一种隧道藻井式衬砌结构及施工方法技术

本申请实施例提供一种隧道藻井式衬砌结构及施工方法，隧道开挖完成后于围岩表面覆盖喷射混凝土形成初期支护，在初期支护表面铺设防水层后砌筑二次衬砌，二次衬砌包括一体浇筑而成的混凝土层以及多个纵向加劲肋和纵横向加劲肋，多个纵横向加劲肋呈环形且沿隧道轴向均匀布设，多个纵向加劲肋均分别依次连接多个纵横向加劲肋，多个纵向加劲肋沿隧道周向均匀布设。本申请将二次衬砌的结构改换为一层厚度较薄的混凝土层及纵向加劲肋，兼顾支护强度的同时提高了散热效率，与现有的高地温隧道支护结构中所采用的较为复杂的散热结构及施工过程相比，本申请散热结构简单、施工难度低、施工速度快、后期易维护，适用于高地温隧道施工领域。域。域。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道藻井式衬砌结构及施工方法


[0001]本申请涉及隧道施工领域，具体涉及一种隧道藻井式衬砌结构及施工方法。

技术介绍

[0002]目前，以公路、铁路为代表的交通基础建设在西南山区所占比重逐步增大，根据地势特点，该地区隧道施工普遍具有隧道埋深大、地下热水影响大等突出特点，使隧道施工的洞内温度显著偏高，山体高温若无法快速传导至隧道内，极易造成隧道混凝土结构开裂等一系列问题，因此，研究高地温隧道衬砌结构的快速散热具有重要意义。
[0003]传统方案中应对隧道的高地温问题，主要采用两种方式，其一是在隧道初期支护结构的初喷层与复喷层间埋设水循环网片，该循环网片为增大导热面积采用蛇形布置，通过低温流水的流动将热量带走，保持混凝土温度在适宜范围内；其二是在复喷层与二次衬砌之间增加一层类似挤塑聚苯板的耐高温隔热材料，阻断热量传导至混凝土。上述方法施工过程均比较复杂，一旦施工中造成散热网或绝热板破损，由于属于隐蔽工程，很难发现，排查困难，就会造成局部失效，维修难度极大。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种隧道藻井式衬砌结构及施工方法。
[0005]根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种隧道藻井式衬砌结构，包括覆盖于围岩表面的初期支护，初期支护内侧砌筑有二次衬砌，初期支护与二次衬砌之间铺设有防水层，二次衬砌包括混凝土层，混凝土层上设有加劲肋。
[0006]优选地，加劲肋包括多个纵向加劲肋以及多个纵横向加劲肋，多个纵横向加劲肋呈环形且沿隧道轴向均匀布设，多个纵向加劲肋均分别依次连接多个纵横向加劲肋，多个纵向加劲肋沿隧道周向均匀布设。
[0007]优选地，纵向加劲肋与纵横向加劲肋的连接处均经过倒角处理。
[0008]优选地，纵向加劲肋以及纵横向加劲肋均为混凝土肋。
[0009]优选地，纵向加劲肋以及纵横向加劲肋与混凝土层一体浇筑。
[0010]优选地，防水层的材质防水隔热材料。
[0011]根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种隧道藻井式衬砌结构的施工方法，包括以下步骤：
[0012]S10、爆破以及在爆破完成后清理土渣；
[0013]S20、喷射混凝土覆盖在围岩表面形成初期支护结构；
[0014]S30、在初期支护结构表面铺设防水层；
[0015]S40、开始二次衬砌施工，在防水层表面浇筑混凝土层；
[0016]S50、待混凝土强度达到设计要求时拆模，进行下一循环作业流程。
[0017]优选地，步骤S40还包括以下步骤：
[0018]S401、在所述混凝土层上一体浇筑纵向加劲肋以及纵横向加劲肋。
[0019]优选地，步骤S401后还包括以下步骤：
[0020]S402、对纵向加劲肋(4)以及纵横向加劲肋(5)进行倒角处理。
[0021]采用本申请实施例中提供的一种隧道藻井式衬砌结构，将传统隧道衬砌结构中的二次衬砌结构进行改进，由通长厚曲面变为带纵横加劲肋的通长薄曲面，在能保证足够的支护强度基础上，较薄的混凝土层有利于散热，纵横向的加劲肋同时增大了二次衬砌的表面积，也提高了散热效率，同时大大减少了混凝土的使用量，解决了低地温隧道施工技术无法用于高地温隧道施工的难题，同时，与现有的高地温隧道支护结构中所采用的较为复杂的散热结构及施工过程相比，本申请散热结构简单、施工难度低、施工速度快、后期易维护。
附图说明
[0022]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0023]图1为本申请实施例提供的一种隧道藻井式衬砌结构的结构示意图；
[0024]图2为本申请实施例提供的一种隧道藻井式衬砌结构的纵向透视图；
[0025]图3为本申请实施例提供的经过倒角处理的纵、横向加劲肋的连接示意图；
[0026]图4为本申请实施例提供的一种隧道藻井式衬砌结构的施工方法的流程框图；
[0027]其中，1为初期支护、2为防水层、3为混凝土层、4为纵向加劲肋、5为纵横向加劲肋。
具体实施方式
[0028]为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1～4对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0029]在实现本申请的过程中，专利技术人发现，传统的高地温隧道支护结构及施工方法，采用的是在初期支护结构的初喷层与复喷层间埋设水循环网片，该循环网片为增大导热面积采用蛇形布置，通过冷水的流动带走热量，亦或在复喷层与二次衬砌之间设置耐高温的挤塑聚苯板。但需要注意到，上述方法施工过程均比较复杂，一旦施工中造成散热网或绝热板破损，由于属于隐蔽工程，很难发现，排查困难，就会造成局部失效，维修难度极大。
[0030]针对上述问题，本申请实施例中提供了一种隧道藻井式衬砌结构，如图1～3所示，包括覆盖于围岩表面的初期支护1，初期支护1内侧砌筑有二次衬砌，初期支护1与二次衬砌之间铺设有防水层2，二次衬砌包括混凝土层3，混凝土层3上设有加劲肋。
[0031]具体地，初期支护1可为锚喷支护，采用锚杆(主要指系统锚杆)加喷射混凝土(素喷、网喷或钢纤维喷射混凝土)，有时加设钢拱架(型钢棋架或格栅拱架)；初期支护1也可包括“锚喷支护”(锚杆、喷混凝土、钢拱架)等“常规”的支护，以“超前支护”(超前锚杆、超前管棚)、“注浆加固”(超前小导管预注浆及超前深孔帷幕注浆)等“特殊”的支护的一系列支护结构和工程措施。这些支护形式和工程措施可以单独使用，也可以组合使用。组合使用时，各部分的比例也可以根据实际需要选择和调整。初期支护1可以帮助围岩获得初步稳定，并保证隧道施工期间的安全，以便挖除坑道内岩体的一系列支护结构和工程措施。
[0032]二次衬砌主要是承受后期围岩压力并提供安全储备保证隧道的长期稳定和行车安全。
[0033]进一步地，混凝土层3为带纵横加劲肋的通长薄曲面，加劲肋包括多个纵向加劲肋4以及多个纵横向加劲肋5，多个纵横向加劲肋5呈环形且沿隧道轴向均匀布设，多个纵向加劲肋4均分别依次连接多个纵横向加劲肋5，多个纵向加劲肋4沿隧道周向均匀布设。
[0034]进一步地，本申请还额外提供了一种纵向加劲肋4与纵横向加劲肋5的拓展、优化样式，如图3所示，纵向加劲肋4与纵横向加劲肋5的连接处均经过倒角处理。
[0035]经过倒角处理后，纵向加劲肋4与纵横向加劲肋5的连接处强度提高，另一方面，经过倒角处理可以更方便地脱模。
[0036]具体地，混凝土层3的具体厚度、多个纵向加劲肋4的间隔距离需依据实际设计计算而定，纵横向加劲肋5为通长。
[0037]进一步地，纵向加劲肋4以及纵横向加劲肋5均为混凝土肋。
[0038本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道藻井式衬砌结构，其特征在于，包括覆盖于围岩表面的初期支护(1)，所述初期支护(1)内侧砌筑有二次衬砌，所述初期支护(1)与所述二次衬砌之间铺设有防水层(2)，所述二次衬砌包括混凝土层(3)，所述混凝土层(3)上设有加劲肋。2.根据权利要求1所述的一种隧道藻井式衬砌结构，其特征在于，所述加劲肋包括多个纵向加劲肋(4)以及多个纵横向加劲肋(5)，所述多个纵横向加劲肋(5)呈环形且沿隧道轴向均匀布设，所述多个纵向加劲肋(4)均分别依次连接多个纵横向加劲肋(5)，所述多个纵向加劲肋(4)沿隧道周向均匀布设。3.根据权利要求2所述的一种隧道藻井式衬砌结构，其特征在于，所述纵向加劲肋(4)与纵横向加劲肋(5)的连接处均经过倒角处理。4.根据权利要求2所述的一种隧道藻井式衬砌结构，其特征在于，所述纵向加劲肋(4)以及纵横向加劲肋(5)均为混凝土肋。5.根据权利要求2所述的一种隧道藻井式衬砌结构，其特征在于，所述纵向加劲肋(4)以及纵横向加劲肋(5)与所述混凝土...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷升祥，孙嘉良，郭春晖，马遥遥，张玉敏，
申请(专利权)人：中铁第五勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：