【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于隧道工程，具体涉及一种用于模拟隧道渗漏水病害的进排水试验平台及系统。
技术介绍
1、运营隧道由于早期设计或者施工质量或自然灾害等诸多因素的影响，随着时间推移，隧道的衬砌结构出现了不同类型的病害或缺陷，如拱墙开裂、渗漏水、衬砌背后脱空等，给承载结构的稳定性和安全性以及司乘人员的人身财产安全造成了极大隐患。地下水是导致隧道病害问题较为严重的因素之一。渗漏水对隧道内的电力、通信、消防等设备会造成不同程度的腐蚀或损坏，长期会影响设备正常运行，增加隧道维护成本。
2、目前已有的用于模拟隧道渗漏水病害的进排水试验系统，一般是如下两种：一是采用监测系统法；二是采用三维地质力学模型试验系统；当前方法存在如下问题1.很难实现降雨量与排水量的同步监测，从而获得降雨强度和排水量之间的相关关系。2.试验加载使隧道结构产生裂纹，裂纹扩展形成新的渗漏水通道。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于模拟隧道渗漏水病害的进排水试验平台及系统统，考虑了隧道周围是一个基于连通器原理的地下水分布场，更符合工程实际。
2、专利技术采用以下技术方案：一种用于模拟隧道渗漏水病害的进排水试验平台，包括：隧道结构，进水系统和排水系统，其中：
3、隧道结构，在前后纵向上分段施工，相邻的各段间形成环向施工缝；且隧道结构的各段在环向上分块施工，相邻的两块间形成纵向施工缝；环向施工缝和纵向施工缝用作渗漏水通道，将漏水导入隧道结构内；
4、进水系统，用于提供模拟漏水，
5、排水系统，用于将隧道结构洞内和外的漏水导出。
6、进一步地，在隧道结构外的左右两侧，且不贴合隧道结构，在左侧设置有第一左墙和第二左墙，右侧设置有第一右墙和第二右墙；
7、第一左墙和第二左墙左右间隔排布，两墙间的空间为排水沟槽；第二右墙和第一右墙左右间隔排布，第二右墙和第一右墙间的空间为进水沟槽；第二左墙和隧道建构间形成第一空间，第二右墙和隧道建构间形成第二空间；在所第一空间和第二空间的前后两端均设置有端墙；第一空间和第二空间用作隧道结构的漏水承接区。
8、进一步地，在各环向施工缝内埋设多个预埋环向铜管，多个预埋环向铜管沿环向施工缝的走向间隔排布，各预埋环向铜管一端朝向隧道结构外侧，另一端朝向隧道洞内侧；
9、在各纵向施工缝内埋设多个预埋纵向铜管，多个预埋纵向铜管沿纵向施工缝的走向间隔排布，各预埋纵向铜管的一端朝向隧道结构外侧，另一端朝向隧道洞内侧。
10、进一步地，隧道结构的底板下方设置有底板透水通道，底板透水通道为碎石垫层或多个pvc管道，当为多个pvc管道时，多个pvc管道在纵向方向上间隔排布，各pvc管道左右向设置，且其左右端延伸至其所在侧的隧道底板的边缘；底板透水通道用于将隧道结构洞内、第一空间和第二空间的漏水由左短导入排水沟槽。
11、进一步地，进水系统包括：多根纵向水位控制管、多根竖向进水管、多根顶部竖向进水管、多根预埋进水管和多根隧道顶部横向进水管，其中：
12、多根隧道顶部横向进水管，设置于隧道结构外的顶部，各隧道顶部横向进水管均水平设置，且左右端横跨隧道结构，左端为敞口状；多个隧道顶部横向进水管沿隧道结构的纵向方向间隔排布；
13、多根纵向水位控制管，均纵向设置于第二右墙内，长度与第二右墙的纵向长度相一致；多根纵向水位控制管沿第二右墙的上下方向间隔排布，且上端和下端的纵向水位控制管位于第二右墙的上下；
14、多个竖向进水管，长短不一，均竖直设置于第二右墙内，且下端位于第二右墙的下端，多个竖向进水管沿第二右墙的前后间隔排布，且最短的竖向进水管位于前端，且上端延伸至最下端的纵向水位控制管处，并相连通；
15、由前到后，竖向进水管长度依次增长，相邻的竖向进水管长度差为相邻的两个纵向水位控制管的间距，各竖向进水管上端延伸至对应的纵向水位控制管处，并相连通；
16、多根顶部竖向进水管，长度相等，均竖直设置于第二右墙内，且与竖向进水管交错排布，各顶部竖向进水管的上端延伸至第二右墙的上部，与对应位置的隧道顶部横向进水管的右端相连通，用于向隧道顶部横向进水管输送水。
17、进一步地，排水系统为多个预埋排水管，均水平且左右向设置于第二左墙内，在上下方向上间隔排布，在前后纵向方向上间隔排布。
18、进一步地，除去与其相连接的纵向水位控制管，各竖向进水管和顶部竖向进水管在竖直方向上穿过各纵向水位控制管。
19、进一步地，在第一右墙内设置有竖直向的预埋进水管，且沿第一右墙的前后走向间隔排布；预埋进水管为l型，其个数与竖向进水管和顶部竖向进水管的个数相同，其水平段延伸至第二右墙内，用于向竖向进水管和顶部竖向进水管供水；各预埋金属管可同时或分批供水，以向不同竖向高度处的纵向水位控制管供水。
20、本专利技术还公开了一种用于模拟隧道渗漏水病害的进排水试验系统，包括进水系统和排水系统，多根纵向水位控制管、多根竖向进水管、多根顶部竖向进水管、多根预埋进水管和多根隧道顶部横向进水管，其中：
21、多根隧道顶部横向进水管，设置于隧道结构外的顶部，各隧道顶部横向进水管均水平设置，且左右端横跨隧道结构，左端为敞口状；多个隧道顶部横向进水管沿隧道结构的纵向方向间隔排布；
22、多根纵向水位控制管，均纵向设置于第二右墙内，长度与第二右墙的纵向长度相一致；多根纵向水位控制管沿第二右墙的上下方向间隔排布，且上端和下端的纵向水位控制管位于第二右墙的上下；
23、多个竖向进水管，长短不一，均竖直设置于第二右墙内，且下端位于第二右墙的下端，多个竖向进水管沿第二右墙的前后间隔排布，且最短的竖向进水管位于前端，且上端延伸至最下端的纵向水位控制管处，并相连通；
24、由前到后，竖向进水管长度依次增长，相邻的竖向进水管长度差为相邻的两个纵向水位控制管的间距，各竖向进水管上端延伸至对应的纵向水位控制管处，并相连通；
25、多根顶部竖向进水管，长度相等，均竖直设置于第二右墙内，且与竖向进水管交错排布，各顶部竖向进水管的上端延伸至第二右墙的上部，与对应位置的隧道顶部横向进水管的右端相连通，用于向隧道顶部横向进水管输送水；
26、排水系统为多个预埋排水管，均水平且左右向设置于第二左墙内，在上下方向上间隔排布，在前后纵向方向上间隔排布。
27、进一步地，各竖向进水管和顶部竖向进水管均与用于供水的预埋金属管相连接。
28、本专利技术的有益效果是：1.考虑了隧道周围是一个基于连通器原理的地下水分布场，隧道底板下部是一个地下水透水通道，隧道顶部同样通过布设水管使隧道左右两侧水位保持平衡，这样更符合工程实际。2.考虑了纵向分层水位标高控制，这样避免了从隧道顶部“大水漫灌”的缺点，在隧道模型的周围岩土体中注水时可以根据实际水位分布情况做到精细化模拟。
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1.一种用于模拟隧道渗漏水病害的进排水试验平台，其特征在于，包括：隧道结构(1)，进水系统和排水系统，其中：
2.如权利要求1所述的一种用于模拟隧道渗漏水病害的进排水试验平台，其特征在于，在所述隧道结构(1)外的左右两侧，且不贴合隧道结构(1)，在左侧设置有第一左墙(6-1)和第二左墙(6-2)，右侧设置有第一右墙(7-1)和第二右墙(7-2)；
3.如权利要求2所述的一种用于模拟隧道渗漏水病害的进排水试验平台，其特征在于，在各环向施工缝内埋设多个预埋环向铜管(2)，多个预埋环向铜管(2)沿环向施工缝的走向间隔排布，各所述预埋环向铜管(2)一端朝向隧道结构外侧，另一端朝向隧道洞内侧；
4.如权利要求3所述的一种用于模拟隧道渗漏水病害的进排水试验平台，其特征在于，所述隧道结构(1)的底板下方设置有底板透水通道(11)，所述底板透水通道(11)为碎石垫层或多个PVC管道，当为多个PVC管道时，多个PVC管道在纵向方向上间隔排布，各PVC管道左右向设置，且其左右端延伸至其所在侧的隧道底板的边缘；所述底板透水通道(11)用于将隧道结构(1)洞内、第一空
5.如权利要求4所述的一种用于模拟隧道渗漏水病害的进排水试验平台，其特征在于，所述进水系统包括：多根纵向水位控制管(13)、多根竖向进水管(15)、多根顶部竖向进水管(14)、多根预埋进水管(5)和多根隧道顶部横向进水管(8)，其中：
6.如权利要求5所述的一种用于模拟隧道渗漏水病害的进排水试验平台，其特征在于，所述排水系统为多个预埋排水管(4)，均水平且左右向设置于第二左墙(6-2)内，在上下方向上间隔排布，在前后纵向方向上间隔排布。
7.如权利要求6所述的一种用于模拟隧道渗漏水病害的进排水试验平台，其特征在于，除去与其相连接的纵向水位控制管(13)，各所述竖向进水管(15)和顶部竖向进水管(14)在竖直方向上穿过各纵向水位控制管(13)。
8.如权利要求7所述的一种用于模拟隧道渗漏水病害的进排水试验平台，其特征在于，在所述第一右墙(7-1)内设置有竖直向的预埋进水管(5)，且沿所述第一右墙(7-1)的前后走向间隔排布；所述预埋进水管(5)为L型，其个数与竖向进水管(15)和顶部竖向进水管(14)的个数相同，其水平段延伸至第二右墙(7-2)内，用于向竖向进水管(15)和顶部竖向进水管(14)供水；各所述预埋金属管(5)可同时或分批供水，以向不同竖向高度处的纵向水位控制管(13)供水。
9.一种用于模拟隧道渗漏水病害的进排水试验系统，其特征在于，包括进水系统和排水系统，多根纵向水位控制管(13)、多根竖向进水管(15)、多根顶部竖向进水管(14)、多根预埋进水管(5)和多根隧道顶部横向进水管(8)，其中：
10.如权利要求9所述的一种用于模拟隧道渗漏水病害的进排水试验系统，其特征在于，各所述竖向进水管(15)和顶部竖向进水管(14)均与用于供水的预埋金属管(5)相连接。
...【技术特征摘要】
1.一种用于模拟隧道渗漏水病害的进排水试验平台，其特征在于，包括：隧道结构(1)，进水系统和排水系统，其中：
2.如权利要求1所述的一种用于模拟隧道渗漏水病害的进排水试验平台，其特征在于，在所述隧道结构(1)外的左右两侧，且不贴合隧道结构(1)，在左侧设置有第一左墙(6-1)和第二左墙(6-2)，右侧设置有第一右墙(7-1)和第二右墙(7-2)；
3.如权利要求2所述的一种用于模拟隧道渗漏水病害的进排水试验平台，其特征在于，在各环向施工缝内埋设多个预埋环向铜管(2)，多个预埋环向铜管(2)沿环向施工缝的走向间隔排布，各所述预埋环向铜管(2)一端朝向隧道结构外侧，另一端朝向隧道洞内侧；
4.如权利要求3所述的一种用于模拟隧道渗漏水病害的进排水试验平台，其特征在于，所述隧道结构(1)的底板下方设置有底板透水通道(11)，所述底板透水通道(11)为碎石垫层或多个pvc管道，当为多个pvc管道时，多个pvc管道在纵向方向上间隔排布，各pvc管道左右向设置，且其左右端延伸至其所在侧的隧道底板的边缘；所述底板透水通道(11)用于将隧道结构(1)洞内、第一空间和第二空间的漏水由左短导入排水沟槽(9)。
5.如权利要求4所述的一种用于模拟隧道渗漏水病害的进排水试验平台，其特征在于，所述进水系统包括：多根纵向水位控制管(13)、多根竖向进水管(15)、多根顶部竖向进水管(14)、多根预埋进水管(5)和多根隧道顶部横向进水管(8)，其中：
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【专利技术属性】
技术研发人员：牛富生，崔臻，胡洋，王华，陈海军，焦露琳，张懿，刘榆嵩，杨朝帅，郑若泓，卫心怡，李达强，王光辉，宋妍，林春刚，段瑞扬，陈亚豪，陆伟宁，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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