隧道復(fù)合抗水壓結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種隧道復(fù)合抗水壓結(jié)構(gòu)，它主要由堵水加固圈、初期支護(hù)、洞身防排水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和二次襯砌四部分組成，所述洞身防排水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括設(shè)置在初期支護(hù)與二次襯砌之間的防水板和二次襯砌背后的環(huán)向、縱向排水管，所述堵水加固圈、初期支護(hù)、洞身防排水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和二次襯砌由外至內(nèi)依次設(shè)置。本實(shí)用新型的隧道復(fù)合抗水壓結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮了圍巖作為承載結(jié)構(gòu)可分擔(dān)外水壓力的作用，促進(jìn)了襯砌結(jié)構(gòu)與圍巖在外水壓力作用下的變形協(xié)調(diào)，豐富了提高隧道抗水壓能力的工程措施，并提高了隧道的安全與耐久性。
【專利說(shuō)明】隧道復(fù)合抗水壓結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種隧道工程【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種能夠顯著提高隧道安全與耐久性的隧道復(fù)合抗水壓結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于富水巖溶隧道或水下隧道，隧道襯砌結(jié)構(gòu)往往需要考慮外水壓力的作用。然而，當(dāng)前的隧道抗水壓結(jié)構(gòu)往往限定為由“初期支護(hù)+ 二次襯砌”組成，但事實(shí)上這種單一的抗水壓襯砌結(jié)構(gòu)型式存在諸多技術(shù)缺陷:
[0003]I)僅僅考慮初期支護(hù)和二次襯砌的作用，忽略了圍巖自身的承載能力，特別是實(shí)施注漿堵水后的圍巖的力學(xué)貢獻(xiàn)。
[0004]2)未考慮隧道洞身防排水系統(tǒng)對(duì)隧道外水壓力的影響，特別是通過(guò)調(diào)整洞身防排水系統(tǒng)的設(shè)置，可增大地下水排放能力，進(jìn)而達(dá)到減小外水壓力的作用。
[0005]3) 一味單純地通過(guò)加厚襯砌、提高混凝土標(biāo)號(hào)等來(lái)提高抗水壓結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，從而在一定程度上加大了襯砌結(jié)構(gòu)與圍巖兩者力學(xué)性能的差距，使得圍巖分擔(dān)外水壓力的作用更微弱。
[0006]可見(jiàn)，目前的這種單一的抗水壓結(jié)構(gòu)型式，在外水壓力作用下，襯砌結(jié)構(gòu)的安全度和耐久性難以保障，容易導(dǎo)致襯砌開(kāi)裂、失效，影響隧道施工、運(yùn)營(yíng)安全，同時(shí)，地下水的流失引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。
[0007]針對(duì)上述不足，本 申請(qǐng)人:發(fā)明了一種隧道復(fù)合抗水壓結(jié)構(gòu)，以解決上述問(wèn)題。實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種了隧道復(fù)合抗水壓結(jié)構(gòu)，該隧道復(fù)合抗水壓結(jié)構(gòu)摒棄了由“初期支護(hù)+ 二次襯砌”組成的不合理的隧道抗水壓結(jié)構(gòu)型式，綜合考慮加固圍巖、堵水、防水和排水等多種措施，可更好地提高隧道的抗水壓能力，以及襯砌結(jié)構(gòu)的安全和耐久性，確保隧道的施工與運(yùn)營(yíng)安全。
[0009]本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)手段解決上述問(wèn)題:
[0010]本實(shí)用新型的隧道復(fù)合抗水壓結(jié)構(gòu)，它主要由堵水加固圈、初期支護(hù)、洞身防排水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和二次襯砌四部分組成，所述洞身防排水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括設(shè)置在初期支護(hù)與二次襯砌之間的防水板和二次襯砌背后的環(huán)向排水管，所述堵水加固圈、初期支護(hù)、洞身防排水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和二次襯砌由外至內(nèi)依次設(shè)置。
[0011]進(jìn)一步，所述洞身防排水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還包括設(shè)置在初期支護(hù)與二次襯砌之間的縱向排水管。
[0012]進(jìn)一步，還包括洞內(nèi)排水系統(tǒng)，所述洞內(nèi)排水系統(tǒng)包括沿洞身長(zhǎng)度方向設(shè)置于洞內(nèi)路面下的側(cè)排水溝以及橫向設(shè)置于洞內(nèi)路面下且兩端分別與側(cè)排水溝和縱向排水管連通的橫向排水管。
[0013]進(jìn)一步，還包括圍巖層，所述圍巖層與堵水加固圈緊密貼合。[0014]進(jìn)一步，所述堵水加固圈和二次襯砌的斷面為環(huán)狀封閉殼體結(jié)構(gòu)。
[0015]進(jìn)一步，所述堵水加固圈包括一堵水層，其通過(guò)混合有防水材料的注漿對(duì)所述圍巖進(jìn)行堵水加固，并通過(guò)調(diào)節(jié)注漿參數(shù)控制圍巖的力學(xué)參數(shù)。
[0016]進(jìn)一步，所述堵水層具有彈性。
[0017]本實(shí)用新型的隧道復(fù)合抗水壓結(jié)構(gòu)具有以下有益效果:
[0018]I)充分發(fā)揮了堵水加固圈對(duì)圍巖作為承載結(jié)構(gòu)可分擔(dān)外水壓力的作用，改變了以往單純地通過(guò)加厚襯砌、提高混凝土標(biāo)號(hào)等方式來(lái)提高抗水壓結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的問(wèn)題；
[0019]2)促進(jìn)了襯砌結(jié)構(gòu)與圍巖在外水壓力作用下的變形協(xié)調(diào)；
[0020]3)豐富了提高隧道抗水壓能力的工程措施；
[0021]4)提高了隧道的安全與耐久性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0023]圖1為本實(shí)用新型的隧道復(fù)合抗水壓結(jié)構(gòu)的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為圖1中A區(qū)放大示意圖；
[0025]圖3為本實(shí)用新型的隧道復(fù)合抗水壓結(jié)構(gòu)中堵水加固圈的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，如圖1至2所示:本實(shí)施例的隧道復(fù)合抗水壓結(jié)構(gòu)，它主要由堵水加固圈2、初期支護(hù)3、洞身防排水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和二次襯砌4四部分組成，所述洞身防排水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括設(shè)置在初期支護(hù)3與二次襯砌4之間的防水板和二次襯砌背后的環(huán)向排水管5，所述堵水加固圈2、初期支護(hù)3、洞身防排水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和二次襯砌4由外至內(nèi)依次設(shè)置；優(yōu)選的，還包括圍巖層1，所述圍巖層I與堵水加固圈2緊密貼合。在初期支護(hù)和二次襯砌的既有基礎(chǔ)上，增加了堵水加固圈和洞身防排水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，充分發(fā)揮了圍巖作為承載結(jié)構(gòu)可分擔(dān)外水壓力的作用，促進(jìn)了襯砌結(jié)構(gòu)與圍巖在外水壓力作用下的變形協(xié)調(diào)；另外，堵水加固圈和初期支護(hù)還具有封閉地下水，控制隧道滲水量和保證施工期間洞室穩(wěn)定性的作用。本實(shí)用新型的隧道復(fù)合抗水壓結(jié)構(gòu)豐富了隧道抗水壓能力的工程措施，提高了隧道的安全與耐久性。
[0027]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述洞身防排水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還包括設(shè)置在初期支護(hù)3與二次襯砌4之間的縱向排水管7。所述縱向排水管7可將多個(gè)環(huán)向排水管5相互連通，以使環(huán)向排水管5的排水壓力得到均勻分布。
[0028]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括洞內(nèi)排水系統(tǒng)，所述洞內(nèi)排水系統(tǒng)包括沿洞身長(zhǎng)度方向設(shè)置于洞內(nèi)路面下的側(cè)排水溝6以及橫向設(shè)置于洞內(nèi)路面下且兩端分別與側(cè)排水溝6和縱向排水管7連通的橫向排水管8。所述橫向排水管8可將縱向排水管7中的水引入到洞內(nèi)側(cè)排水溝6中排出。通過(guò)調(diào)整縱向排水管、環(huán)向排水管和橫向排水管的設(shè)置，可及時(shí)地排放掉二次襯砌背后的地下水，以及形成隧址區(qū)泄水減壓的滲流效應(yīng)，從而減小隧道的外水壓力以及外水壓力的力學(xué)作用形態(tài)。
[0029]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述堵水加固圈2和二次襯砌4的斷面為環(huán)狀封閉殼體結(jié)構(gòu)。所述堵水加固圈2和二次襯砌4斷面為環(huán)狀的封閉殼體結(jié)構(gòu)設(shè)置使襯砌層具有受壓理想幾何形狀，使襯砌層的高抗壓強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮。
[0030]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述堵水加固圈2包括一堵水層2a，其通過(guò)混合有防水材料的注漿對(duì)所述圍巖I進(jìn)行堵水加固，并通過(guò)調(diào)節(jié)注漿參數(shù)控制圍巖I的力學(xué)參數(shù)。設(shè)置堵水層2a能改變圍巖I的滲透系數(shù)和物理力學(xué)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)控制排放，并分擔(dān)部分外水壓力作用，與初期支護(hù)3、洞身防排水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和二次襯砌4共同構(gòu)成復(fù)合抗水壓襯砌。
[0031]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述堵水層2a具有彈性，所述具有彈性的堵水層2a的設(shè)置能夠允許圍巖產(chǎn)生一定的變形，從而圍巖中的高地應(yīng)力得到釋放，減小了剛性初期支護(hù)的受力，保證了剛性初期支護(hù)不會(huì)變形。
[0032]最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種隧道復(fù)合抗水壓結(jié)構(gòu)，其特征在于:它主要由堵水加固圈(2)、初期支護(hù)(3)、洞身防排水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和二次襯砌(4)四部分組成，所述洞身防排水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括設(shè)置在初期支護(hù)(3 )與二次襯砌(4 )之間的防水板和二次襯砌背后的環(huán)向排水管(5 )，所述堵水加固圈(2)、初期支護(hù)(3)、洞身防排水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和二次襯砌(4)由外至內(nèi)依次設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道復(fù)合抗水壓結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述洞身防排水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還包括設(shè)置在初期支護(hù)(3)與二次襯砌(4)之間的縱向排水管(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隧道復(fù)合抗水壓結(jié)構(gòu)，其特征在于:還包括洞內(nèi)排水系統(tǒng)，所述洞內(nèi)排水系統(tǒng)包括沿洞身長(zhǎng)度方向設(shè)置于洞內(nèi)路面下的側(cè)排水溝(6)以及橫向設(shè)置于洞內(nèi)路面下且兩端分別與側(cè)排水溝(6)和縱向排水管(7)連通的橫向排水管(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隧道復(fù)合抗水壓結(jié)構(gòu)，其特征在于:還包括圍巖層(1)，所述圍巖層(I)與堵水加固圈(2 )緊密貼合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的隧道復(fù)合抗水壓結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述堵水加固圈(2)和二次襯砌(4)的斷面為環(huán)狀封閉殼體結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隧道復(fù)合抗水壓結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述堵水加固圈(2)包括一堵水層(2a)，其通過(guò)混合有防水材料的注漿對(duì)所述圍巖(I)進(jìn)行堵水加固。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的隧道復(fù)合抗水壓結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述堵水層(2a)具有彈性。
【文檔編號(hào)】E21F16/02GK203742623SQ201420134187
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】丁浩, 方林, 陳達(dá)章, 王建華, 蔣樹(shù)屏, 黃倫海, 李廣輝, 鄭煒, 莫蘋(píng), 許嵐 申請(qǐng)人:招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司