CN215057418U - 一种水工隧道衬砌结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水工隧道衬砌结构，包括UHPC二衬预制筒、现浇混凝土层、初支衬砌；所述现浇混凝土层是由在UHPC二衬预制筒与初支衬砌之间浇筑混凝土制成。本实用新型通过采用抗渗抗腐蚀能力强的UHPC材料制作隧道二衬预制筒，并将其作为水工隧道的内表面，能够增强水工隧道临水接触面的抗冲刷和抗腐蚀能力，并且UHPC材料力学性能优越，能够适应各级强度的水流冲蚀。

Description

一种水工隧道衬砌结构

【技术领域】

本实用新型涉及水工隧道领域，尤其涉及一种水工隧道衬砌结构。

【背景技术】

水工隧道是专门用于水库蓄水泄水、农田灌溉、水利水电施工引流等水利工程隧道，目前主要分为传输水工隧道、调控水工隧道、施工水工隧道以及排沙水工隧道四种类型。由于水工隧道的主要功能是排水，因此水工隧道工作时会一直受到水流的冲蚀，但水工隧道与水的直接接触结构二次衬砌是采用普通混凝土分段浇筑养护制成，抗腐蚀能力有限，而且由于二衬施工常采用衬砌台车进行，当浇筑振捣不到位时，衬砌表面容易产生麻面、蜂窝等现象，影响施工质量。

UHPC是一种超高性能混凝土材料，具有优异的力学性能以及超强的抗渗、抗腐蚀能力，本实用新型拟将UHPC材料制成隧道二衬外侧模板，然后将其与普通混凝土浇筑为一体，利用UHPC的材料特性，使水工隧道拥有可靠的防渗及防腐蚀能力，能有效增强其抗冲蚀能力。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种抗冲刷能力强、抗渗抗腐蚀能力好，力学性能优异，并且施工方便的水工隧道衬砌结构。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种水工隧道衬砌结构，包括UHPC二衬预制筒、套设于所述UHPC二衬预制筒并与所述UHPC二衬预制筒间隔设置的初支衬砌、夹设于所述UHPC二衬预制筒和所述初支衬砌之间的现浇混凝土层以及埋设于所述UHPC二衬预制筒和所述现浇混凝土层内并用于连接所述UHPC二衬预制筒和所述现浇混凝土层的连接钢筋。

作为本实用新型的一种优选改进，所述UHPC二衬预制筒呈圆筒型结构，管壁厚度为8～12mm，长度为1.0～1.5m。

作为本实用新型的一种优选改进，所述UHPC二衬预制筒前部设有榫头(11)，尾部设有与榫头(匹配的榫槽，所述UHPC二衬预制筒外侧面设有沿所述UHPC二衬预制筒周向设置的T型凸肋(。

作为本实用新型的一种优选改进，所述榫头的高度为5mm～7mm，所述榫槽的深度为7～9mm。

作为本实用新型的一种优选改进，所述T型凸肋包括固设于所述UHPC二衬预制筒外侧表面的翼缘板和垂直固设于所述翼缘板上的腹板，所述腹板高度为4～5cm，厚度为1.5～2.5cm；所述翼缘板宽度为4～5cm，厚度为1.5～2cm，相临的所述T型凸肋之间的间距为0.5～0.6m。

作为本实用新型的一种优选改进，所述UHPC二衬预制筒靠近所述现浇混凝土层的一侧设有螺栓孔，所述螺栓孔的深度为3～4cm，孔径为2～3cm。

作为本实用新型的一种优选改进，所述螺栓孔分布在所述T型凸肋之间。

作为本实用新型的一种优选改进，所述连接钢筋一端为与螺栓孔匹配的螺纹头，所述连接钢筋带有螺纹头的一端扭入所述螺栓孔，另一端与所述现浇混凝土层内的钢筋焊接。

本实用新型的技术效果在于：

(1)抗渗耐冲刷：采用抗冲刷性能好的UHPC材料制作二衬预制筒，将其用于水工隧道的迎水接触面，能够增强水工隧道的抗冲刷性能，并且UHPC二衬预制筒具有很强的抗渗能力，可以避免隧道内水流渗入隧道结构层造成结构破坏，影响其安全使用；

(2)力学性能好，使用寿命长：通过将UHPC与普通混凝土相结合组合水工隧道二衬结构，并通过在UHPC二衬预制筒设置T型凸肋，增强水工隧道二衬结构的抗压强度，并且UHPC预制筒能够抵抗水流侵蚀，保护二衬结构不受损坏，并使其具有更长的寿命和更高的安全性能；

(3)结构简单，施工方便：UHPC-普通混凝土组合二衬结构，只需在施工时将UHPC预制筒前后嵌入榫槽，然后直接放置在二衬钢筋上，最后在UHPC预制筒与初支衬砌之间浇筑混凝土并养护即可，施工简便易行。而且UHPC预制筒是预先制作的结构，安装完成后可以实现一部分模板的功能，能够防止现浇混凝土层溜出，因此能够加快施工速度，缩短施工工期。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1为本实用新型一种水工隧道衬砌结构的结构示意图；

图2为本实用新型一种水工隧道衬砌结构的剖视结构示意图；

图3为本实用新型一种水工隧道衬砌结构的拼接结构示意图；

图4为本实用新型一种水工隧道衬砌UHPC二衬预制筒的结构示意图；

图5为本实用新型一种水工隧道衬砌结构的现浇混凝土层与初支衬砌的装配结构示意图；

其中，1为UHPC二衬预制筒、11为榫头、111为橡胶圈、12为榫槽、13为T型凸肋、14为螺栓孔、2为现浇混凝土层、3为初支衬砌、4为连接钢筋。

【具体实施方式】

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，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-5所示，本实用新型提供了一种水工隧道衬砌结构，包括UHPC二衬预制筒1、套设于所述UHPC二衬预制筒1并与所述UHPC二衬预制筒1间隔设置的初支衬砌3、夹设于所述UHPC二衬预制筒1和所述初支衬砌3之间的现浇混凝土层2以及埋设于所述UHPC二衬预制筒1和所述现浇混凝土层2内并用于连接所述UHPC二衬预制筒1和所述现浇混凝土层2的连接钢筋4。

所述UHPC二衬预制筒1采用抗压强度为100MPa的UHPC材料制作，且呈圆筒型结构，内径为1.2m，管壁厚度为8mm，长度为1.5m。

所述现浇混凝土层2是由在UHPC二衬预制筒1与初支衬砌3之间浇筑混凝土制成。所述UHPC二衬预制筒1靠近初支衬砌3的侧面设置有T型凸肋13，所述T型凸肋13能够增UHPC二衬预制筒1的结构强度。具体的，所述UHPC二衬预制筒1前部设有榫头11，尾部设有与所述榫头11匹配的榫槽12，所述榫头11的高度为5mm，榫槽12的深度为7。所述榫头11与所述榫槽12之间还可以设有防水橡胶圈111以便于UHPC二衬预制筒1安装与拼接缝防水。

所述UHPC二衬预制筒1靠近现浇混凝土层2的一侧设螺栓孔14，具体的，所述所述螺栓孔14分布在两T型凸肋13之间，深度为4cm，孔径为3cm。所述连接钢筋4一端扭入螺栓孔14，另一端与现浇混凝土层2中的钢筋焊接。

所述T型凸肋13包括固设于所述UHPC二衬预制筒1外侧表面的翼缘板和垂直固设于所述翼缘板上的腹板，腹板高度为5cm，厚度为2.0cm；翼缘板宽度为5cm，厚度为2.0cm，相临T型凸肋13之间的间距为0.5m。

本实用新型的技术效果在于：

(1)抗渗耐冲刷：采用抗冲刷性能好的UHPC材料制作二衬预制筒，将其用于水工隧道的迎水接触面，能够增强水工隧道的抗冲刷性能，并且UHPC二衬预制筒具有很强的抗渗能力，可以避免隧道内水流渗入隧道结构层造成结构破坏，影响其安全使用；

(2)力学性能好，使用寿命长：通过将UHPC与普通混凝土相结合组合水工隧道二衬结构，并通过在UHPC二衬预制筒设置T型凸肋，增强水工隧道二衬结构的抗压强度，并且UHPC预制筒能够抵抗水流侵蚀，保护二衬结构不受损坏，并使其具有更长的寿命和更高的安全性能；

(3)结构简单，施工方便：UHPC-普通混凝土组合二衬结构，只需在施工时将UHPC预制筒前后嵌入榫槽，然后直接放置在二衬钢筋上，最后在UHPC预制筒与初支衬砌之间浇筑混凝土并养护即可，施工简便易行。而且UHPC预制筒是预先制作的结构，安装完成后可以实现一部分模板的功能，能够防止现浇混凝土层溜出，因此能够加快施工速度，缩短施工工期。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但并不仅仅限于说明书和实施方案中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里所示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种水工隧道衬砌结构，其特征在于，包括UHPC二衬预制筒(1)、套设于所述UHPC二衬预制筒(1)并与所述UHPC二衬预制筒(1)间隔设置的初支衬砌(3)、夹设于所述UHPC二衬预制筒(1)和所述初支衬砌(3)之间的现浇混凝土层(2)以及埋设于所述UHPC二衬预制筒(1)和所述现浇混凝土层(2)内并用于连接所述UHPC二衬预制筒(1)和所述现浇混凝土层(2)的连接钢筋(4)。

2.根据权利要求1所述的一种水工隧道衬砌结构，其特征在于，所述UHPC二衬预制筒(1)呈圆筒型结构，管壁厚度为8～12mm，长度为1.0～1.5m。

3.根据权利要求1所述的一种水工隧道衬砌结构，其特征在于，所述UHPC二衬预制筒(1)前部设有榫头(11)，尾部设有与榫头(11)匹配的榫槽(12)，所述UHPC二衬预制筒(1)外侧面设有沿所述UHPC二衬预制筒(1)周向设置的T型凸肋(13)。

4.根据权利要求3所述的一种水工隧道衬砌结构，其特征在于，所述榫头(11)的高度为5mm～7mm，所述榫槽(12)的深度为7～9mm。

5.根据权利要求3所述的一种水工隧道衬砌结构，其特征在于，所述T型凸肋(13)包括固设于所述UHPC二衬预制筒(1)外侧表面的翼缘板和垂直固设于所述翼缘板上的腹板，所述腹板高度为4～5cm，厚度为1.5～2.5cm；所述翼缘板宽度为4～5cm，厚度为1.5～2cm，相临的所述T型凸肋(13)之间的间距为0.5～0.6m。

6.根据权利要求1所述的一种水工隧道衬砌结构，其特征在于，所述UHPC二衬预制筒(1)靠近所述现浇混凝土层(2)的一侧设有螺栓孔(14)，所述螺栓孔(14)的深度为3～4cm，孔径为2～3cm。

7.根据权利要求6所述的一种水工隧道衬砌结构，其特征在于，所述螺栓孔(14)分布在所述T型凸肋(13)之间。

8.根据权利要求1所述的一种水工隧道衬砌结构，其特征在于，所述连接钢筋(4)一端为与螺栓孔(14)匹配的螺纹头，所述连接钢筋(4)带有螺纹头的一端扭入所述螺栓孔(14)，另一端与所述现浇混凝土层(2)内的钢筋焊接。

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