本发明专利技术公开了一种铁路隧道排水结构，包括侧沟和隧道中心深排水沟，侧沟布置在隧道衬砌两侧，隧道中心深排水沟设置在隧道铺底或仰拱层以下，隧道中心深排水沟包括排水涵管和涵管沟槽，排水涵管设置在涵管沟槽中。隧道中心深排水沟主要是在富水或地下水位高以及寒区铁路隧道中使用，是把隧道排水系统设置在隧道铺底或仰拱层以下。在隧道新建时一次将深排水沟施工好，不影响仰拱或铺底层的整体受力，其排水功能为涌向隧道四周的地下水，沿衬砌侧壁或各种盲沟、集永管汇入隧道中心深排水沟内，隧道中心深排水沟起到降低地下水位，使地下水位在基底以下一定高度，保证隧底道床干燥，不受水的侵蚀影响。还公开了该排水结构的施工工艺。
【技术实现步骤摘要】
一种铁路隧道排水结构及其施工工艺
本专利技术属于铁路隧道
，具体涉及一种铁路隧道排水结构及其施工工艺。
技术介绍
随着我国铁路隧道的大量建设，越来越多的隧道基底出现了冻胀、上鼓及翻浆冒泥等病害。调研表明，地下水丰富的铁路隧道道床下常出现翻浆冒泥病害，特别是长度在6km以上且铺设整体道床的隧道，运营期间若出现此病害，受不能中断行车、整治施工窗时间短、整体道床不易维修等苛刻条件限制，治理根除极其困难；另外，寒区铁路隧道受到寒冷气候的影响，容易发生周期性的冻融循环，加载卸载作用将对隧道主体结构尤其是洞口结构造成严重破坏，极易造成隧道衬砌挂冰、道床积冰、底鼓等病害，严重危及行车安全。究其原因，水则是隧道发生冻害及翻浆冒泥的的基本条件。因而，如何消除水对隧道的影响是解决冻胀与翻浆冒泥等病害的关键问题。现有隧道的排水沟都是布置在隧道衬砌两侧，它不仅担负隧道内的各种水的排导，而且隧道外侧围岩中的水也有意识让它流入隧道内再排走，这是不合理的，它不能排除隧道基底部积水，而隧道排水沟不可能不漏不渗，一旦渗漏水，正好进入隧底道床，给基床病害发生提供了很好条件。而且现有隧道的排水沟大多采用承插式或现场预制的混凝土管，由于混凝土管重量大，需要大的机械设备进行吊装才能施工，施工进度较慢，另外，混凝土管抗变形能力差，当隧道基底出现差异沉降后，混凝土管子容易出现开裂，导致隧底漏水，后期容易导致隧底出现下沉及翻浆冒泥病害。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种结构简单、使用方便的铁路隧道排水结构，本专利技术还提供了该铁路隧道排水结构的施工工艺。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种铁路隧道排水结构，其特征在于：包括侧沟和隧道中心深排水沟，所述侧沟布置在隧道衬砌两侧，隧道中心深排水沟设置在隧道铺底或仰拱层以下，侧沟与隧道中心深排水沟连通，隧道中心深排水沟包括排水涵管和涵管沟槽，排水涵管设置在涵管沟槽中。进一步的，所述排水涵管铺设在涵管沟槽中，排水涵管与涵管沟槽之间的空隙用混凝土填筑。进一步的，所述排水涵管为波纹管，波纹管采用热轧碳素钢板、低合金钢板、不锈钢板、耐候钢板或者热镀锌热轧/冷轧钢板经过冷弯加工制成。进一步的，所述排水涵管为分块式拼装结构，排水涵管由多个波纹管组成，相邻波纹管之间采用法兰进行连接。进一步的，所述法兰之间设有密封垫，相邻波纹管之间的法兰用紧固件固定，紧固件处采用专用密封材料密封。进一步的，所述侧沟包括隧底排水管和衬砌背后环形排水盲管，隧底排水管的一端与衬砌背后环形排水盲管连通，隧底排水管的另一端与隧道中心深排水沟的排水涵管连通。进一步的，所述波纹管的表面设有防腐层，防腐层为表面镀锌、镀铝、纳米复合粉末渗锌、多元合金共渗或喷涂复合物涂层，波纹管的管壁内侧设置防冲刷砂浆，所述排水涵管与涵管沟槽之间填筑的混凝土为普通混凝土、灌浆料、或无砂混凝土。进一步的，所述涵管沟槽为倒等腰梯形结构，排水涵管铺设在涵管沟槽中，排水涵管的顶部高于涵管沟槽的上端面。本专利技术还涉及一种铁路隧道排水结构的施工工艺，所述施工工艺包括：a.挖设基槽、混凝土基础施工形成涵管沟槽；b.涵管沟槽合格，测量放线，在涵管沟槽中铺设排水涵管；c.排水涵管管节固定拼装并进行密封固定；d.管道校正，管顶回填。进一步的，所述施工工艺具体包括如下步骤：步骤1.安装排水涵管前检查涵管底部基础平整度、标高及基础预拱度的设置，确定涵洞位置、中心轴线、中点；步骤2.连接安装排水涵管，根据实际情况，排放波纹管，将各个相邻波纹管间法兰上的紧固件进行安装，套上螺母后，预拧紧螺母；步骤3.镶密封垫，用螺丝刀把密封垫镶在两法兰之间，然后开始对称拧紧螺母，直至从外观看两法兰之间只有2～5mm的缝隙即可；步骤4.拧紧螺母，待全部组装完毕后，再逐个拧紧螺母；为保证达到螺栓扭矩的要求值，在用混凝土回填前随机抽取结构上纵缝2％的螺栓，用定扭扳手，定预紧力扭矩340N.m±70N.m进行抽检试验；步骤5.排水涵管外圈搭接处紧固件拧紧并符合要求后，为防止波形钢板板缝和螺栓孔处渗水，在相邻排水涵管连接处和紧固件安装孔处采用专用密封材料密封；以防波纹管连接处渗水步骤6.采用混凝土填筑排水涵管与涵管沟槽之间的空隙，固定排水涵管。采用本专利技术技术方案的优点为：1.本专利技术将隧道排水系统设置在隧道铺底或仰拱层以下，原来的侧沟或中心式水沟保留。在隧道新建时一次将隧道中心深排水沟施工好，不影响仰拱或铺底层的整体受力，其排水功能为涌向隧道四周的地下水，沿衬砌侧壁或各种盲沟、集永管汇入隧道中心深排水沟内(隧道中心深排水沟管节头处设有渗水通路)，即使有少量地下水渗入隧道内，也汇入侧沟经检查井流人隧道中心深排水沟排出，隧道中心深排水沟起到降低地下水位，使地下水位在基底以下一定高度，保证隧底道床干燥，不受水的侵蚀影响。2.本专利技术波纹管结构所用钢板经过波纹成型，增加其刚性的结构，随着弯曲深度的增加，其刚性可增加5～10倍。由于轴向波纹的存在，可以充分发挥受力优势，能在轴向和径向同时分布因荷载引起的应力应变，可以更大程度上分散荷载的应力集中，更好地发挥钢结构的优势，具有优良的受力特征。3.本专利技术波纹管的抗压、抗拉及抗弯性能比混凝土管优良；在冻胀力的作用下，混凝土管抗拉强度低，容易出现开裂病害，而钢制波纹管抗拉强度是混凝土管的上百倍，能够抵抗较大的冻胀力，解决了后期隧道中心混凝土深水沟及混凝土涵洞冻胀开裂的问题。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：图1为本专利技术排水结构示意图；图2为本专利技术波纹管示意图；图3为本专利技术波纹管之间法兰连接示意图；图4为本专利技术波纹管的波形图。上述图中的标记分别为：1、排水涵管；2、涵管沟槽；3、法兰。具体实施方式在本专利技术中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“平面方向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。如图1至图4所示，一种铁路隧道排水结构，其特征在于：包括侧沟和隧道中心深排水沟，所述侧沟布置在隧道衬砌两侧，隧道中心深排水沟设置在隧道铺底或仰拱层以下，侧沟与隧道中心深排水沟连通，隧道中心深排水沟包括排水涵管1和涵管沟槽2，排水涵管1设置在涵管沟槽2中。隧道中心深排水沟主要是在富水或地下水位高、以及寒区铁路隧道中使用，是把隧道排水系统设置在隧道铺底或仰拱层以下，原来的侧沟或中心式水沟保留。在隧道新建时一次将深排水沟施工好，不影响仰拱或铺底层的整体受力，其排水功能为涌向隧道四周的地下水，沿衬砌侧壁或各种盲沟、集永管汇入隧道本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铁路隧道排水结构，其特征在于：包括侧沟和隧道中心深排水沟，所述侧沟布置在隧道衬砌两侧，隧道中心深排水沟设置在隧道铺底或仰拱层以下，侧沟与隧道中心深排水沟连通，隧道中心深排水沟包括排水涵管(1)和涵管沟槽(2)，排水涵管(1)设置在涵管沟槽(2)中。/n
【技术特征摘要】
1.一种铁路隧道排水结构，其特征在于：包括侧沟和隧道中心深排水沟，所述侧沟布置在隧道衬砌两侧，隧道中心深排水沟设置在隧道铺底或仰拱层以下，侧沟与隧道中心深排水沟连通，隧道中心深排水沟包括排水涵管(1)和涵管沟槽(2)，排水涵管(1)设置在涵管沟槽(2)中。
2.如权利要求1所述的一种铁路隧道排水结构，其特征在于：所述排水涵管(1)铺设在涵管沟槽(2)中，排水涵管(1)与涵管沟槽(2)之间的空隙用混凝土填筑。
3.如权利要求2所述的一种铁路隧道排水结构，其特征在于：所述排水涵管(1)为波纹管，波纹管采用热轧碳素钢板、低合金钢板、不锈钢板、耐候钢板或者热镀锌热轧/冷轧钢板经过冷弯加工制成。
4.如权利要求2或3所述的一种铁路隧道排水结构，其特征在于：所述排水涵管(1)为整装或分块式拼装结构，排水涵管(1)由多个波纹管组成，相邻波纹管之间采用法兰(3)进行连接。
5.如权利要求4所述的一种铁路隧道排水结构，其特征在于：所述法兰(3)之间设有密封垫，相邻波纹管之间的法兰(3)用紧固件固定，紧固件处采用专用密封材料密封。
6.如权利要求5所述的一种铁路隧道排水结构，其特征在于：所述侧沟包括隧底排水管(4)和衬砌背后环形排水盲管(5)，隧底排水管(4)的一端与衬砌背后环形排水盲管(5)连通，隧底排水管(4)的另一端与隧道中心深排水沟的排水涵管(1)连通。
7.如权利要求5所述的一种铁路隧道排水结构，其特征在于：所述波纹管的表面设有防腐层，防腐层为表面镀锌、镀铝、纳米复合粉末渗锌、多元合金共渗或喷涂复合物涂层，波纹管的管壁内侧设置防冲刷砂浆，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：马伟斌，郭小雄，付兵先，邹文浩，李尧，王志伟，刘勇，刘阔誉，杜晓燕，安哲立，赵鹏，马超锋，程爱君，李秋菊，张森，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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