本实用新型专利技术公开了一种隧道排水型波纹钢初期支护结构，包括依次设置在隧道内壁面上的工字钢即时支护结构、锚杆扩展支护结构、波纹钢补强支护结构，通过此组合结构与防水板、抗渗二次衬砌、隧道排水管道系统构成一道先阻水、再排水、后防水的组合式防排水结构体系，可大幅提高隧道支护结构的防排水性能，有效改善运营期隧道渗漏水问题，并且通过工字钢即时支护结构、锚杆扩展支护结构、波纹钢补强支护结构三者结合，可有效提高初期支护的整体强度和稳定性，改善隧道施工的作业环境，大幅提高初期支护的结构质量。期支护的结构质量。期支护的结构质量。
【技术实现步骤摘要】
一种隧道排水型波纹钢初期支护结构
[0001]本技术涉及一种隧道排水型波纹钢初期支护结构，属于隧道建设
技术介绍
[0002]现有的山岭隧道大都采用复合式衬砌，主要包括初期支护、二次衬砌及布置于两种支护结构之间的防排水系统。其中，既有的隧道排水系统包括环向排水管、纵向排水管、横向排水管、中心排水沟（或排水边沟），通过布置在初期支护内侧的环向排水管收集渗透过初期支护的地下水，并将水依次引排至纵向排水管、横向排水管、中心排水沟（或排水边沟）。但是，间断布置的环向排水管（纵向间距一般为10m左右）整体排水效果欠佳，导致初期支护与二次衬砌间的渗水无法在第一时间内被快速排离，进而引起支护结构间局部或大面积积水现象。同时，因初期支护表面粗糙不平整，或尖状突出物的影响，隧道防水板容易破损。淤堵的积水通过防水板破损位置向隧道内部渗透，是导致隧道出现渗漏水问题的重要原因。
[0003]同时，初期支护作为隧道开挖后防止围岩持续变形或坍塌的重要支护结构，其对支护的时效性、结构的稳定性及施工可操作性方面均有严格的要求。目前山岭隧道施工中最常规的初期支护结构是以锚杆、钢架及喷射混凝土组合形成的支护体系，其配合上超前支护措施，能够应对绝大多数的隧道围岩情况，是技术相对成熟、体系相对合理的支护结构。但随着隧道建设对施工环境、施工质量及施工进度等方面要求的不断提高，上述初期支护的相应缺陷不断显现，主要包括如下方面：现有初期支护要求进行围岩面初喷混凝土及钢架间复喷混凝土两道喷浆工序，喷层厚度大，喷射混凝土施工耗时长，施工作业环境差，且喷射混凝土的质量难以保证；锁脚锚杆的施工角度不宜控制，且锁脚锚杆与工字钢的连接刚度无法有效保障；工字钢与喷射混凝土的耦合性较差，在围岩较差的情况下初期支护开裂、变形的风险较大；受施工方法的限制，工字钢接头被限定在同一水平面上，初期支护存在明显的受力薄弱点；初期支护的整体强度与工字钢的间距紧密关联，在围岩较差段落因工字钢间距拉不开，施工进度严重受限；初期支护表面粗糙不平整，甚至有尖状突出物，后期施工的防水板容易破损等。此外，有研究学者提出采用波纹钢初期支护的支护结构，但其在支护时效性方面严重滞后，在隧道开挖后的短时间内无法提供及时有效的支护，施工风险较大，在围岩自稳能力较差的隧道内难以推广应用。同时，波纹钢初期支护在超前支护定位施工、波纹钢拼装、模筑混凝土灌注及施工缝处治等方面均存在不足，施工可操作性不佳，现场施工难度较大。
[0004]可以看出，现有的防排水系统及常规的初期支护结构均存在着较为明显的缺陷，而波纹钢初期支护在支护体系设计及施工操作细节方面也存在着一定的不足。鉴于上述考虑，研究一种隧道排水型波纹钢初期支护结构已经成为工程界亟待解决的问题。
技术实现思路
[0005]鉴于此，本技术的目的是提供一种隧道排水型波纹钢初期支护结构，可以克
服现有技术的不足。
[0006]本技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种隧道排水型波纹钢初期支护结构，包括依次设置在隧道内壁面上的工字钢即时支护结构、锚杆扩展支护结构和波纹钢补强支护结构，所述工字钢即时支护结构固连在隧道内壁上，用于抑制围岩开挖初期的松散变形；而锚杆扩展支护结构贯穿工字钢即时支护结构且深入隧道围岩形成围岩加固结构；所述波纹钢补强支护结构包括与隧道内壁形状相对应的拼接式波纹板结构，拼接式波纹板结构与工字钢即时支护结构刚性连接形成外侧钢模结构，并在工字钢即时支护结构与外侧钢模结构之间填充有模筑混凝土构成补强结构；并且所述拼接式波纹板结构与隧道排水管道系相连，用于隧道内阻水及排水。
[0008]前述波纹钢补强支护结构外侧依次设有防水板和抗渗二次衬砌，所述防水板及抗渗二次衬砌用于隧道内防水。
[0009]在前述工字钢即时支护结构的工字钢拱脚位置设置有便于脱模的错缝封模钢垫板和封顶钢盖板，使拼接式波纹板结构的拼装界面、模筑混凝土施工缝及工字钢接头界面构成错缝结构。
[0010]前述工字钢即时支护结构包括用于隧道开挖后进行围岩面封闭的喷射混凝土，及与喷射混凝土密贴架设的若干工字钢；所述工字钢包括工字钢梁，工字钢梁内侧翼板上设置有螺栓开孔，在工字钢梁上下两端设有连接钢板，左右两侧且靠近拱脚位置设有L型定位钢板，L型定位钢板的两个侧边上开设有一对位置相对的定位通孔。
[0011]前述锚杆扩展支护结构包括系统锚杆和锁脚锚杆构成的围岩注浆加固措施。
[0012]前述拼接式波纹板结构包括设置在隧道顶部的第一波纹钢构件，设置在隧道两侧边墙下部的第二波纹钢构件和设置在隧道仰拱的第三波纹钢构件，三者均弯曲成与隧道形状相贴合的弧形，并通过打入式膨胀螺栓依次相连为与隧道内壁形状相对应的封闭结构；在第二波纹钢构件中下部设有弧形导流槽，弧形导流槽与隧道排水管道系相连通。
[0013]所述的第一波纹钢构件设置为多件第一拼接单元设置在拱顶180度范围，每件第一拼接单元均为复合式波纹钢板和普通短波纹钢板组合结构；第二波纹钢构件为设置在隧道两侧边墙范围的第二拼接单元，第二拼接单元为复合式波纹钢板、弧形导流槽和普通长波纹钢板组合结构，弧形导流槽一端与普通长波纹钢板焊接，另一端与隧道排水管道系相连；而第三波纹钢构件为多件第三拼接单元设置在隧道仰拱范围，第三拼接单元为普通波纹钢板。
[0014]前述的复合式波纹钢板包括耐锈蚀波纹钢，在耐锈蚀波纹钢的外表面附有高分子防水涂料，内表面设有复合波形排水垫，复合波形排水垫的外端面上设有防污遮盖层；所述的复合波形排水垫包括耐锈蚀波纹钢内表面贴合的波形内层及与之相对平面层，二者之间填充有聚丙烯排水材料，波形内层和平面层为土工布，波形内层通过强力粘结剂粘固在防腐波纹钢内侧，而平面层上设有热熔垫块。
[0015]与现有技术比较，本技术的有益效果是：
[0016]（1）本技术通过在增加的波纹钢外侧全环喷涂的防水材料尽可能阻止地下水透过初期支护，相比于现有的初期支护结构，可有效提高初期支护的整体抗渗性；
[0017]（2）在波纹钢内侧粘贴的复合波形排水垫及下部的弧形导流槽，可将透过波纹钢板的地下水快速引排至隧道排水系统内，相比于现有的初期支护结构而言，省去了安装环
向排水管的施工工序，并实现了初期支护内侧排水通道的全覆盖，可大幅提高地下水的排流效率，有效解决初期支护和二次衬砌间的积水淤堵问题；
[0018]（3）本技术所述的复合式波纹钢材料，其通过与防水板、抗渗二次衬砌等配合，建立起一道“先阻水、再排水、后防水”的组合式防排水结构体系，相比于现有的隧道防排水系统，可大幅提高隧道支护结构的防排水性能，有效改善运营期隧道渗漏水严重的问题；
[0019]（4）本技术所述的隧道排水型波纹钢初期支护结构，其将初期支护结构划分为早期施工的喷射混凝土加工字钢组合式即时支护结构、中期施工的系统锚杆、锁脚锚杆等扩展支护结构及后期施工的波纹钢加波纹钢背后模筑混凝土组合式补强支护结构。其中，早期施工的即时支护结构可有效抑制围岩开本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种隧道排水型波纹钢初期支护结构，其特征在于：包括依次设置在隧道内壁面上的工字钢即时支护结构（1）、锚杆扩展支护结构（2）和波纹钢补强支护结构（3），所述工字钢即时支护结构（1）固连在隧道内壁上，用于抑制围岩开挖初期的松散变形；而锚杆扩展支护结构（2）贯穿工字钢即时支护结构（1）且深入隧道围岩形成围岩加固结构；所述波纹钢补强支护结构（3）包括与隧道内壁形状相对应的拼接式波纹板结构（31），拼接式波纹板结构（31）与工字钢即时支护结构（1）刚性连接形成外侧钢模结构，并在工字钢即时支护结构（1）与外侧钢模结构之间填充有模筑混凝土（32）构成补强结构；并且所述拼接式波纹板结构（31）与隧道排水管道系（6）相连，用于隧道内阻水及排水。2.根据权利要求1所述的隧道排水型波纹钢初期支护结构，其特征在于：所述波纹钢补强支护结构（3）外侧依次设有防水板（5）和抗渗二次衬砌（4），所述防水板（5）及抗渗二次衬砌（4）用于隧道内防水。3.根据权利要求1或2 所述的隧道排水型波纹钢初期支护结构，其特征在于：在所述工字钢即时支护结构（1）的工字钢拱脚位置设置有便于脱模的错缝封模钢垫板（9）和封顶钢盖板（10），使拼接式波纹板结构的拼装界面、模筑混凝土（32）施工缝及工字钢接头界面构成错缝结构。4.根据权利要求3所述的隧道排水型波纹钢初期支护结构，其特征在于：所述工字钢即时支护结构（1）包括用于隧道开挖后进行围岩面封闭的喷射混凝土（1.1），及与喷射混凝土（1.1）密贴架设的若干工字钢（1.2），所述工字钢（1.2）包括工字钢梁（1.2.1），工字钢梁（1.2.1）内侧翼板上设置有螺栓开孔，在工字钢梁（1.2.1）上下两端设有连接钢板（1.2.2），左右两侧且靠近拱脚位置设有L型定位钢板（1.2.3），L型定位钢板（1.2.3）的两个侧边上开设有一对位置相对的定位通孔。5....
【专利技术属性】
技术研发人员：胡强，李本云，张安睿，杨春平，田娇，戴明江，刘敏捷，周立，
申请(专利权)人：贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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