专利名称：一种隧道衬砌用泄水式管片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种隧道衬砌用管片。
背景技术：
对长大深埋隧道，采用密闭式隧道掘进机(TBM)施工时，与之对应的装配式管片衬砌(衬砌由沿隧道纵向的多环管片拼装而成，每环管片又由数量不等的预制钢筋混凝土管片通过环向螺栓连接而成)都是密闭式衬砌，不能排水以降低结构周边的水压力。随着我国铁路和公路隧道的发展，将出现大量的规模长(长度大于IOkm)，埋深大(200-500m)的长大深埋隧道。由于其深埋大、地下水压高，现有的密闭式管片衬砌结构将承受围岩内较高的外水压力，加大了管片衬砌的建造成本。同时，地下水压受天气等不可控因素的影响，导致管片衬砌存在严重的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提出一种一种隧道衬砌用泄水式管片，用该种泄水式管片建造的衬砌具有可靠的泄水功能、能较好的降低结构周边的水压力，保障隧道的安全；且其施工方便、对管片衬砌结构损伤小，管片衬砌的建造成本低。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种隧道衬砌用泄水式管片，包括钢筋混凝土的管片，管片中的注浆孔或吊装孔、受力钢筋、外层的混凝土保护层；且在所述的管片的一个或两个注浆孔正对的混凝土保护层预埋可遇水膨胀的止水胶块；自进式中空锚杆从管片所述的注浆孔或吊装孔插入，穿过止水胶块，钻出混凝土保护层，且在自进式中空锚杆外端的杆壁上开有排水孔、其内腔中塞有用于滤砂的过滤柱。本发明的使用方法和原理是管片安装好后，将过滤柱取出，向自进式中空锚杆内腔中塞入配套的金属内套，再使自进式中空锚杆向外钻入围岩(金属内套可避免在此过程中碎屑通过排水孔进入锚杆内腔)，然后取出金属内套，塞入过滤柱；再将自进式中空锚杆的内端与环向的排水盲管相连，排水盲管的排水口位于隧道的中央排水沟的上方。管片衬砌建好后，遇水膨胀的止水胶块会将中空锚杆杆体和管片间的缝隙填满，能有效防止地下水通过杆体外壁渗入隧道内壁。这样，围岩中的高压裂隙水能也只能从自进式中空锚杆杆壁的排水孔中进入锚杆内腔,并通过过滤柱流到锚杆的内端。由环向排水盲管收集环向各块管片上中空锚杆导进的地下水并将汇流至隧道底部的中央排水沟排出。与现有技术相比，本发明的有益效果是I.穿过管片的中空锚杆将围岩中的高压裂隙水引入排水盲管并汇流至中央排水沟排出；构成管片环的多个管片上的中空锚杆，分布在环向一周的若干部位，可产生全断面泄水降压的效果。且泄水管片环沿隧道纵向一定间距设置，形成立体的排水系统，因此，泄水能力强，能很好的降低结构周边的水压力，保障隧道的安全；而不用加大管片的强度，降低了衬砌的建造成本。
2.穿过管片的中空锚杆将围岩中裂隙水引入排水盲管，较之直接在管片开孔泄水的方式，本发明解决了 TBM施工过程中同步注浆浆液固化后的堵孔难题、推广实施容易。3.通过定时更换中空锚杆中的过滤柱，能有效的避免细颗粒堵孔和堵杆现象，保证了管片衬砌泄水功能的长期性和有效性。4.遇水膨胀止水胶块能有效防止地下水通过杆体外壁渗入隧道内壁，保护了隧道外观，避免了渗水对电气等各种设备的影响。同时，遇水膨胀的止水胶块预埋在混凝土保护层，对受力钢筋及整个管片的力学性能也没有影响。5.中空锚杆是直接利用管片上多余的注浆孔或吊装孔，而非单独重新钻孔，对整个管片力学性能的影响很小；也使其加工方便，现场操作容易。上述的自进式中空锚杆3伸出混凝土保护层Ic的长度为2-3m ;胶块2的厚度为2_3cm0下面结合附图和具体实施方式
，对本发明作进一步的详细说明。
图I是本发明实施例的管片的结构示意图。图2是本发明实施例的管片去掉中空锚杆后的结构示意图。图3是用本发明实施例的管片拼装成的管片衬砌的断面缩小示意图。
具体实施例方式实施例图1-3示出，本发明的具体实施方式
是一种隧道衬砌用泄水式管片，包括钢筋混凝土的管片1，管片I中的注浆孔或吊装孔la、受力钢筋lb、外层的混凝土保护层lc。在所述的管片I的一个或两个注浆孔Ia正对的混凝土保护层Ic预埋可遇水膨胀的止水胶块2 ；自进式中空锚杆3从管片I所述的注浆孔或吊装孔Ia插入，穿过止水胶块2，钻出混凝土保护层lc，且在自进式中空锚杆3外端的杆壁上开有排水孔3a、其内腔中塞有用于滤砂的过滤柱4。本例的自进式中空锚杆3伸出混凝土保护层Ic的长度为2-3m ;胶块2的厚度为2_3cm0图3示出，本例的使用方法和泄水过程如下管片I安装好后，将过滤柱4取出，向自进式中空锚杆3内腔中塞入配套的金属内套，再使自进式中空锚杆3向外钻入围岩(金属内套可避免在此过程中碎屑通过排水孔进入锚杆内腔)，然后取出金属内套，重新塞入过滤柱4;再将自进式中空锚杆3的内端与环向排水盲管5相连，环向排水盲管5的排水口位于隧道的中央排水沟6的上方。管片衬砌建好后，遇水膨胀的止水胶块2会将中空锚杆3的杆体和管片I间的缝隙填满，能有效防止地下水通过杆体外壁渗入隧道内壁。这样，围岩中的高压裂隙水能、也只能从自进式中空锚杆3杆壁的排水孔3a中进入锚杆内腔，并通过过滤柱4流到锚杆3的内端。由环向排水盲管5收集环向各块管片I上的中空锚杆3导进的地下水，并将汇流至隧道底部的中央排水沟6排出。
权利要求
1.一种隧道衬砌用泄水式管片，包括钢筋混凝土的管片(1)，管片(I)中的注浆孔或吊装孔(la)、受力钢筋(lb)、外层的混凝土保护层(Ic)，其特征在于在所述的管片(I)的一个或两个注浆孔(Ia)正对的混凝土保护层(Ic)预埋可遇水膨胀的止水胶块(2);自进式中空锚杆(3)从管片(I)所述的注浆孔或吊装孔(Ia)插入，穿过止水胶块(2)，钻出混凝土保护层(Ic)，且在自进式中空锚杆⑶外端的杆壁上开有排水孔(3a)、其内腔中塞有用于滤砂的过滤柱⑷。
2.根据权利要求I所述的一种隧道衬砌用泄水式管片，其特征在于所述的自进式中空锚杆(3)伸出混凝土保护层(Ic)的长度为2-3m ;胶块(2)的厚度为2-3cm。
全文摘要
本发明公开了一种隧道衬砌用泄水式管片，包括钢筋混凝土的管片(1)，管片(1)中的注浆孔或吊装孔(1a)、受力钢筋(1b)、外层的混凝土保护层(1c)；且在所述的管片(1)的一个或两个注浆孔(1a)正对的混凝土保护层(1c)预埋可遇水膨胀的止水胶块(2)；自进式中空锚杆(3)从管片(1)所述的注浆孔或吊装孔(1a)插入，穿过止水胶块(2)，钻出混凝土保护层(1c)，且在自进式中空锚杆(3)外端的杆壁上开有排水孔(3a)、其内腔中塞有用于滤砂的过滤柱(4)。该管片建造的衬砌具有可靠的泄水功能、较好的降低结构周边的水压力，保障隧道的安全；且其施工方便、对管片衬砌结构损伤小，管片衬砌的建造成本低。
文档编号E21D11/00GK102979535SQ20121057709
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者晏启祥, 陈诚, 耿萍, 何川 申请人:西南交通大学