一种用于隧道的衬砌结构、施工方法以及隧道技术

本申请公开了一种用于隧道的衬砌结构。所述衬砌结构由隧道中的外侧围岩向隧道内部依次包括初期支护层以及拼装衬砌层，其中，所述初期支护层紧靠所述围岩布置；且所述拼装衬砌层布置在所述初期支护层内侧，且与所述初期支护层相距40～60cm，其中，所述拼装衬砌层具有朝向所述初期支护层的外表面和朝向所述隧道内部的内表面，所述拼装衬砌层的外表面附着有喷膜防水层，以形成整体防水层。本申请的衬砌结构，通过在所述拼装衬砌层的外表面喷涂形成整体的喷膜防水层，获得了良好的防水效果，并且离壁式的结构也便于后期检修维护。此外，所述拼装衬砌层通过拼装预先制得的衬砌块得到，易于拆换。

A lining structure, construction method and tunnel for tunnel

【技术实现步骤摘要】
一种用于隧道的衬砌结构、施工方法以及隧道
本专利技术属于隧道交通工程
，具体涉及一种用于隧道的衬砌结构、施工方法以及隧道。
技术介绍
目前，国内采用矿山法施工的隧道主要采用复合式衬砌，初期支护采用喷锚支护，二次衬砌采用模筑衬砌，初期支护和二次衬砌之间设置防水层，防水板外侧通过设置排水盲管(板)引排至侧纵向盲管，再引排至侧墙水沟。工艺成熟且应用广泛，但存在渗漏水现象普遍，排水系统难以维护以及二次衬砌施工质量难以保证等各种问题。虽然在隧道的初期支护和二次衬砌之间设置有排水盲管和防水板，对于衬砌及接缝处也采取了止水措施，但是由于施工工艺等多种原因，衬砌渗漏水现象较为普遍。同时，由于排水盲管位于二次衬砌的背后，在钙化结晶及地下水携带泥沙的作用下，盲管堵塞现象比较普遍，当二次衬砌浇筑完成后，排水盲管的堵塞难以疏通。此外，目前二次衬砌一般在初期支护稳定后施作，二次衬砌的受力水平大多假定初期支护失效的情况下承担部分甚至全部的松散荷载，然而实测资料表明，二次衬砌受力普遍较小。并且，由于二次衬砌采用模筑整体浇筑，拆换困难，施工周期长。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种离壁式衬砌结构，实现了在衬砌层的外表面喷涂形成整体的喷膜防水层，获得了良好的防水效果，并且所述离壁式的结构也便于后期检修维护。本专利技术的第一方面，提供一种用于隧道的衬砌结构，所述衬砌结构由隧道中的外侧围岩向隧道内部依次包括初期支护层以及拼装衬砌层，其中，所述初期支护层紧靠所述围岩布置；且所述拼装衬砌层布置在所述初期支护层内侧，且与所述初期支护层相距40～60cm，其中，所述拼装衬砌层具有朝向所述初期支护层的外表面和朝向所述隧道内部的内表面，所述拼装衬砌层的外表面附着有喷膜防水层，以形成整体防水层。本申请中通过设计为离壁式的结构，在所述拼装衬砌层的外表面能够方便地喷涂形成整体的喷膜防水层。本申请中的喷膜防水层为整体防水层，不存在接缝情况，因此，所述喷膜防水层的防水效果良好。同时，由于衬砌层与支护层之间离壁式的结构，隧道中的渗漏水由所述整体形成的防水层汇集，因此本申请中仅设置喷膜防水层即可达到良好的防水效果，无需设置排水盲管。相比较而言，在衬砌层的内表面喷涂形成喷膜防水层，隧道围岩中的渗漏水仍会流经衬砌层，再经过喷膜防水层汇集，从而排出隧道。长期下来，渗漏水会侵蚀衬砌层，减小衬砌层的强度。因此，在衬砌层的外表面喷涂形成喷膜防水层的防水效果要优于在衬砌层的内表形成喷膜防水层。此外，可利用所述初期支护层和所述拼装衬砌层之间的空隙，在防水层破损时能够及时进行修复。根据本专利技术的一种实施方式，所述衬砌结构还包括沿所述隧道弧形的径向设置的用于在构建所述拼装衬砌层时定位各衬砌块的定位锚杆。优选地，所述拼装衬砌层中每个衬砌块通过至少4根所述定位锚杆定位。根据本专利技术的一种实施方式，所述衬砌结构还包括沿所述隧道的纵向设置于所述隧道两侧的所述初期支护层和所述拼装衬砌层之间的拱脚处的排水通道，用于排出由所述喷膜防水层汇集的水。根据本专利技术的一种实施方式，所述拼装衬砌层还设置有检修门。所述拼装衬砌层以一定的间隔设置检修门。其中，间隔距离以及检修门的数量可根据具体情况确定。在隧道施工期间，所述检修门可用于所述喷膜防水层的施工，而在隧道完工后，所述检修门可作为隧道的检修及维护通道。根据本专利技术的一种实施方式，所述衬砌结构还包括监控系统，所述监控系统设置于所述初期支护层和所述拼装衬砌层之间，用于所述隧道的渗漏水监测和位移变形监测。所述监控系统可根据运营的需要进行设置，可以举例的是所述监控系统可用于渗漏水监测和位移变形监测，但不限于此。其中，可采用感应式光纤和巡检机器人，以提高监测结果的准确性和监测过程的自动化程度。根据本专利技术的一种实施方式，所述衬砌结构还包括照明系统，所述照明系统设置于所述初期支护层和所述拼装衬砌层之间。具体地，所述照明系统可采用固定照明或可移动式照明。本专利技术的第二方面，提供一种构建所述的衬砌结构的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：在隧道内部，紧靠所述围岩布置初期支护层；在与所述初期支护层距离40～60cm处拼装预先制得的衬砌块以构建拼装衬砌层；和在所述拼装衬砌层朝向所述初期支护层的外表面喷涂形成整体的喷膜防水层。根据本专利技术的一种实施方式，所述拼装步骤与所述喷涂步骤大体上同时进行。此时，所述喷涂步骤可采用人工喷涂，也可采用机器人喷涂；优选地，所述喷涂步骤采用机器人喷涂。根据本专利技术的一种实施方式，在布置所述初期支护层后，沿所述隧道弧形的径向设置用于定位各衬砌块的定位锚杆，其中使所述定位锚杆的一端穿过所述初期支护层插入围岩中，另一端在所述初期支护层内侧伸出一定长度。根据本专利技术的一种实施方式，每个衬砌块由至少4根所述定位锚杆定位。本申请中所述拼装衬砌层由若干预先制得的衬砌块拼装得到，衬砌块基本上由混凝土浇筑而成，具体衬砌块的形状、尺寸、块数和拼装方式等等均不受限制。原则上，现有拼装衬砌的衬砌块均可用于构建本申请中的所述拼装衬砌层。可以举例的是每个衬砌块至多由多少根所述定位锚杆定位要根据具体衬砌块的形状、尺寸等情况进行选择，例如可为4～8根。同时，每个衬砌块至多由多少根所述定位锚杆定位也要兼顾成本与效率原则。优选地，每个衬砌块由4根所述定位锚杆进行定位。相邻的衬砌块可由不同的定位锚杆进行定位，也可由同一根定位锚杆进行定位。具体地，相邻的衬砌块是否可以共用同一根定位锚杆要根据衬砌块的具体形状和尺寸进行判断。由于所述定位锚杆长期处于潮湿环境中，与水分、空气接触，因此根据本专利技术的一种优选实施方式，所述定位锚杆为耐腐蚀锚杆。根据本专利技术的一种实施方式，所述一定长度通常不超过所述初期支护层朝向隧道内部的内表面到所述拼装衬砌层朝向所述隧道内部的内表面的距离。本专利技术的第三方面，提供一种隧道，包括所述衬砌结构。所述衬砌结构主要应用于矿山法施工的地质条件较好地段，隧道开挖后，围岩无需支护或仅需少量支护即可形成稳定的受力体系。特别适用于围岩稳定性好的公路隧道、地铁隧道以及电线、电缆、暖气和热水等市政隧道。本专利技术的用于隧道的衬砌结构，通过在所述拼装衬砌层的外表面喷涂形成整体的喷膜防水层，获得了良好的防水效果，并且离壁式的结构也便于后期检修维护。此外，所述拼装衬砌层通过拼装预先制得的衬砌块得到，易于拆换。附图说明图1常规复合式衬砌的断面示意图；图2本专利技术的一种实施方式的衬砌结构的断面示意图；图中包括：11-初期支护结构；12-防水层；13-二次衬砌结构；14-锚杆；21-初期支护层；22-喷膜防水层；23-拼装衬砌层；24-定位锚杆；25-排水通道。具体实施方式下面将结合本专利技术实施方式及附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于隧道的衬砌结构，其特征在于，所述衬砌结构由隧道中的外侧围岩向隧道内部依次包括初期支护层以及拼装衬砌层，其中，/n所述初期支护层紧靠所述围岩布置；且/n所述拼装衬砌层布置在所述初期支护层内侧，且与所述初期支护层相距40～60cm，其中，所述拼装衬砌层具有朝向所述初期支护层的外表面和朝向所述隧道内部的内表面，所述拼装衬砌层的外表面附着有喷膜防水层，以形成整体防水层。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于隧道的衬砌结构，其特征在于，所述衬砌结构由隧道中的外侧围岩向隧道内部依次包括初期支护层以及拼装衬砌层，其中，
所述初期支护层紧靠所述围岩布置；且
所述拼装衬砌层布置在所述初期支护层内侧，且与所述初期支护层相距40～60cm，其中，所述拼装衬砌层具有朝向所述初期支护层的外表面和朝向所述隧道内部的内表面，所述拼装衬砌层的外表面附着有喷膜防水层，以形成整体防水层。


2.如权利要求1所述的衬砌结构，其特征在于，所述衬砌结构还包括沿所述隧道弧形的径向设置的用于在构建所述拼装衬砌层时定位各衬砌块的定位锚杆。


3.如权利要求2所述的衬砌结构，其特征在于，所述拼装衬砌层中每个衬砌块通过至少4根所述定位锚杆定位。


4.如权利要求1所述的衬砌结构，其特征在于，所述衬砌结构还包括沿所述隧道的纵向设置于所述隧道两侧的所述初期支护层和所述拼装衬砌层之间的拱脚处的排水通道，用于排出由所述喷膜防水层汇集的水。


5.如权利要求1所述的衬砌结构，其特征在于，所述拼装衬砌层还设置有检修门。


6.如权利要求1所述的衬砌结构，其特征在于，所述衬砌结构还包括监控系统，所述监控系统设置于所述初期支护...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立保，孙文昊，王春梅，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42