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

背景技術：

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

針對上述問題，目前常見的做法是設置多級泵站采用機械接力排水。工作面積水采用移動式潛水泵抽至就近泵站或臨時集水坑內，其余已施工地段隧道滲(涌)水經隧道內側溝自然匯積到泵站水池內或臨時集水坑內，由固定排水泵站將積水經排水管路抽排至上一級排水泵站水池內，如此由固定式排水泵站接力將洞內積水抽排至洞外，經污水處理池處理后排放；臨時集水坑設置根據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，還可以在距離兩側拱腳80～100cm的距離人工開挖V型排水溝，縱向坡度與線路坡度相同，對排水溝采用砂漿抹面防止地下水進一步下滲軟化隧道內臨時路基。

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

技術實現(xiàn)要素：

為解決目前礦山法隧道已開挖段臨時排水系統(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問題，尤其是針對隧道洞身出水點較多、分布面廣等隧道臨時排水系統(tǒng)快速施工技術方面的不足，本發(fā)明結合現(xiàn)有技術，從實際應用出發(fā)，提供一種礦山法隧道預制裝配式臨時排水系統(tǒng)，

本發(fā)明的技術方案如下：

礦山法隧道預制裝配式臨時排水系統(tǒng)，包括多個節(jié)段式預制排水短槽，多個節(jié)段式預制排水短槽之間通過預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預制連接件連接預制排水口，集排水通道中的地下水通過預制排水口排入到集水井中。

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

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

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

優(yōu)選地，所述預制排水短槽上邊沿設置有帶坡度的側翼。

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

優(yōu)選地，所述預制排水短槽側壁上設置有若干排小孔，預制排水短槽內壁設置與小孔配合的濾網。

優(yōu)選地，所述小孔為2排，所述濾網采用不銹鋼材料。

優(yōu)選地，最前端預制排水短槽上安裝有保護套。

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)或富水土巖結合地層地區(qū)采用礦山法修建隧道時地下水涌量大，來不及施做臨時排水溝造成的排水不暢、臨時道路泥濘等問題；能夠極大的提高臨時排水系統(tǒng)的施工效率，減少隧道內的積水，降低地基及拱腳因受水浸泡軟化而造成的安全風險；并且該預制裝配式臨時排水系統(tǒng)成本低、可以周轉使用，能顯著降低隧道施工中的安全文明措施費用。

2、本發(fā)明提供的結構方便實現(xiàn)標準化配套連接，方便流水化生產和預制拼裝施工。

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

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

附圖說明

附圖1為預制排水短槽前端主視圖；

附圖2為預制排水短槽前端側視圖；

附圖3為附圖2中A-A處剖面圖；

附圖4為預制排水短槽后端主視圖；

附圖5為預制排水短槽后端側視圖；

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為預制排水短槽與預制連接件相互連接的剖面圖；

附圖11為預制排水口主視圖；

附圖12為預制排水口俯視圖；

附圖13為保護套主視圖；

附圖14為附圖13中E-E處剖面圖。

附圖中所示標號：

1、預制排水短槽；101、側翼；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、預制連接件；201、波紋管；3、預制排水口；301、出水口；4、保護套。

具體實施方式

結合附圖和具體實施例，對本發(fā)明作進一步說明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所限定的范圍。

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制裝配式臨時排水系統(tǒng)技術方案。該預制裝配式臨時排水系統(tǒng)為預制拼裝的敞口排水管道，包括節(jié)段式預制排水短槽1、預制連接件2、預制排水口3和保護套4。根據施工進尺和集水井設置情況，多個節(jié)段式預制排水短槽1和預制連接件2組成長距離集排水通道，在集排水通道的末端，由預制連接件2連接預制排水口3，集排水通道中的地下水隨坡度流動，經過預制排水口3排入到集水井中。該預制裝配式臨時排水管道根據估算的隧道涌水量大小，可按照截面尺寸分為不同型號供合理選用。

本發(fā)明中預制排水短槽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型槽的上邊沿有側翼101相連接，側翼101與U型槽103槽壁夾角為105°，U型槽103的底部為120°圓弧。預制排水短槽1的前端頭102截面加厚，并設置若干個凸起的卡扣1021和榫頭1022。預制排水短槽1的后端頭104截面同樣加厚，并設置若干個開孔的卡槽1041和銑出來的凹槽1042。預制排水短槽1的前端頭102和后端頭104用于與預制連接件2相連接。節(jié)段式預制排水短槽1的長度是固定的，以方便流水化生產和預制拼裝施工。

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)段預制排水短槽1均設置帶坡度的側翼101以外，在預制排水短槽1的U型槽103槽壁上部設置2排帶濾網的小孔1031，濾網采用不銹鋼材料，不銹鋼濾網貼在預制排水短槽1的內側，不銹鋼濾網與預制排水短槽1的薄壁PVC管材通過膠水粘接固定。

預制連接件2由兩個加厚的PVC材料U型端頭和U型截面波紋管201固定連接而成，預制連接件2中加厚的PVC材料U型端頭與預制排水短槽1的前、后端頭相同，以方便標準化配套連接。U型截面波紋管201用于調節(jié)兩段預制排水短槽1之間的坡度差異，并適應一些隧道內臨時道路的變形。同樣的，預制連接件2的前后端頭設有若干個卡扣1021、榫頭1022、卡槽1041、凹槽1042。

預制排水口3由PVC管材制作而成，由一個與預制排水短槽1相同的PVC材料前端頭102、U型槽103和底部開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的構造與預制排水短槽1相同。底部開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，通過集水井中的潛水泵將地下水抽排至洞外。

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

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

施工時，首先，測量集水井至掌子面的距離S，根據該距離估算需要的預制排水短槽1數(shù)量和預制連接件2數(shù)量。假設預制排水短槽1長度為L，預制連接件2長度為O，那么需要的預制排水短槽1和預制連接件2數(shù)量可以估算為：

然后，在隧道拱腳向外約30cm～50cm處開挖導溝，以便放置預制排水短槽1，開挖順序是從集水井向掌子面方向推進。

接著，通過預制連接件2，將預制排水口3、預制排水短槽1依次連接好，形成一個集排水通道。如圖10所示，在連接上述組件時，將預制排水口3前端頭102的卡扣1021和預制連接件2的卡槽1041對準，卡扣1021和卡槽1041連接鎖死之后，兩個截面上的榫頭1022和凹槽1042也正好咬合，保證了連接的密閉性。預制連接件2的波紋管201可以有效調節(jié)兩個預制排水短槽1之間的坡度差，并且可以適應一定距離的伸長和縮短。連接好的集排水通道末端為預制排水口3，將底部開口的漏斗狀圓錐形出水口301擱置在集水井上方，將預制排水管道鋪設在開挖的導溝中，集排水管道的前端用保護套4連接好。

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

隨著隧道向洞內開挖推進，當隧道進尺向前推進距離超過L+O的長度時，為了及時進行排水，可將集排水管道前端的保護套4打開，通過一個新的預制連接件2與一段新的預制排水短槽1連接，并將新的預制排水短槽1前端用保護套4蓋上進行保護，使預制集排水管道延伸。隨著開挖面的不斷推進，按照上述方法不斷連接新的預制排水短槽1，可有效保障隧道內新開挖斷面涌出的地下水及時排出洞外。