CN212454457U - 水工隧洞在极小围岩厚度情况下上跨铁路隧道的结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水工隧洞在极小围岩厚度情况下上跨铁路隧道的结构，包括水工隧洞和铁路隧道，水工隧洞上跨铁路隧道，水工隧洞与铁路隧道交叉的一段为交叉段；水工隧洞具有一段防渗结构段，防渗结构段的两端超出其交叉段一段距离，水工隧洞的防渗结构段的岩壁内侧依次设有初期支护层a、二次衬砌层a和防水内衬，防渗结构段的两端分别设有环形防渗帷幕，环形防渗帷幕的内环连接于防渗结构段的内壁，环形防渗帷幕的外环伸入基岩；水工隧洞的交叉段的下侧设有支撑底座，铁路隧道两侧的基岩中设有若干支撑于支撑底座下的桩基。本实用新型结合严格防渗措施和结构受力体系，确保了运行期两条隧洞建筑物的安全。

Description

水工隧洞在极小围岩厚度情况下上跨铁路隧道的结构

技术领域

本实用新型涉及隧道工程技术领域，具体涉及一种水工隧洞在极小围岩厚度情况下上跨铁路隧道的结构。

背景技术

随着近年国家加快铁路、水利等基础设施的建设步伐，作为线型工程，项目之间的立体交叉，将会越来越多的出现。根据水利水电行业相关规范要求，相邻隧洞之间的岩体厚度，应结合布置需要、地质条件、围岩应力应变情况、施工方法和运行条件等综合分析确定，规定其厚度不宜小于2倍开挖洞径(或洞宽)的要求，经论证岩体厚度可适当减小，但不应小于1倍开挖洞径的要求。

另一方面，由于铁路(特别是高铁)运行和建设的自身要求及重要程度，往往一旦高铁隧道初步贯通，水工隧洞都难以再从铁路隧道上部进行穿越。水工隧洞自身的输水功能，加之衬砌结构一般采用限裂设计，而围岩体中往往存在构造裂隙、软弱夹层等地质问题，特别是在施工过程中出现围岩应力卸荷调整构成可能的渗水通道，在此情况下，较为集中的内水外渗，则会对铁路隧道电力控制设备系统造成安全隐患。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供了一种水工隧洞在极小围岩厚度情况下上跨铁路隧道的结构，以结合严格防渗措施和结构受力体系，确保运行期两条隧洞建筑物的安全。

本实用新型提供了一种水工隧洞在极小围岩厚度情况下上跨铁路隧道的结构，包括水工隧洞和铁路隧道，所述水工隧洞上跨铁路隧道，水工隧洞与铁路隧道交叉的一段为交叉段；所述水工隧洞具有一段防渗结构段，所述防渗结构段的两端超出其交叉段一段距离，水工隧洞的防渗结构段的岩壁内侧依次设有初期支护层a、二次衬砌层a和防水内衬，所述防渗结构段的两端分别设有环形防渗帷幕，所述环形防渗帷幕的内环连接于防渗结构段的内壁，环形防渗帷幕的外环伸入基岩；所述水工隧洞的交叉段的下侧设有支撑底座，所述铁路隧道两侧的基岩中设有若干支撑于所述支撑底座下的桩基。

进一步地，所述初期支护层a包括间隔设置的钢拱架，所述钢拱架通过锚杆拉锚固定于岩壁的内侧，各所述钢拱架之间挂钢筋网并喷射混凝土。

进一步地，所述二次衬砌层a采用微膨胀钢筋混凝土衬砌。

进一步地，所述防水内衬采用钢板内衬，钢板内衬每间隔一段距离设置一道加劲环。

进一步地，所述水工隧洞的防渗结构段的顶部分布有排水孔，所述排水孔的径向内端伸入水工隧洞内部的设计水深以上。

进一步地，所述水工隧洞的防渗结构段的周围设有灌浆孔，防渗结构段四周的基岩通过所述灌浆孔灌浆固结。

进一步地，所述铁路隧道具有一段加强段，所述加强段的两端超出其交叉段一段距离，铁路隧道的加强段的岩壁内侧依次设有初期支护层b和二次衬砌层b，所述初期支护层b的拱部设护拱。

进一步地，所述二次衬砌层b和护拱之间设有弹性橡胶垫。

进一步地，所述二次衬砌层b的背后设环向和纵向的加密盲管，所述铁路隧道的底部的两侧设有侧排水沟，所述加密盲管用于将二次衬砌层b背后的积水引入两侧的侧排水沟。

进一步地，所述铁路隧道的底部的中间设有中心排水沟，积水经两侧的所述侧排水沟汇集和沉淀后通过横向导水管引入所述中心排水沟。

本实用新型的有益效果体现在：本申请适用于水工隧洞在极小围岩厚度情况下从已建成的铁路隧道上方交叉穿越，通过防渗设计以及联合传力(承力)结构，不仅避免施工期对铁路隧道的较大影响，也结合严格防渗措施和结构受力体系，确保了运行期两条隧洞建筑物的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型实施例结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为本实用新型实施例的水工隧洞交叉段的断面图；

图4为本实用新型实施例的铁路隧道交叉段的断面图。

附图中：10-水工隧洞；20-铁路隧道；30-防渗结构段；31-初期支护层a；

311-钢拱架；312-锚杆；32-二次衬砌层a；33-防水内衬；34-环形防渗帷幕；35-排水孔；36-灌浆孔；40-支撑底座；41-桩基；50-加强段；51-初期支护层b；52-二次衬砌层b；53-护拱；54-弹性橡胶垫；55-侧排水沟；56-中心排水沟。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1-图4所示，本实用新型实施例提供了一种水工隧洞在极小围岩厚度情况下上跨铁路隧道的结构，包括水工隧洞10和铁路隧道20，水工隧洞10上跨铁路隧道20，水工隧洞10与铁路隧道20交叉的一段为交叉段。

参照图1、图2和图3，水工隧洞10具有一段防渗结构段30，防渗结构段30的两端超出其交叉段一段距离，水工隧洞10的防渗结构段30的岩壁内侧依次设有初期支护层a31、二次衬砌层a32和防水内衬33。

为了防止水工隧洞10内的水外渗对铁道隧道20的不利影响，防渗结构段30范围水工隧洞10结构强度设计采用抗裂设计，同时提高抗渗标号至W8，并适当增加钢筋用量(含钢量)。

考虑到下部铁路隧道20已基本贯通，为减少对其影响，上部水工隧洞10采用非爆控制开挖，洞身断面分两个台阶，同时跟进初期支护形成初期支护层a31。

具体来说，初期支护层a31包括间隔设置的钢拱架311，钢拱架311通过锚杆312拉锚固定于岩壁的内侧，各钢拱架311之间挂钢筋网并喷射混凝土。

上述二次衬砌具体可采用微膨胀钢筋混凝土衬砌，利用微膨胀钢筋混凝土衬砌的微膨胀性能，能够减小二次衬砌层a32与防水内衬33之间的施工间隙。

通过在水工隧洞10防渗结构段30的二次衬砌层a32内侧设防水内衬33，能够防止水工隧洞10内经过防渗结构段30的水渗入铁路隧道20，本实施例中，防水内衬33具体可采用钢板内衬，钢板内衬每间隔一段距离设置一道加劲环，以提高钢板内衬的刚度，减小钢板内衬施工时变形。

为防止防渗结构段30以外水工隧洞10渗水的影响，防渗结构段30的两端分别设有环形防渗帷幕34，环形防渗帷幕34的内环连接于防渗结构段30的内壁，环形防渗帷幕34的外环伸入基岩，以阻挡水工隧洞10内的水从防渗结构段30的两端渗入铁路隧道20。

为加强水工隧洞10的防渗结构段30四周围岩的整体性，减少裂隙的渗水影响，水工隧洞10的防渗结构段30的周围设有灌浆孔36，防渗结构段30四周的基岩通过灌浆孔36灌浆固结。

采用上述防渗措施，满足了水工隧洞10在极小围岩厚度情况下上跨铁路隧道20的防渗要求。

此外，水工隧洞10的防渗结构段30的顶部分布有排水孔35，排水孔35的径向内端伸入水工隧洞10内部的设计水深以上，设置排水孔35的目的是将水工隧洞10上方的岩体中的承压水排入水工隧洞10内，减小其对水工隧洞10的压力。

水工隧洞10的交叉段的下侧设有支撑底座40，支撑底座40具体采用混凝土回填，铁路隧道20两侧的基岩中设有若干支撑于支撑底座40下的桩基41。采用上述设计，水工隧洞10的交叉段通过桩基41传递给铁路隧道20两侧的基岩，而不将荷载直接传递给铁路隧道20，满足了水工隧洞10在极小围岩厚度情况下上跨铁路隧道20的承载要求。

参照图1、图2和图4，铁路隧道20具有一段加强段50，加强段50的两端超出其交叉段一段距离，铁路隧道20的加强段50的岩壁内侧依次设有初期支护层b51和二次衬砌层b52，为了避免上部水工隧洞10施工造成铁路隧道20塌方或变形过大，确保铁路隧道20施工安全，其初期支护采用双层支护结构，每层支护结构与初期支护层a31的结构基本相同，这里不作赘述。同时为了确保施工安全，初期支护层b51的拱部设护拱53。

为减小铁路隧道20列车运行振动对水工隧洞10的影响，二次衬砌层b52和护拱53之间设有弹性橡胶垫54。

铁路隧道20的二次衬砌b52采用防水混凝土，混凝土抗渗等级为P12(标准试件能抵抗的静水压力≥1.2MPa)。该段初期支护层b51与二次衬砌层b52之间拱部及边墙部位铺设防水板及无纺布(分离式)防水。

二次衬砌层b52的背后设环向和纵向的加密盲管，铁路隧道20的底部的两侧设有侧排水沟55，加密盲管用于将二次衬砌层b52背后的积水引入两侧的侧排水沟55。更优地，铁路隧道20的底部的中间设有中心排水沟，积水经两侧的侧排水沟55汇集和沉淀后通过横向导水管引入中心排水沟。

二次衬砌层b52背后的积水通过环向和纵向盲管汇集后引入侧排水沟55，再经过侧排水沟55的汇集和沉淀后通过横向导水管将侧排水沟55内的水引入中心排水沟，由中心排水沟排出洞外，在交叉段，对纵(环)向盲管进行加密，保证二次衬砌层b52背后的积水能及时排出，这样即使水工隧洞10发生渗水，只要渗水量在一定范围内，由于铁路隧道20按排水设计，渗水也不会对铁路隧道20的交叉段产生安全影响。

综上，本申请适用于水工隧洞10在极小围岩厚度情况下从已建成的铁路隧道20上方交叉穿越，通过防渗设计以及联合传力(承力)结构，不仅避免施工期对铁路隧道20的较大影响，也结合严格防渗措施和结构受力体系，确保了运行期两条隧洞建筑物的安全。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种水工隧洞在极小围岩厚度情况下上跨铁路隧道的结构，其特征在于：

包括水工隧洞和铁路隧道，所述水工隧洞上跨铁路隧道，水工隧洞与铁路隧道交叉的一段为交叉段；

所述水工隧洞具有一段防渗结构段，所述防渗结构段的两端超出其交叉段一段距离，水工隧洞的防渗结构段的岩壁内侧依次设有初期支护层a、二次衬砌层a和防水内衬，所述防渗结构段的两端分别设有环形防渗帷幕，所述环形防渗帷幕的内环连接于防渗结构段的内壁，环形防渗帷幕的外环伸入基岩；

所述水工隧洞的交叉段的下侧设有支撑底座，所述铁路隧道两侧的基岩中设有若干支撑于所述支撑底座下的桩基。

2.根据权利要求1所述的水工隧洞在极小围岩厚度情况下上跨铁路隧道的结构，其特征在于：所述初期支护层a包括间隔设置的钢拱架，所述钢拱架通过锚杆拉锚固定于岩壁的内侧，各所述钢拱架之间挂钢筋网并喷射混凝土。

3.根据权利要求1所述的水工隧洞在极小围岩厚度情况下上跨铁路隧道的结构，其特征在于：所述二次衬砌层a采用微膨胀钢筋混凝土衬砌。

4.根据权利要求1或3所述的水工隧洞在极小围岩厚度情况下上跨铁路隧道的结构，其特征在于：所述防水内衬采用钢板内衬，钢板内衬每间隔一段距离设置一道加劲环。

5.根据权利要求1所述的水工隧洞在极小围岩厚度情况下上跨铁路隧道的结构，其特征在于：所述水工隧洞的防渗结构段的顶部分布有排水孔，所述排水孔的径向内端伸入水工隧洞内部的设计水深以上。

6.根据权利要求1所述的水工隧洞在极小围岩厚度情况下上跨铁路隧道的结构，其特征在于：所述水工隧洞的防渗结构段的周围设有灌浆孔，防渗结构段四周的基岩通过所述灌浆孔灌浆固结。

7.根据权利要求1所述的水工隧洞在极小围岩厚度情况下上跨铁路隧道的结构，其特征在于：所述铁路隧道具有一段加强段，所述加强段的两端超出其交叉段一段距离，铁路隧道的加强段的岩壁内侧依次设有初期支护层b和二次衬砌层b，所述初期支护层b的拱部设护拱。

8.根据权利要求7所述的水工隧洞在极小围岩厚度情况下上跨铁路隧道的结构，其特征在于：所述二次衬砌层b和护拱之间设有弹性橡胶垫。

9.根据权利要求7所述的水工隧洞在极小围岩厚度情况下上跨铁路隧道的结构，其特征在于：所述二次衬砌层b的背后设环向和纵向的加密盲管，所述铁路隧道的底部的两侧设有侧排水沟，所述加密盲管用于将二次衬砌层b背后的积水引入两侧的侧排水沟。

10.根据权利要求9所述的水工隧洞在极小围岩厚度情况下上跨铁路隧道的结构，其特征在于：所述铁路隧道的底部的中间设有中心排水沟，积水经两侧的所述侧排水沟汇集和沉淀后通过横向导水管引入所述中心排水沟。

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