泄水降压的管片衬砌结构的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种泄水降压的管片衬砌结构，包括管片衬砌环，其特征在于：管片衬砌环包括同轴拼接的多个泄水降压管片衬砌环和固定管片衬砌环，至少有一组相邻的泄水降压管片衬砌环之间设置有固定管片衬砌环；至少有一组相邻的固定管片衬砌环之间设置有泄水降压管片衬砌环；泄水降压管片衬砌环上设置有向管片衬砌环壁后贯通的泄水降压孔；泄水降压孔的内壁上设置有减压阀；泄水降压管片衬砌环壁后和围岩之间填充有带有孔隙的导水层。本发明有效地降低地下水压，并保证管片衬砌结构的稳定性。
【专利说明】
泄水降压的管片衬砌结构
技术领域
[0001]本发明属于盾构隧道类领域，具体涉及一种泄水降压的管片衬砌结构。【背景技术】
[0002]管片衬砌环是一种广泛应用于盾构(TBM)隧道的结构型式，是一种防水效果较好的隧道结构型式，一般在隧道掘进前由工厂化预制成管片衬砌块，在盾构机内拼装成环，管片块与块之间、环与环之间设置防水用的弹性橡胶密封垫。然后推出盾尾，承受隧道的各种荷载。由于盾构隧道扩挖掘进，因此需要对管片衬砌壁后空隙进行注浆加固，保证盾构隧道的稳定性。
[0003]当管片衬砌隧道结构应用于高水压条件时，如使结构完全承受水压力一方面采用较厚的管片结构，不经济；另一方面，弹性密封垫在长期高水压作用下容易渗漏，影响隧道的安全运营。对高水压管片衬砌现有的泄水降压技术是打开管片环上预留的泄压孔，将衬砌壁后的地下水由泄压孔限压排水。在实际应用过程中，既有的泄水降压结构存在以下问题:
[0004](1)由于管片衬砌壁后的注浆层渗透系数较低，地下水往泄水孔渗流的路径不畅， 导致泄水结构只能降低泄水孔附近的水压，而远离泄水孔的管片衬砌环其它部位的水压力仍然较大，难以达到隧道全周泄水降压的目的。
[0005](2)泄水孔背后需要进行注浆，注浆过程中浆液容易堵塞泄水孔，且注浆层中的中细砂等细颗粒在长期高水压作用下容易移动，从而堵塞泄水降压孔，导致运营一段时间后泄水孔出现无法排水的问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种泄水降压的管片衬砌结构，有效地降低地下水压，并保证管片衬砌结构的稳定性。
[0007]本发明提供了一种泄水降压的管片衬砌结构，包括管片衬砌环，其特征在于管片衬砌环包括沿隧道纵向设置的固定管片衬砌环，泄水降压环间隔设置于相邻的固定管片衬砌环之间；泄水降压管片衬砌环上设置有向管片衬砌环壁后贯通的泄水降压孔;泄水降压孔的内壁上设置有减压阀；泄水降压管片衬砌环壁后和围岩之间填充有带有孔隙的导水层。
[0008]所述泄水降压孔的位置应结合管片衬砌隧道内部结构布置，设置在隧道的内部纵向排水通道处，方便泄水孔启动后快速排水，且不影响隧道的使用功能。
[0009]所述导水层厚度应能满足在管片衬砌环外周形成良好的排水路径，一旦启动降压泄水，能够快速降低隧道内的水压力。
[0010]所述固定管片衬砌环的壁后通过注浆层与围岩固定连接，管片衬砌环壁后注浆层的厚度应能有效保证固定管片衬砌环和隧道围岩的固定连接，限制管片衬砌环的变形。
[0011]所述导水层采用豆粒石。所述豆粒石的粒径范围为5-10mm，所述豆粒石从管片衬砌环上预留的注浆孔吹入，其豆径大小应便于施工。
[0012]所述多个泄水降压管片衬砌环和固定管片衬砌环交替排列拼装连接。
[0013]所述导水层沿泄水降压管片衬砌环的外壁轮廓线无间隔全环或间隔均匀布置。
[0014]本发明的泄水降压管片衬砌环和固定管片衬砌环间隔布置。泄水降压管片衬砌环的壁后设置有导水层，导水层采用渗透性较好的豆粒石等材料填充形成，达到有效降低隧道周边所有部位的水压的目的。泄压降压孔和导水层相连通，相比现有技术可以更有效地降低隧道周边的水压力，同时避免泄水孔堵塞。固定管片衬砌环壁后通过注浆固定，保证证盾构隧道的稳定性，而泄水降压管片衬砌环和固定管片衬砌环错缝拼装，通过变形协调保证盾构隧道的稳定性。本发明适用于地铁隧道、铁路隧道和公路隧道。【附图说明】
[0015]图1是本发明结构纵向示意图；
[0016]图2是本发明泄水降压管片衬砌环结构横断面图；
[0017]图3是本发明固定管片衬砌环结构横断面图；
[0018]其中，丨一围岩;2一注浆层;3一泄水降压孔;4一减压阀；5一泄水降压管片衬砌环； 6一固定管片衬砌环;7—导水层【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
[0020]如图1所示，本发明提供了一种泄水降压的管片衬砌结构，包括管片衬砌环，其特征在于:管片衬砌环包括通过错缝同轴拼接且按照一定间隔沿隧道纵向布置的多个泄水降压管片衬砌环5和固定管片衬砌环6,至少有一组相邻的泄水降压管片衬砌环5之间设置有固定管片衬砌环6;至少有一组相邻的固定管片衬砌环6之间设置有泄水降压管片衬砌环5; 泄水降压管片衬砌环5上设置有向管片衬砌环壁后贯通的泄水降压孔3;泄水降压孔3的内壁上设置有减压阀4;泄水降压管片衬砌环5壁后和围岩1之间填充有带有孔隙的导水层7。 泄水降压孔设置于沿隧道纵向的排水通道处，便于泄水孔启动后快速排水，且不影响隧道的使用功能。所述导水层厚度满足其在管片衬砌环外周形成良好的排水路径，一旦启动降压泄水，能够快速降低隧道内的水压力。[0021 ]所述固定管片衬砌环6的壁后通过注衆层2与围岩1固定连接，固定管片衬砌环6壁后采用注浆等方式与围岩1回填密实。管片衬砌环6壁后注浆层的厚度保证管片衬砌环和隧道围岩的有效固定，限制管片衬砌环的变形。
[0022]所述导水层7采用豆粒石等渗透系数较高的材料填充形成。所述豆粒石的粒径范围为5-10mm，所述豆粒石从管片衬砌环上预留的注浆孔吹入，其豆径大小应便于施工。
[0023]所述多个泄水降压管片衬砌环5和固定管片衬砌环6交替排列拼装连接，通过变形协调保持泄水降压环的结构稳定。导水层7沿泄水降压管片衬砌环5的外壁轮廓线全环或间隔均匀布置，根据隧道所处地层的渗透性、地下水条件及运营要求确定。
[0024]当水压接近接缝弹性密封垫、管片衬砌及施工设备的承受极限时，开启减压阀4， 泄水降压孔3开始泄水，由于导水层7渗透系数高，隧道周边的水压力可快速降低至与泄水降压孔3 口处基本一致。由于泄水降压管片衬砌环5背后不进行注浆以及豆粒石的过滤作用，可以防止泄水孔被堵塞。由于泄水降压管片衬砌环5背后填充的导水层7材料孔隙较大， 对隧道结构约束作用较弱，容易产生隧道结构变形较大。然而固定管片衬砌环6壁后采用注浆方式形成稳定的结构，同时泄水降压管片衬砌环5与固定管片衬砌环6采用错缝拼装的方式来达到变形协调，将泄水降压管片衬砌环5的变形与受力传递至稳定的固定管片衬砌环 6,从而共同形成稳定的整体结构。
[0025]本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1.一种泄水降压的管片衬砌结构，包括管片衬砌环，其特征在于管片衬砌环包括沿隧 道纵向设置的固定管片衬砌环(6)，泄水降压管片衬砌环(5)间隔设置于相邻的固定管片衬 砌环之间；泄水降压管片衬砌环(5)壁后和围岩(1)之间填充有带有孔隙的导水层(7);泄水 降压管片衬砌环(5)上设置有与管片衬砌环壁后导水层(7)贯通的泄水降压孔(3);泄水降 压孔(3)的内壁上设置有减压阀(4)。2.根据权利要求1所述的泄水降压的管片衬砌结构，其特征在于泄水降压孔设置于沿 隧道纵向的排水通道处，便于泄水孔启动后快速排水，且不影响隧道的使用功能。3.根据权利要求1所述的泄水降压的管片衬砌结构，其特征在于导水层(7)的厚度满足 其在管片衬砌环外周形成良好的排水路径，一旦启动降压泄水，能够快速降低隧道内的水 压力。4.根据权利要求1所述的泄水降压的管片衬砌结构，其特征在于固定管片衬砌环(6)的 壁后通过注浆层(2)与围岩(1)固定连接。5.根据权利要求4所述的泄水降压的管片衬砌结构，其特征在于管片衬砌环壁后注浆 层(6)的厚度保证管片衬砌环和隧道围岩的有效固定，限制管片衬砌环的变形。6.根据权利要求1所述的泄水降压的管片衬砌结构，其特征在于导水层(7)采用豆粒石。7.根据权利要求1所述的泄水降压的管片衬砌结构，其特征在于多个泄水降压管片衬 砌环(5)和固定管片衬砌环(6)交替错缝排列拼装连接。8.根据权利要求1所述的泄水降压的管片衬砌结构，其特征在于导水层(7)沿泄水降压 管片衬砌环(5)的外壁轮廓线无间隔全环或间隔均匀布置。9.根据权利要求6所述的泄水降压的管片衬砌结构，其特征在于所述豆粒石的粒径范 围为 5-10mm。
【文档编号】E21F16/02GK105952473SQ201610482818
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】肖明清, 邓朝辉, 龙凡, 游龙飞, 姚捷, 蒋超
【申请人】中铁第四勘察设计院集团有限公司