本发明涉及隧道钢支护结构领域，尤其涉及一种用于隧道钢支护结构的排水装置。
背景技术：
1、隧道钢支护结构用于在隧道的开挖过程中对开挖面进行支撑，现有常用的钢支护结构由多个预制支撑件组成，当隧道沿着长度方向新挖出一圈开挖面后，将多个预制支撑件从隧道拱脚依次安装到开挖面上，组成一圈半环状的支护结构，随着隧道的不断开挖，继续在新的一圈开挖面上安装预制支撑件，使相邻的半环状的支护结构沿隧道长度方向依次连接，最终形成覆盖隧道全部开挖面的钢支护结构，而在钢支护结构中包含了波纹钢板层和弧形钢板层，波纹钢板层位于弧形钢板层和隧道的围岩内壁之间，波纹钢板层和弧形钢板层分别由多个预制支撑件上的波纹钢板和弧形钢板组成，波纹钢板上穿设的锚杆插入围岩，波纹钢板层和围岩之间、以及波纹钢板层和弧形钢板层之间分别进行注浆，使围岩、锚杆、波纹钢板和弧形钢板形成整体结构，但是当隧道的渗漏水从围岩泄露至钢支护结构时，钢支护结构难以及时将渗漏水排出，尤其对于多雨、地下水资源丰富、地质条件复杂的富水区域，现有的隧道钢支护结构由于渗漏水在内部积蓄会导致安全隐患，难以保证隧道建设期及运营期的结构安全。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种用于隧道钢支护结构的排水装置，防止渗漏水在钢支护结构内部积蓄，保证隧道建设期及运营期的结构安全。
2、本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于隧道钢支护结构的排水装置，所述的隧道钢支护结构包括波纹钢板层和弧形钢板层，波纹钢板层位于弧形钢板层和隧道的围岩内壁之间，定义波纹钢板层靠近围岩一侧的凸出部为波峰、靠近弧形钢板层一侧的凸出部为波谷，波峰和波谷沿着隧道的轴向交替分布，多个波峰位置分别间隔穿设有多个锚杆，锚杆的一端从波纹钢板层和围岩之间的外层空腔插入围岩，锚杆的另一端延伸至波纹钢板层和弧形钢板层之间的内层空腔，外层空腔和内层空腔中分别填充有通过注浆后凝固形成的防水材料，波纹钢板层和弧形钢板层分别由多个波纹钢板和多个弧形钢板组成，多个波纹钢板和多个弧形钢板一一对应形成多个预制支撑件，预制支撑件还包括与波纹钢板和弧形钢板的边沿连接的纵向法兰板和环向法兰板，沿隧道的周向相邻的两个预制支撑件的环向法兰板贴合连接，沿隧道的轴向相邻的两个预制支撑件的纵向法兰板贴合连接，
3、所述排水装置包括位于外层空腔的多个混凝土集水区和位于内层空腔的多个排水管，排水管的长度方向与隧道的轴向平行，多个排水管沿隧道的周向间隔分布，混凝土集水区贴设在波纹钢板的表面，并覆盖波谷和波谷两侧斜面朝向围岩的一侧，多个混凝土集水区分为多列，同一列的多个混凝土集水区沿隧道的轴向排列，多列混凝土集水区沿隧道的周向间隔分布，且多列混凝土集水区分别靠近多个排水管；
4、混凝土集水区上开设有圆柱体形状的集水腔，集水腔的轴线位于波谷的中心面上并与隧道的周向相切，集水腔远离波谷的一侧设有进水口，混凝土集水区远离波谷的一侧具有两段导流面，两段导流面分别从进水口沿着靠近围岩并靠近两侧波峰的方向延伸，以便于围岩的渗漏水从两段导流面流入集水腔，波纹钢板和排水管之间连接有导流管组，导流管组的一端贯穿波纹钢板和混凝土集水区并延伸至集水腔，以便于集水腔内的渗漏水通过排水管流出隧道。
5、优选的，集水腔的轴线与波谷沿隧道径向的距离不小于波纹钢板的振幅的1/2，集水腔的直径不超过波纹钢板的波距的1/5。
6、优选的，导流管组包括单侧式管组和双侧式管组，单侧式管组包括一个与排水管垂直连接的竖直管，竖直管远离排水管的一端与一个倾斜管连接，倾斜管贯穿波谷一侧的斜面并延伸至集水腔；双侧式管组也包括一个与排水管垂直连接的竖直管，竖直管远离排水管的一端同时与两个倾斜管连接，两个倾斜管分别贯穿相邻两个波谷相对一侧的斜面并分别延伸至两个集水腔。
7、优选的，单侧式管组的竖直管和倾斜管一体成型。
8、优选的，双侧式管组的竖直管和两个倾斜管通过三通接头连接。
9、优选的，弧形钢板朝向波纹钢板的一侧设有多个支撑体，支撑体与排水管远离波纹钢板的一侧接触，从而对排水管进行支撑，多个支撑体与排水管的接触位置包含了排水管与所有竖直管分别连接的轴向位置。
10、优选的，纵向法兰板和/或环向法兰板上开设有注浆孔。
11、根据上述技术方案，本发明的有益效果是：
12、本发明在预制支撑件的波纹钢板上设置了混凝土集水区，并在波纹钢板和弧形钢板之间设置了排水管，再通过导流管组使排水管与同一列的多个混凝土集水区的集水腔连接，围岩的渗漏水就能够通过多个混凝土集水区的导流面流入集水腔，继而流入多个排水管中并排出隧道外部，相对于传统的防水体系，装配式防水支护结构具有半机械化施工、快速拼装的优势，可最大限度保证富水区域内的隧道防排水的有效性，防止渗漏水在钢支护结构内部积蓄，消除安全隐患，保证隧道建设期及运营期的结构安全，具有极高的综合效益。
1.一种用于隧道钢支护结构的排水装置，所述的隧道钢支护结构包括波纹钢板层和弧形钢板层，波纹钢板层位于弧形钢板层和隧道的围岩（1）内壁之间，定义波纹钢板层靠近围岩（1）一侧的凸出部为波峰、靠近弧形钢板层一侧的凸出部为波谷，波峰和波谷沿着隧道的轴向交替分布，多个波峰位置分别间隔穿设有多个锚杆（2），锚杆（2）的一端从波纹钢板层和围岩（1）之间的外层空腔插入围岩（1），锚杆（2）的另一端延伸至波纹钢板层和弧形钢板层之间的内层空腔，外层空腔和内层空腔中分别填充有通过注浆后凝固形成的防水材料，波纹钢板层和弧形钢板层分别由多个波纹钢板（3）和多个弧形钢板（4）组成，多个波纹钢板（3）和多个弧形钢板（4）一一对应形成多个预制支撑件，预制支撑件还包括与波纹钢板（3）和弧形钢板（4）的边沿连接的纵向法兰板（5）和环向法兰板（6），沿隧道的周向相邻的两个预制支撑件的环向法兰板（6）贴合连接，沿隧道的轴向相邻的两个预制支撑件的纵向法兰板（5）贴合连接，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种用于隧道钢支护结构的排水装置，其特征在于：集水腔（8）的轴线与波谷沿隧道径向的距离不小于波纹钢板（3）的振幅的1/2，集水腔（8）的直径不超过波纹钢板（3）的波距的1/5。
3.根据权利要求1所述的一种用于隧道钢支护结构的排水装置，其特征在于：导流管组包括单侧式管组和双侧式管组，单侧式管组包括一个与排水管（10）垂直连接的竖直管（12），竖直管（12）远离排水管（10）的一端与一个倾斜管（13）连接，倾斜管（13）贯穿波谷一侧的斜面并延伸至集水腔（8）；双侧式管组也包括一个与排水管（10）垂直连接的竖直管（12），竖直管（12）远离排水管（10）的一端同时与两个倾斜管（13）连接，两个倾斜管（13）分别贯穿相邻两个波谷相对一侧的斜面并分别延伸至两个集水腔（8）。
4.根据权利要求3所述的一种用于隧道钢支护结构的排水装置，其特征在于：单侧式管组的竖直管（12）和倾斜管（13）一体成型。
5.根据权利要求3所述的一种用于隧道钢支护结构的排水装置，其特征在于：双侧式管组的竖直管（12）和两个倾斜管（13）通过三通接头（14）连接。
6.根据权利要求3所述的一种用于隧道钢支护结构的排水装置，其特征在于：弧形钢板（4）朝向波纹钢板（3）的一侧设有多个支撑体（11），支撑体（11）与排水管（10）远离波纹钢板（3）的一侧接触，从而对排水管（10）进行支撑，多个支撑体（11）与排水管（10）的接触位置包含了排水管（10）与所有竖直管（12）分别连接的轴向位置。
7.根据权利要求1所述的一种用于隧道钢支护结构的排水装置，其特征在于：纵向法兰板（5）和/或环向法兰板（6）上开设有注浆孔。
