CN208858359U - 一种应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构，包括由外到内依次支撑在隧道下的初期支护、保护层、缓冲气垫层和二次衬砌；初期支护厚度为20‑25cm；保护层为双层土工布，固定在初期支护形成的基面上；缓冲气垫层气压为0.1‑0.5MPa，缓冲气垫层固定在保护层形成的基面上；二次衬砌为厚度为48‑52cm的钢筋混凝土层。在隧道周边设置缓冲气垫层可有效解决现有技术中存在的问题，缓冲气垫层介于初期支护和二次衬砌之间，能够释放一部分蠕变应力，减小了二次衬砌受力，使二次衬砌受力均匀。由于pvc高分子材料的气垫层密封性能好，能代替隧道中使用的一般防水层，减少了建设费用，工艺经济可靠。

Description

一种应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构

技术领域

本实用新型属于隧道领域，具体涉及应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构。

背景技术

随着大量隧道工程建设，隧道在穿越围岩破碎、稳定性差的地层时，由于围岩的蠕变特性，极易出现初期支护变形时间长、变形量大的现象。这种现象对二次衬砌支护时机的选择带来了极大的困扰。二次衬砌施作过早，则可能使其荷载分担比例过大而导致开裂，降低隧道结构耐久性；二次衬砌施作过晚，则可能造成初期支护变形无法控制，以致隧道侵限或失稳。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构，包括由外到内依次支撑在隧道下的初期支护、保护层、缓冲气垫层和二次衬砌；

初期支护厚度为20-25cm；

保护层为双层土工布，固定在初期支护形成的基面上；

缓冲气垫层气压为0.1-0.5MPa，缓冲气垫层固定在保护层形成的基面上；

二次衬砌为厚度为48-52cm的现浇钢筋混凝土层。

进一步的，还包括衬垫，衬垫上预留有螺丝钉孔；缓冲气垫层由若干气室构成，气室表面分布有连接带；当连接带伸入衬垫时，螺丝钉孔处的螺丝钉能够压紧连接带将气室和衬垫连为一体。

进一步的，衬垫上还预留有射钉孔；射钉孔处的射钉能够将连为一体的气室和衬垫固定在保护层形成的基面上。

进一步的，射钉孔四周设有金属垫片。

进一步的，气室上的连接带的布置密度为4-6条/m²。

进一步的，保护层通过钢筋锚钉固定在初期支护形成的基面上。

进一步的，钢筋锚钉的密度为2-4点/m²。

进一步的，气室两侧设有连接板。

进一步的，气室由PVC高分子制成。

进一步的，衬垫由塑料制成。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构，可有效解决现有技术中存在的问题，缓冲气垫层介于初期支护和二次衬砌之间，能够释放一部分蠕变应力，减小了二次衬砌受力，有效减小了二次衬砌变形和破坏的可能性；缓冲气垫层与二次衬砌紧贴，二次衬砌所受的压力将会更加均匀，使得隧道二次衬砌整体压力承受能力更强；初期支护表面设置土工布保护层，表面平整保证了缓冲气垫层施工时不被尖锐物破坏；缓冲气垫层由独立气室而成，一个气室的破坏不影响整体气垫层的发挥作用；另外采用预制的缓冲气垫层，减少了施工中损坏的可能性；缓冲气垫层设置为0.1-0.5MPa，使得缓冲效果更加明显；另一方面，垫缓冲气垫层可由拱顶至边墙一次性铺设，工序简单，并且在作为缓冲气垫层的同时替代了常规防水板，节省了施工费用。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构剖面示意图；

图3为本实用新型提供的一种应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构中的缓冲气垫层正视图；

图4为本实用新型提供的一种应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构中的缓冲气垫层独立气室结构放大图；

图5为本实用新型提供的独立气室之间的搭接示意图；

图6为本实用新型提供的一种应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构中的衬垫正视图。

图7为本实用新型提供的一种应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构中的衬垫左视图；

图8为本实用新型提供的一种应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构中的土工布保护层铺设示意图；

图9为本实用新型提供的一种缓冲气垫层结构铺设示意图。

其中：1-初期支护；2-保护层；3-缓冲气垫层；4-二次衬砌；5-连接板；6-连接带；7-衬垫；8-螺丝钉孔；9-射钉孔；10-射钉；11-金属垫片；12-螺丝钉；13-围岩；14-钢筋锚钉。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参见图1和图2，图1为本实用新型提供的一种应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构示意图，图2为本实用新型提供的一种应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构剖面示意图；在隧道的初期支护1上铺设有土工布保护层2，采用钢筋锚钉14将保护层2固定在初期支护1上；在保护层2上铺设有缓冲气垫层3，在缓冲气垫层3上施作有二次衬砌4。其中，初期支护1的厚度为20-25cm，20cm、23cm或25cm；缓冲气垫层3气压为0.1-0.5MPa，尤其是0.1MPa、0.3MPa或0.5MPa；二次衬砌4为厚度为48-52cm，尤其是48cm、50cm或52cm。参见图3，图3为本实用新型提供的一种应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构中的缓冲气垫层正视图；缓冲气垫层3采用PVC高分子材料制作，高度为5-10cm，宽度视台车长度预制为2-6m，长度视隧道截面而定。缓冲气垫层3由若干1×1m独立气室构成，参见图4，图4为本实用新型提供的一种应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构中的独立气室结构示意图；气室内气压设置为0.1-0.5MPa；气室表面分布有长条状连接带，布置密度为4-6条/m²，尤其是4条/m²、5条/m²或6条/m²；通过螺丝钉与衬垫7连为一体，而连为一体的衬垫7和缓冲气垫层3通过射钉和金属垫片固定在保护层2形成的基面上。

参见图5，图5为本实用新型提供的一种独立气室之间的搭接示意图，通过两块独立气室之间的搭接杜绝了渗漏水的可能性。采用塑料焊枪对相邻独立气室3左右两侧的连接板5进行焊接，连接板搭接宽度不小于100mm，焊缝为双焊缝。焊接时两侧焊缝宽度≥25mm。

参见图6和图7，图6和图7分别为本实用新型提供的一种应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构中的衬垫正视图和左视图；衬垫7尺寸为3×3×1.5cm，一端设有开口，中间为中空结构，当连接带6从开口伸入中空结构时，拧紧衬垫7上下两端对称分布的螺丝钉孔8内的螺丝钉，将气室与衬垫7固定为一体；射钉穿过衬垫7上的射钉孔9，将连为一体的气室与衬垫7固定在保护层2形成的基面上；衬垫7的尺寸使其能够适应气室。另一种是实施例中，衬垫7与气室接触的表面设有凹陷，使气室受到压缩时有变形的空间。

参见图8，图8为本实用新型提供的一种应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构中的土工布保护层铺设示意图；初期支护1支撑在围岩13下面，保护层2通过钢筋锚钉14固定在初期支护1形成的基面上；钢筋锚钉14的密度为2-4点/m²，尤其是2点/m²、3点/m²或4点/m²。

参见图9，图9为本实用新型提供的一种缓冲气垫层结构铺设示意图。在隧道周边设置缓冲气垫层可有效解决现有技术中存在的问题，缓冲气垫层3介于初期支护1和二次衬砌4之间，能够释放一部分蠕变应力，减小了二次衬砌受力，并且使二次衬砌受力均匀。由于PVC高分子材料制作的气垫层密封性能好，能代替隧道中使用的一般防水层，减少了建设费用，工艺经济可靠。

本实用新型的施工方法，包括如下步骤：

1)清理初期支护1的表面：在隧道开挖并施作初期支护后，清理初期支护1的表面。清除初期支护1表面锚杆头等尖锐物，对于开挖面严重凹凸不平的部位进行找平。

2)铺设土工布保护层2：沿隧道的初期支护1表面铺设保护层2，为双层，用钢筋锚钉14进行固定。

3)铺设气垫层3：将缓冲气垫层3表面的连接带6和塑料衬垫7通过螺丝钉12连接，在塑料衬垫7上设置有预留螺丝钉孔8。而塑料衬垫和缓冲气垫层通过射钉10和金属垫片11固定在土工布保护层2形成的基面上，塑料衬垫7上设置有预留射钉孔9。铺设时，由拱顶向两侧摊铺。

4)在步骤3的基础上，采用塑料焊枪对相邻缓冲气垫层3左右两侧的连接板5间进行焊接，连接板搭接宽度不小于100mm，焊缝为双焊缝。焊接时两侧焊缝宽度≥25mm。焊接完后检查是否有虚焊、漏焊部位，若有漏点，应做好标记并及时修补。

5)及时施作仰拱和二次衬砌4。

本实用新型提供的缓冲气垫层铺设方法，缓冲气垫层没有破坏，减少了运营期间渗漏水的可能性。本支护系统缓冲、防水效果好，后期运营管理费用低。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构，其特征在于，包括由外到内依次支撑在隧道下的初期支护(1)、保护层(2)、缓冲气垫层(3)和二次衬砌(4)；

初期支护(1)厚度为20-25cm；

保护层(2)为双层土工布，固定在初期支护(1)形成的基面上；

缓冲气垫层(3)气压为0.1-0.5MPa，缓冲气垫层(3)固定在保护层(2)形成的基面上；

二次衬砌(4)为厚度为48-52cm的现浇钢筋混凝土层。

2.根据权利要求1所述的应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构，其特征在于，还包括衬垫(7)，衬垫(7)上预留有螺丝钉孔(8)；缓冲气垫层(3)由若干气室构成，气室表面分布有连接带(6)；当连接带(6)伸入衬垫(7)时，螺丝钉孔(8)处的螺丝钉能够压紧连接带(6)将气室和衬垫(7)连为一体。

3.根据权利要求2所述的应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构，其特征在于，衬垫(7)上还预留有射钉孔(9)；射钉孔处的射钉(10)能够将连为一体的气室和衬垫(7)固定在保护层(2)形成的基面上。

4.根据权利要求3所述的应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构，其特征在于，射钉孔四周设有金属垫片(11)。

5.根据权利要求1所述的应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构，其特征在于，气室上的连接带(6)的布置密度为4-6条/m²。

6.根据权利要求1所述的应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构，其特征在于，保护层(2)通过钢筋锚钉(14)固定在初期支护(1)形成的基面上。

7.根据权利要求6所述的应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构，其特征在于，钢筋锚钉(14)的密度为2-4点/m²。

8.根据权利要求2所述的应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构，其特征在于，气室两侧设有连接板(5)。

9.根据权利要求2所述的应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构，其特征在于，气室由PVC高分子制成。

10.根据权利要求2所述的应用于围岩蠕变条件下隧道缓冲结构，其特征在于，衬垫(7)由塑料制成。