一种减震防渗漏隧道衬砌结构的制作方法

1.本申请涉及隧道工程技术领域，尤其涉及一种减震防渗漏隧道衬砌结构。


背景技术：

2.随着国家公路路网的不断完善和发展，公路工程建设中隧道所占越来越大，并且越来越向地形地质复杂的山区延伸，富水区、高震区修建的隧道越来越多，由于使用年限或施工质量的原因，地下工程发生渗漏水已经成为了普遍现象和工程质量危害之一，并在业内形成“十隧九漏”的说法。隧道的渗漏水不仅对其正常使用带来诸多不便、也给隧道的安全造成严重威胁，而且常规的排水系统，检修困难，也大量增加了日常维护费用。如何安全、有效的治理隧道的渗漏水现象，不仅在经济上，而且在保障工程的安全上都有着极其深远和广泛的现实意义。对此，工程界、防水界仍处于不断的探索、总结中，至今仍没有一套较好的解决方案。
3.经过调研发现，造成隧道渗漏水进而影响衬砌结构耐久性等现象的主要原因是：隧道作为一种隐蔽性工程，且整体刚度大，在地下水较为发育的情况下或者地震后，地下水系发生改变、结构发生不同程度的破坏，但结构“病因”排查难度大、拆除整修难度费用高，往往是根据主观经验判断进行表面或打孔注浆处治，这样就可能造成处治的位置不是真正的破坏点或渗水点。
4.因此，亟需一种能够解决上述渗漏水难题，尤其在地震发生时，隧道衬砌结构能够减震消能的隧道衬砌结构。


技术实现要素：

5.本申请所要解决的技术问题是提供一种减震防渗漏隧道衬砌结构，其抗震性能好，渗漏水检修维护方便。
6.为解决上述问题，本申请提供了一种减震防渗漏隧道衬砌结构，包括初期支护和二次衬砌，在隧道纵向方向上所述二次衬砌由多个二次衬砌板块构成，其特征在于，相邻所述二次衬砌板块之间间隔一段距离形成环形的抗震防渗槽，在所述抗震防渗槽内设置异形钢板，所述异形钢板两端分别铰接在相邻所述二次衬砌板块的两个端面。
7.优选的，该结构还包括设在所述抗震防渗槽内、位于所述异形钢板与所述初期支护之间的加强环向排水管。
8.优选的，所述异形钢板两端设有弯折连接件，所述弯折连接件与所述二次衬砌板块的端面之间通过预埋在所述端面上的连接螺栓实现连接。
9.优选的，所述异形钢板的弯折连接件与所述二次衬砌板块的端面之间设有橡胶垫片。
10.优选的，两块所述异形钢板平行设置，并且两者之间填充有保温材料。
11.优选的，该结构还包括设在所述初期支护与所述二次衬砌之间的防排水系统。
12.本申请与现有技术相比具有以下优点：
13.本申请中，通过采用有一定变形度的异形钢板将二次衬砌各板之间施工缝铰接连接，异形钢板的可变形性增加了结构之间的自由度，减小结构节段相互之间的位移影响，使结构受到的剪力和弯矩减小，提高了隧道衬砌结构抗震能力，大大降低了隧道衬砌在地震时造成结构开裂的风险；同时，对隧道运营阶段渗漏水问题，由于异形钢板与二次衬砌各板之间是可拆卸的铰接连接，需要时可以拆卸异形钢板，在拆除后的空间内可以直观的观测到隧道结构的渗漏水点，对隧道防排水系统进行检修，提高了隧道渗漏水位置的检修准确性，降低了隧道维修难度。本申请抗震性能好、检修维护方便，对提高隧道工程耐久性、降低隧道工程养护维修难度具有重要意义。
附图说明
14.下面结合附图对本申请的具体实施方式作进一步详细的说明。
15.图1为本申请实施例提供的减震防渗漏隧道衬砌结构在抗震防渗槽处的剖面示意图。
16.图2为本申请实施例提供的减震防渗漏隧道衬砌结构的整体示意图。
17.图3为本申请实施例提供的减震防渗漏隧道衬砌结构的初期支护结构示意图。
18.图4为本申请实施例提供的减震防渗漏隧道衬砌结构的二次衬砌剖面及配筋示意图。
19.图5为本申请实施例提供的减震防渗漏隧道衬砌结构的剖面示意图。
20.图6为本申请实施例提供的减震防渗漏隧道衬砌结构的防排水系统剖面示意图。
21.图中：1—初期支护，2—防排水系统，3—二次衬砌，4—环向半圆排水管，5—纵向排水管，6—横向排水管，7—中心水沟，8—加强环向排水管，9—保温材料，10—连接螺栓，11—橡胶垫片，12—异形钢板，13—回填混凝土，14—喷射混凝土，15—连接钢板，16—钢拱架，17—锁脚锚管，18—隧道围岩，19—二次衬砌钢筋，20—普通环向排水管，21—复合防水板。
具体实施方式
22.参考图1至图6，本申请实施例提供了一种减震防渗漏隧道衬砌结构，包括初期支护1、防排水系统2和二次衬砌3，在隧道纵向方向上二次衬砌3由多个二次衬砌板块构成（因为实际施工时二次衬砌3是分段逐一完成的)。
23.隧道开挖后，在初期支护1与隧道围岩18之间，设置环向半圆排水管4，架设钢拱架16，施作锁脚锚管17，喷射混凝土14，共同形成初期支护1，然后施作普通环向排水管20、复合防水板21、纵向排水管5、横向排水管6及中心水沟7，形成隧道防排水系统2，然后绑扎二次衬砌钢筋19，浇筑混凝土形成二次衬砌3。
24.在本申请中，特别的是，在施作二次衬砌3的过程中，在二次衬砌板块的端面预埋连接螺栓10，相邻二次衬砌板块之间施工缝处预留一段距离，比如30cm，形成环形的抗震防渗槽。
25.在抗震防渗槽内设置两道异形钢板12，异形钢板12两端分别铰接在相邻二次衬砌板块的两个端面。异形钢板12整体为u形，两边转角处为90
°
使得两边的弯折连接件与二次衬砌板块端面紧密贴合，弯折连接件与二次衬砌板块的端面之间通过预埋在端面上的连接
螺栓10实现连接，弯折连接件与二次衬砌板块的端面之间设有橡胶垫片11。异形钢板12中间段的中心设为ω状，提高形变自由度。
26.两道异形钢板12平行设置，两者之间填充有保温材料9，设置的目的是保温隔热，防止环向排水管内的水发生冻胀，影响排水及结构安全。
27.在抗震防渗槽内，异形钢板12与初期支护1之间的空间中增设两条加强环向排水管8，加强环向排水管8底部汇集到纵向排水管5。加强环向排水管8的设置大大增强了结构的防排水能力，对运营阶段，渗漏水的维修提供了便利，提高了隧道运营的安全性和结构的耐久性。
28.在抗震防渗槽内，离初期支护1最远的一个异形钢板12的外侧浇筑回填混凝土13，将二次衬砌结构3找平。
29.以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的结构及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。


技术特征：
1.一种减震防渗漏隧道衬砌结构，包括初期支护（1）和二次衬砌（3），在隧道纵向方向上所述二次衬砌（3）由多个二次衬砌板块构成，其特征在于，相邻所述二次衬砌板块之间间隔一段距离形成环形的抗震防渗槽，在所述抗震防渗槽内设置异形钢板（12），所述异形钢板（12）两端分别铰接在相邻所述二次衬砌板块的两个端面。2.如权利要求1所述的减震防渗漏隧道衬砌结构，其特征在于，该结构还包括设在所述抗震防渗槽内、位于所述异形钢板（12）与所述初期支护（1）之间的加强环向排水管（8）。3.如权利要求1所述的减震防渗漏隧道衬砌结构，其特征在于，所述异形钢板（12）两端设有弯折连接件，所述弯折连接件与所述二次衬砌板块的端面之间通过预埋在所述端面上的连接螺栓（10）实现连接。4.如权利要求3所述的减震防渗漏隧道衬砌结构，其特征在于，所述异形钢板（12）的弯折连接件与所述二次衬砌板块的端面之间设有橡胶垫片（11）。5.如权利要求1所述的减震防渗漏隧道衬砌结构，其特征在于，两块所述异形钢板（12）平行设置，并且两者之间填充有保温材料（9）。6.如权利要求1所述的减震防渗漏隧道衬砌结构，其特征在于，该结构还包括设在所述初期支护（1）与所述二次衬砌（3）之间的防排水系统（2）。

技术总结
本申请涉及一种减震防渗漏隧道衬砌结构，包括初期支护（1）和二次衬砌（3），相邻二次衬砌板块之间间隔一段距离形成抗震防渗槽，在抗震防渗槽内设置异形钢板（12），异形钢板（12）两端分别铰接在相邻二次衬砌板块的两个端面。异形钢板的可变形性增加了结构之间的自由度，提高了隧道衬砌结构抗震能力；同时，二次衬砌板块之间的可拆卸铰接连接提高了隧道渗漏水位置的检修准确性，降低了隧道维修难度。本申请还包括设在抗震防渗槽内、位于异形钢板（12）与初期支护（1）之间的加强环向排水管（8），大大增强了结构的防排水能力。本申请抗震性能好、检修维护方便，对提高隧道工程耐久性、降低隧道工程养护维修难度具有重要意义。程养护维修难度具有重要意义。程养护维修难度具有重要意义。


技术研发人员：田世雄 李玉平 唐学军 王勇 胡玉琨 边磊 朱小明 刘克蛟 史宝东 唐强
受保护的技术使用者：甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司
技术研发日：2022.03.24
技术公布日：2022/7/14