨坡度流動(dòng)，經(jīng)過(guò)預(yù)制排水口3排入到集水井中。該預(yù)制裝配式臨時(shí)排水管道根據(jù)估算的隧道涌水量大小，可按照截面尺寸分為不同型號(hào)供合理選用。

本發(fā)明中預(yù)制排水短槽1由PVC管材制作而成，中間部分橫截面呈薄壁U型，并且在U型槽的上邊沿有側(cè)翼101相連接，側(cè)翼101與U型槽103槽壁夾角為105°，U型槽103的底部為120°圓弧。預(yù)制排水短槽1的前端頭102截面加厚，并設(shè)置若干個(gè)凸起的卡扣1021和榫頭1022。預(yù)制排水短槽1的后端頭104截面同樣加厚，并設(shè)置若干個(gè)開(kāi)孔的卡槽1041和銑出來(lái)的凹槽1042。預(yù)制排水短槽1的前端頭102和后端頭104用于與預(yù)制連接件2相連接。節(jié)段式預(yù)制排水短槽1的長(zhǎng)度是固定的，以方便流水化生產(chǎn)和預(yù)制拼裝施工。

為了保證隧道中的地下水能順暢的收集到集排水通道中，除了每節(jié)段預(yù)制排水短槽1均設(shè)置帶坡度的側(cè)翼101以外，在預(yù)制排水短槽1的U型槽103槽壁上部設(shè)置2排帶濾網(wǎng)的小孔1031，濾網(wǎng)采用不銹鋼材料，不銹鋼濾網(wǎng)貼在預(yù)制排水短槽1的內(nèi)側(cè)，不銹鋼濾網(wǎng)與預(yù)制排水短槽1的薄壁PVC管材通過(guò)膠水粘接固定。

預(yù)制連接件2由兩個(gè)加厚的PVC材料U型端頭和U型截面波紋管201固定連接而成，預(yù)制連接件2中加厚的PVC材料U型端頭與預(yù)制排水短槽1的前、后端頭相同，以方便標(biāo)準(zhǔn)化配套連接。U型截面波紋管201用于調(diào)節(jié)兩段預(yù)制排水短槽1之間的坡度差異，并適應(yīng)一些隧道內(nèi)臨時(shí)道路的變形。同樣的，預(yù)制連接件2的前后端頭設(shè)有若干個(gè)卡扣1021、榫頭1022、卡槽1041、凹槽1042。

預(yù)制排水口3由PVC管材制作而成，由一個(gè)與預(yù)制排水短槽1相同的PVC材料前端頭102、U型槽103和底部開(kāi)口的漏斗狀圓錐形出水口301相連接而成。前端頭102、U型槽103的構(gòu)造與預(yù)制排水短槽1相同。底部開(kāi)口的漏斗狀圓錐形出水口301將收集的地下水集中排放到集水井中，通過(guò)集水井中的潛水泵將地下水抽排至洞外。

預(yù)制排水短槽1、預(yù)制連接件2和預(yù)制排水口3之間相連接時(shí)，均是將一個(gè)構(gòu)件的前端頭102和另外一個(gè)構(gòu)件的后端頭104連接而成。前端頭102的卡扣1021與后端頭104的卡槽1041一一對(duì)應(yīng)，卡扣1021插入卡槽1041中時(shí)，前端頭102的榫頭1021與后端頭104的凹槽1042也正好咬合，構(gòu)成緊密、牢固和密閉的連接，可有效防止水流通過(guò)連接縫隙向外流出。

保護(hù)套4由塑料材料制成，用于封閉保護(hù)最前端一段預(yù)制排水短槽1的截面，防止地下水混合泥沙等進(jìn)入到預(yù)制排水短槽1端頭的卡槽1041開(kāi)孔中，引起后續(xù)再鋪設(shè)預(yù)制排水短槽1的連接不暢。

施工時(shí)，首先，測(cè)量集水井至掌子面的距離S，根據(jù)該距離估算需要的預(yù)制排水短槽1數(shù)量和預(yù)制連接件2數(shù)量。假設(shè)預(yù)制排水短槽1長(zhǎng)度為L(zhǎng)，預(yù)制連接件2長(zhǎng)度為O，那么需要的預(yù)制排水短槽1和預(yù)制連接件2數(shù)量可以估算為：

然后，在隧道拱腳向外約30cm～50cm處開(kāi)挖導(dǎo)溝，以便放置預(yù)制排水短槽1，開(kāi)挖順序是從集水井向掌子面方向推進(jìn)。

接著，通過(guò)預(yù)制連接件2，將預(yù)制排水口3、預(yù)制排水短槽1依次連接好，形成一個(gè)集排水通道。如圖10所示，在連接上述組件時(shí)，將預(yù)制排水口3前端頭102的卡扣1021和預(yù)制連接件2的卡槽1041對(duì)準(zhǔn)，卡扣1021和卡槽1041連接鎖死之后，兩個(gè)截面上的榫頭1022和凹槽1042也正好咬合，保證了連接的密閉性。預(yù)制連接件2的波紋管201可以有效調(diào)節(jié)兩個(gè)預(yù)制排水短槽1之間的坡度差，并且可以適應(yīng)一定距離的伸長(zhǎng)和縮短。連接好的集排水通道末端為預(yù)制排水口3，將底部開(kāi)口的漏斗狀圓錐形出水口301擱置在集水井上方，將預(yù)制排水管道鋪設(shè)在開(kāi)挖的導(dǎo)溝中，集排水管道的前端用保護(hù)套4連接好。

隧道內(nèi)臨時(shí)路面上的積水、側(cè)壁和拱腳的滲漏水大部分可以沿著預(yù)制排水短槽有坡度的側(cè)翼101流到連接而成的集排水通道中，另外一部分則通過(guò)U型槽103側(cè)壁上帶有濾網(wǎng)的小孔1031流入到連接而成的集排水通道中。因而，隧道內(nèi)的地下水可以快速的通過(guò)臨時(shí)排水溝排到集水井中，經(jīng)沉淀后最終被潛水泵抽排至洞外。

隨著隧道向洞內(nèi)開(kāi)挖推進(jìn)，當(dāng)隧道進(jìn)尺向前推進(jìn)距離超過(guò)L+O的長(zhǎng)度時(shí)，為了及時(shí)進(jìn)行排水，可將集排水管道前端的保護(hù)套4打開(kāi)，通過(guò)一個(gè)新的預(yù)制連接件2與一段新的預(yù)制排水短槽1連接，并將新的預(yù)制排水短槽1前端用保護(hù)套4蓋上進(jìn)行保護(hù)，使預(yù)制集排水管道延伸。隨著開(kāi)挖面的不斷推進(jìn)，按照上述方法不斷連接新的預(yù)制排水短槽1，可有效保障隧道內(nèi)新開(kāi)挖斷面涌出的地下水及時(shí)排出洞外。