一種分離式可維修隧道襯砌構造制造技術

一種分離式可維修隧道襯砌構造，以有效避免雨洪季節地下水劇增但排泄能力不足造成邊墻結構開裂破壞，增加襯砌結構抗水壓及抗浮能力，減小雨洪季節地下水對襯砌結構特別是隧底結構的破壞風險。包括由外而內設置的拱墻初期支護結構、防排水系統和襯砌結構。所述襯砌結構包括拱部二次襯砌、邊墻框支結構及填充墻，以及隧底樁板結構。所述隧底樁板結構包括鋪設于基底封閉層之上的底板，以及沿隧道縱向、橫向間隔設置的錨固樁，錨固樁的上端與底板固結。所述防排水系統的環向兩端引向設置在底板橫向兩側的縱向排水溝。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及隧道襯砌構造，特別涉及一種運用于地下水發育的硬質巖隧道或巖溶地區的分離式可維修隧道襯砌構造。
技術介紹
進入二十一世紀來，隨著我國鐵路建設高速發展，時速200km以上高標準雙線鐵路修建越來越多，特別在西部山區，線路展線受曲線半徑大、地形地質條件復雜等多種因素的制約，隧道長度、規模迅速增加。特別在巖溶地區，由于巖溶及地下水發育具有復雜性、多樣性及無規律性等特點，長大隧道運營水害風險越來越高。近年來，宜萬、滬昆、貴廣等高速鐵路隧道運營期間發生了若干起無砟道床變形、仰拱及填充隆起、襯砌邊墻(一般為邊墻基底至向上兩米范圍以內)開裂等水害事件，引起了鐵路設計、施工、建設和運營各方的高度重視。傳統雙線隧道襯砌一般采用曲墻帶仰拱的襯砌結構形式，仰拱上采用混凝土填充作為道床基礎，施工中仰拱與仰拱填充分開澆筑。隧道內設置中心水溝+雙側水溝，中心水溝置于仰拱之上的填充體內。地下水排放路徑為：圍巖→初期支護→排水盲管→側溝→橫向排水管→中心水溝，即隧道結構周邊的水通過初期支護滲透經由排水盲管引排進入隧道結構本體之內的中心水溝，最終排出洞外。傳統排水系統最大的缺陷在于：首先，中心水溝設于隧道結構之內，主要引排主要引排拱墻范圍的周邊地下水，隧道仰拱以下的積水無法有效引排。其次，在地基水力聯系緊密的區域，在連續降雨或暴雨天氣下，因地下水量驟增，傳統的排水體系往往無法及時引排至隧道結構體內的排水溝內，從而引起地下水位急劇升高。在高水壓作用下，導致隧底仰拱或仰拱填充隆起。再次，傳統排水系統環向排水盲管沿縱向每隔10m左右設置一道，由于種種原因部分地段排水盲管可能堵塞，一旦雨季，由于襯砌背后地下水不能及時排泄，水壓急劇升高，導致仰拱隆起、邊墻開裂。因此，優化襯砌結構及排水系統，保證排水通暢，減小甚至消除邊墻襯砌背后及隧底水壓，成為降低巖溶地區隧道水害風險，保證運營安全的迫切需要。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種分離式可維修隧道襯砌構造，以有效避免雨洪季節地下水劇增但排泄能力不足造成邊墻結構開裂破壞，增加襯砌結構抗水壓及抗浮能力，減小雨洪季節地下水對襯砌結構特別是隧底結構的破壞風險。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案如下：本專利技術的一種分離式可維修隧道襯砌構造，包括由外而內設置的拱墻初期支護結構、防排水系統和襯砌結構，其特征是：所述襯砌結構包括拱部二次襯砌、邊墻框支結構及填充墻，以及隧底樁板結構；所述隧底樁板結構包括鋪設于基底封閉層之上的底板，以及沿隧道縱向、橫向間隔設置的錨固樁，錨固樁的上端與底板固結；所述防排水系統的環向兩端引向設置在底板橫向兩側的縱向排水溝。本專利技術的有益效果是，采用框架結構作為拱部二次襯砌的承載結構，替代傳統襯砌中邊墻二次襯砌模筑混凝土，既能節省混凝土，又有利于邊墻背后地下水排泄；框架內設置由輕質砌體材料砌筑的填充墻，不但可減小結構自重，而且一旦某段邊墻后排水系統破壞、堵塞失效，便于局部拆換維修。隧底采用與拱墻分離的樁板結構，實現“動靜荷載”分開，受力明晰，避免傳統襯砌中特別是由于仰拱底部存在地下水情況下在列車動荷載作用下對邊墻腳造成的疲勞擠壓破壞；隧底采用于樁板結構，既能增加底板承載能力，也能增加隧底結構抗水壓及抗浮能力；隧底采用底板結構，其上不需施作混凝土填充體，有效避免了傳統曲墻帶仰拱襯砌由于地下水通過仰拱施工縫進入仰拱與仰拱填充縫隙間擠壓破壞填充體，導致軌道結構破壞；隧底采用樁板結構，開挖作業更方便，克服了傳統襯砌形式仰拱基礎開挖曲率不易控制導等問題；由于水溝排泄面位于底板下，始終能保證地下水的順暢排除而避免高水壓造成底板開裂隆起。附圖說明本說明書包括如下三幅附圖：圖1是本專利技術一種分離式可維修隧道襯砌構造的斷面結構示意圖；圖2是圖1中A局部的放大圖；圖3是沿圖1中I-I線的剖面圖。圖中示出構件、部位名稱及所對應標記：拱墻初期支護結構10、拱墻噴射混凝土層10a、拱墻鋼架10b、拱墻系統錨桿10c；基底封閉層11；防排水系統20、無紡土工布20a、環向排水盲管20b、防水板20c；泄水孔21、第二泄水孔22；拱部二次襯砌30、填充墻31、底板32；邊墻框支結構40、框支基礎梁41、框支柱42、框支頂梁42；錨固樁50；縱向排水溝60。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。參照圖1，本專利技術的一種分離式可維修隧道襯砌構造，包括由外而內設置的拱墻初期支護結構10、防排水系統20和襯砌結構。所述襯砌結構包括拱部二次襯砌30、邊墻框支結構40及填充墻31，以及隧底樁板結構，采用框架結構作為拱部二次襯砌的承載結構，替代傳統襯砌中邊墻二次襯砌模筑混凝土，既能節省混凝土，又有利于邊墻背后地下水排泄。參照圖1，所述隧底樁板結構包括鋪設于基底封閉層11之上的底板32，以及沿隧道縱向、橫向間隔設置的錨固樁50，錨固樁50的上端與底板32固結。隧底采用與拱墻分離的樁板結構，實現“動靜荷載”分開，受力明晰，避免傳統襯砌中特別是由于仰拱底部存在地下水情況下在列車動荷載作用下對邊墻腳造成的疲勞擠壓破壞；隧底采用于樁板結構，既能增加底板承載能力，也能增加隧底結構抗水壓及抗浮能力。隧底采用底板結構，其上不需施作混凝土填充體，有效避免了傳統曲墻帶仰拱襯砌由于地下水通過仰拱施工縫進入仰拱與仰拱填充縫隙間擠壓破壞填充體，導致軌道結構破壞；隧底采用樁板結構，開挖作業更方便，克服了傳統襯砌形式仰拱基礎開挖曲率不易控制導等問題；由于水溝排泄面位于底板下，始終能保證地下水的順暢排除而避免高水壓造成底板開裂隆起。參照圖1，所述防排水系統20的環向兩端引向設置在底板32橫向兩側的縱向排水溝60，由于水溝排泄面位于底板下，始終能保證地下水的順暢排除而避免高水壓造成底板開裂隆起。參照圖1、圖2，所述拱墻初期支護10包括拱墻系統錨桿10c、覆蓋拱墻圍巖的噴射混凝土層10a，噴射混凝土層10a內可沿隧道開挖方向間隔布設拱墻鋼架10b。參照圖1和圖3，所述邊墻框支結構40作為拱部二次襯砌30的承載結構，包括埋設于隧底基礎中沿隧道縱向設置的框支基礎梁41、沿隧道開挖方向間隔布設的框支柱42及沿隧道縱向設置且連接框支柱42頂的框支頂梁43。參照圖3，所述邊墻框支結構40的框格內設置由輕質砌體材料砌筑的填充墻31，填充墻31底部沿隧道縱向間隔布設泄水孔21，填充墻31不但可減小結構自重，而且一旦某段邊墻后排水系統破壞、堵塞失效，便于局部拆換維修。參照圖1和圖2，所述排水系統20包括拱墻范圍鋪設的無紡土工布20a及拱墻范圍鋪設的防水板20c，以及沿隧道開挖方向間隔布設于無紡土工布20a與防水板20c間的環向排水盲管20b。所述環向排水盲管20b的兩端直接引至填充墻31泄水孔21處。參照圖1，所述縱向排水溝60靠底板32側沿隧道縱向間隔設置第二泄水孔22，第二泄水孔22位置位于底板32底面高程。以上所述只是用圖解說明本專利技術一種分離式可維修隧道襯砌構造的一些原理，并非是要將本專利技術局限在所示和所述的具體結構和適用范圍內，故凡是所有可能被利用的相應修改以及等同物，均屬于本專利技術所申請的專利范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種分離式可維修隧道襯砌構造，包括由外而內設置的拱墻初期支護結構(10)、防排水系統(20)和襯砌結構，其特征是：所述襯砌結構包括拱部二次襯砌(30)、邊墻框支結構(40)及填充墻(31)，以及隧底樁板結構；所述隧底樁板結構包括鋪設于基底封閉層(11)之上的底板(32)，以及沿隧道縱向、橫向間隔設置的錨固樁(50)，錨固樁(50)的上端與底板(32)固結；所述防排水系統(20)的環向兩端引向設置在底板(32)橫向兩側的縱向排水溝(60)。

【技術特征摘要】
1.一種分離式可維修隧道襯砌構造，包括由外而內設置的拱墻初期支護結構(10)、防排水系統(20)和襯砌結構，其特征是：所述襯砌結構包括拱部二次襯砌(30)、邊墻框支結構(40)及填充墻(31)，以及隧底樁板結構；所述隧底樁板結構包括鋪設于基底封閉層(11)之上的底板(32)，以及沿隧道縱向、橫向間隔設置的錨固樁(50)，錨固樁(50)的上端與底板(32)固結；所述防排水系統(20)的環向兩端引向設置在底板(32)橫向兩側的縱向排水溝(60)。2.如權利要求1所述的一種分離式可維修隧道襯砌構造，其特征是：所述邊墻框支結構(40)作為拱部二次襯砌(30)的承載結構，包括埋設于隧底基礎中沿隧道縱向設置的框支基礎梁(41)、沿隧道開挖方向間隔布設的框支柱(42)及沿隧道縱向設置且連接框支柱(42)頂的框支頂梁(43)。3.如權利要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：卿偉宸，林本濤，曾宏飛，高楊，鄭偉，朱勇，張磊，孟祥磊，黃華，鐘昌桂，李澤龍，鄭尚峰，
申請(專利權)人：中鐵二院工程集團有限責任公司，
類型：發明
國別省市：四川;51