CN103352708B - 一种衬砌支护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种衬砌支护装置，属于隧道施工技术领域。它解决了现有衬砌支护装置无法同时满足衬砌强度高和防渗水性好等技术问题。本衬砌支护装置，衬砌支护装置包括依次设置的外围防护层、主防水层和预制拱片层，外围防护层的内侧面上具有若干周向设置的引水槽，主防水层固定在预制拱片层的外周面上，预制拱片层包括若干预制板，预制板上还固定有固定管，预制板包括板体和位于板体两端的抵靠部一和抵靠部二，相邻预制板的抵靠部一和抵靠部二邻接固定，抵靠部一和抵靠部二之间还设有橡胶垫，抵靠部一和抵靠部二之间通过铆钉固定。本发明具有强度高同时防渗水性好的优点。

Description

一种衬砌支护装置
技术领域
本发明属于隧道施工领域，涉及一种衬砌支护装置。
背景技术
我国拥有近二万公里长的海岸线，岛屿、海湾星罗棋布今后随着国民经济的进一步发展，人民生活水平和质量的进一步提高，对跨海交通的需求将与日俱增。用桥梁或隧道的方式，将远离大陆的各个岛屿甚至各大陆连接起来，以方便人们的出行、促进区域经济发展是各国人民长久以来的梦想。随着现代化的勘察技术、建筑材料技术以及施工技术的发展，这些梦想已在多处得到逐步实现。修建跨海的公路或铁路通道，可以在桥梁方案与隧道方案之间选择。在早期，由于受技术条件限制，一般以修建桥梁为多；到了近代，由于隧道具备抵抗恶劣气候条件的能力强、对环境影响小、战备功能高等优点，已越来越受到重视。而隧道具有不受台风、浓雾天气条件的影响可以全天侯使用，也不像桥梁那样容易阻塞海上航运，隧道也有利于备战安全，因此隧道是未来跨海海峡交通发展的重点。
渗漏水一直是影响隧道运营安全的主要因素之一，而施工缝渗漏水是隧道内渗漏水主要发生的部位。铁路隧道洞内渗漏水将会影响拱部接触网受流安全，进而影响列车的运行安全；公路隧道洞内渗漏水将会影响将会影响隧道内行车、照明及通风系统安全。随着高速铁路、高速公路的建设，隧道内渗漏水对运营行车安全的影响加大，安全风险进一步增加。目前，隧道施工缝是基于多道隔水或通过增加地下水在施工缝渗流途径，减小地下水沿施工图的渗流，从而力图达到施工缝防水的目的。如《铁路隧道设计规范》中13.2.3条的第4条规定，Ⅰ级铁路隧道、Ⅱ级铁路电化隧道的施工缝同时采用两种可靠的复合防水措施。施工缝防水构造如附图1，虽然采取了多道防水措施，但施工缝仍为防水薄弱环节，甚至影响隧道使用，因此施工缝防水是发展高速铁路、高速公路隧道建设过程中亟待解决的问题。
衬砌是隧道建设中为防止围岩变形或坍塌以及渗漏水，沿隧道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构，为了解决渗漏水问题，中国专利文献公开了隧道二次衬砌施工缝防水构造【CN 202832570 U】，它包括洞内侧沟和埋设于初期支护、二次衬砌之间的纵向排水盲管，在二次衬砌施工缝位置靠初期支护面设置一道防排水板，防排水板的下端与纵向盲管接通。该专利中采用排水板来进行排水板，排水板的截面呈波浪形，很难承受较大的压力，因此会削弱衬砌防止围岩变形或坍塌的作用，导致衬砌的强度变小。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种衬砌支护装置，该衬砌支护装置具有强度高，防渗漏水性能好的特点。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种衬砌支护装置，其特征在于，所述的衬砌支护装置包括依次设置的外围防护层、主防水层和预制拱片层，所述的外围防护层采用混凝土浇筑而成，所述的外围防护层的内侧面上具有若干周向设置的引水槽，所述的主防水层固定在预制拱片层的外周面上，所述的预制拱片层包括若干预制板，所述的预制板上还固定有固定管，所述的固定管的一端固定在预制板上，所述的固定管的另一端穿过外围防护层和主防水层，所述的预制板包括板体和位于板体两端的抵靠部一和抵靠部二，所述的抵靠部一的厚度和抵靠部二的厚度均为板体的厚度的一半，所述的抵靠部一位于板体靠近外周面的一侧，所述的抵靠部二位于板体靠近内周面的一侧，相邻所述预制板的抵靠部一和抵靠部二邻接固定，所述的抵靠部一和抵靠部二之间还设有橡胶垫，所述的抵靠部一和抵靠部二之间通过铆钉固定。
外围防护层能填补围岩之间的凹凸不平的区域，使得主防水层和预制拱片层与围岩的接触面为圆弧面，防止主防水层被压破，能使围岩的压力均匀的作用在预制拱片层，外围防护层上的引水槽能将渗入的水迅速的引走，防止积水的产生；主防水层能防止水渗入到预制拱片层，保证衬砌的防渗水性；抵靠部一和抵靠部二之间为邻接固定，接触面积大，且预制板均首尾相连，预制板之间能将压力平均分配，使得预制拱片层能承受很大的压力，橡胶垫能防止水从抵靠部一和抵靠部二渗入，同时橡胶垫有一定的形变能力，能在衬砌稳定之前提供一定的形变能力，避免预制板因为压力过大而变形，提高衬砌的强度。
在上述的衬砌支护装置中，所述的外围防护层的下部处固定有引水管，所述的引水管沿外围防护层的轴向分布，所述的引水管上开设有若干引水孔，所述的引水槽的槽底面位于外围防护层的下部处开设有通孔，所述的引水孔与通孔相连通。从围岩渗透的水通过引水槽的引导流质外围防护层的下部，通过引水管迅速的排出，防止积水导致水压变大造成渗水。
在上述的衬砌支护装置中，所述的外围防护层、主防水层和预制拱片层的截面均呈圆环形且同圆心。呈圆形保证衬砌自身能承受很大的压力，防止围岩变形或坍塌，同时引水槽也呈圆形能有效的将水引导至外围防护层的下部从引水管排出。
在上述的衬砌支护装置中，所述的固定管的中轴线朝向预制拱片层的圆心。固定管插入岩层中，能增加岩层之间的连接，减少岩层松动的可能性，也就保证了衬砌能有效的支撑围岩。
在上述的衬砌支护装置中，所述的主防水层采用三元乙丙橡胶防水卷材。三元乙丙橡胶防水卷材能有效的防止水从外围防护层渗透到预制拱片层。
与现有技术相比，本衬砌支护装置具有以下优点：
1、外围防护层能填补围岩之间的凹凸不平的区域，使得主防水层和预制拱片层与围岩的接触面为圆弧面，防止主防水层被压破，能使围岩的压力均匀的作用在预制拱片层，外围防护层上的引水槽能将渗入的水迅速的引走，防止积水的产生。
2、抵靠部一和抵靠部二之间为邻接固定，接触面积大，且预制板均首尾相连，预制板之间能将压力平均分配，使得预制拱片层能承受很大的压力。
3、橡胶垫能防止水从抵靠部一和抵靠部二渗入，同时橡胶垫有一定的形变能力，能在衬砌稳定之前提供一定的形变能力，避免预制板因为压力过大而变形，提高衬砌的强度。
4、固定管插入岩层中，能增加岩层之间的连接，减少岩层松动的可能性，也就保证了衬砌能有效的支撑围岩。
附图说明
图1是衬砌支护装置的截面剖视结构示意图。
图中，11、外围防护层；12、引水槽；13、引水管；21、主防水层；31、预制拱片层；32、板体；33、抵靠部一；34、抵靠部二；41、固定管。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，一种衬砌支护装置，衬砌支护装置包括依次设置的外围防护层11、主防水层21和预制拱片层31，外围防护层11、主防水层21和预制拱片层31的截面均呈圆环形且同圆心。外围防护层11采用混凝土浇筑而成，外围防护层11的内侧面上具有若干周向设置的引水槽12，主防水层21固定在预制拱片层31的外周面上，主防水层21采用三元乙丙橡胶防水卷材。预制拱片层31包括若干预制板，预制板上还固定有固定管41，固定管41的一端固定在预制板上，固定管41的另一端穿过外围防护层11和主防水层21，固定管41的中轴线朝向预制拱片层31的圆心，预制板包括板体32和位于板体32两端的抵靠部一33和抵靠部二34，抵靠部一33的厚度和抵靠部二34的厚度均为板体32的厚度的一半，抵靠部一33位于板体32靠近外周面的一侧，抵靠部二34位于板体32靠近内周面的一侧，相邻预制板的抵靠部一33和抵靠部二34邻接固定，抵靠部一33和抵靠部二34之间还设有橡胶垫，抵靠部一33和抵靠部二34之间通过铆钉固定。
如图1所示，外围防护层11的下部处固定有引水管13，引水管13沿外围防护层11的轴向分布，引水管13上开设有若干引水孔，引水槽12的槽底面位于外围防护层11的下部处开设有通孔，引水孔与通孔相连通。从围岩渗透的水通过引水槽12的引导流质外围防护层11的下部，通过引水管13迅速的排出，防止积水导致水压变大造成渗水。
外围防护层11能填补围岩之间的凹凸不平的区域，使得主防水层21和预制拱片层31与围岩的接触面为圆弧面，防止主防水层21被压破，能使围岩的压力均匀的作用在预制拱片层31，外围防护层11上的引水槽12能将渗入的水迅速的引走，防止积水的产生；主防水层21能防止水渗入到预制拱片层31，保证衬砌的防渗水性；抵靠部一33和抵靠部二34之间为邻接固定，接触面积大，且预制板均首尾相连，预制板之间能将压力平均分配，使得预制拱片层31能承受很大的压力，橡胶垫能防止水从抵靠部一33和抵靠部二34渗入，同时橡胶垫有一定的形变能力，能在衬砌稳定之前提供一定的形变能力，避免预制板因为压力过大而变形，提高衬砌的强度。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了外围防护层11；引水槽12；引水管13；主防水层21；预制拱片层31；板体32；抵靠部一33；抵靠部二34；固定管41等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (4)

1.一种衬砌支护装置，其特征在于，所述的衬砌支护装置包括依次设置的外围防护层(11)、主防水层(21)和预制拱片层(31)，所述的外围防护层(11)采用混凝土浇筑而成，所述的外围防护层(11)的内侧面上具有若干周向设置的引水槽(12)，所述的主防水层(21)固定在预制拱片层(31)的外周面上，所述的预制拱片层(31)包括若干预制板，所述的预制板上还固定有固定管(41)，所述的固定管(41)的一端固定在预制板上，所述的固定管(41)的另一端穿过外围防护层(11)和主防水层(21)，所述的预制板包括板体(32)和位于板体(32)两端的抵靠部一(33)和抵靠部二(34)，所述的抵靠部一(33)的厚度和抵靠部二(34)的厚度均为板体(32)的厚度的一半，所述的抵靠部一(33)位于板体(32)靠近外周面的一侧，所述的抵靠部二(34)位于板体(32)靠近内周面的一侧，相邻所述预制板的抵靠部一(33)和抵靠部二(34)邻接固定，所述的抵靠部一(33)和抵靠部二(34)之间还设有橡胶垫，所述的抵靠部一(33)和抵靠部二(34)之间通过铆钉固定。
2.根据权利要求1所述的衬砌支护装置，其特征在于，所述的外围防护层(11)的下部处固定有引水管(13)，所述的引水管(13)沿外围防护层(11)的轴向分布，所述的引水管(13)上开设有若干引水孔，所述的引水槽(12)的槽底面位于外围防护层(11)的下部处开设有通孔，所述的引水孔与通孔相连通。
3.根据权利要求1所述的衬砌支护装置，其特征在于，所述的外围防护层(11)、主防水层(21)和预制拱片层(31)的截面均呈圆环形且同圆心。
4.根据权利要求3所述的衬砌支护装置，其特征在于，所述的固定管(41)的中轴线朝向预制拱片层(31)的圆心。
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