专利名称：一种严寒地区大跨度膨胀岩隧道系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种严寒地区大跨度膨胀岩隧道系统，尤其涉及一种用于严寒地区的大跨度膨胀岩地貌环境下的具有一定防排水及防寒保温作用的隧道系统。
背景技术：
膨胀岩是指那些与水发生物理化学反应，随时间而发生体积增大的一类岩石，岩石的膨胀是因含水量增加引起的，属于易风化和软化的软弱岩石。膨胀岩对温度、湿度、应力、地下水等环境因素变化极为敏感，在工程实践中，膨胀岩常常表现为软弱、破碎、流变特性明显；膨胀岩课题是当今工程地质和岩石力学界的世界性难题之一。同时严寒地区隧道的防排水设计及施工多年来一直是工程施工的难题，在国内目前尚无成功的经验可以借鉴。隧道冻害的形成条件主要有两个因素，一是温度，隧道内温度的变化，特别是衬砌背后围岩内的温度变化；二是含水，衬砌背后的水以及衬砌开裂形成的渗漏水，在低温条件下，就会产生冻融或冻胀现象。而在严寒地区膨胀土层中，隧道的防排水及防寒保温尤为重要一些。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是要提供一种严寒地区大跨度膨胀岩隧道系统，尤其是提供一种用于严寒地区的大跨度膨胀岩地貌环境下的具有一定防排水及防寒保温作用的隧道系统。为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案来实现的:本实用新型一种严寒地区大跨度膨胀岩隧道系统，包括保温层、防水层、围岩注浆堵水系统、衬砌混凝土防水系统、施工缝防水系统、变形缝防水系统、拱顶回填注浆防水系统、洞内水沟排水系统、衬砌背后排水盲沟、洞外保温水沟、温度伸缩缝和检查井密封装置，在暗洞拱墙初期支护与二次衬砌间铺设所述防水层，初期支护与二次衬砌之间设置所述保温层。由于防水层、围岩注浆堵水系统、衬砌混凝土防水系统、施工缝防水系统、变形缝防水系统、拱顶回填注浆防水系统、洞内水沟排水系统和衬砌背后排水盲沟的存在，本实用新型具有很好的防排水功能。又由于保温层、洞外保温水沟、温度伸缩缝和检查井密封装置的存在，本实用新型还具有一定的防寒保温作用。本实用新型具有以下技术效果:该严寒地区大跨度膨胀岩隧道系统既具有一定防排水功能还具有很好的防寒保温作用，这样在严寒地区膨胀土层中该隧道系统就不会因为低温条件，产生冻融或冻胀现象，最大程度的保证了隧道的安全使用。
图1为实施例保温层示意图。图2为实施例施工缝变形缝防水系统示意图。[0010]图3为实施例防水层示意图1-保温层，2-背贴式橡胶止水带，3-中埋式橡胶止水带，4-钢边橡胶止水带，5-防水层，6-岩壁。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明。一种严寒地区大跨度膨胀岩隧道系统，包括保温层、防水层、围岩注浆堵水系统、衬砌混凝土防水系统、施工缝防水系统、变形缝防水系统、拱顶回填注浆防水系统、洞内水沟排水系统、衬砌背后排水盲沟、洞外保温水沟、温度伸缩缝和检查井密封装置，在暗洞拱墙初期支护与二次衬砌间铺设所述防水层，初期支护与二次衬砌之间设置所述保温层。所述围岩注浆堵水系统为根据不同地层和地下水发育情况进行径向注浆的洞口段围岩。所述衬砌混凝土防水系统是采用防水混凝土的混凝土衬砌和采用防水钢筋混凝土的明洞衬砌。所述施工缝防水系统为拱墙设置中埋式橡胶止水带及背贴式橡胶止水带，仰拱设置中埋式橡胶止水带，纵向施工缝处设置钢边橡胶止水带，每侧一条。所述变形缝防水系统为变形缝处衬砌外缘与防水板结合部位以聚硫密封胶封堵，衬砌内缘3cm范围内以聚硫密封胶封堵，其余空隙采用填缝料填塞密实。所述拱顶回填注浆防水系统为背后进行回填注浆的隧道二次衬砌。所述洞内水沟排水系统为全隧道设置双侧保温水沟、中心深埋水沟，中心深埋水沟每30米设置一处检查井。所述衬砌背后排水盲沟为设置深埋中心水沟地段，拱墙初期支护与二次衬砌之间
设环向盲管。所述洞外保温水沟为隧道洞外设置深埋保温排水暗沟，在洞口横向一侧地势低洼处或顺线路一侧前方较近距离地势较低处顺延。所述温度伸缩缝为隧道内结合施工缝设置温度伸缩缝，洞口 500m范围内，30m设置一道，其余地段50m设置一道，所述温度伸缩缝防水处理同变形缝，结合施工缝设置。所述检查井密封装置为于检查井井盖与井壁结合处设置的厚橡胶垫圈。实施例:下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然所描述的实施例仅是本实用新型的一个实施例，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付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。关于围岩注浆堵水系统。本隧道洞口较平缓，覆盖层较薄，围岩较破碎，裂隙较多，地下水丰富，同时洞口段又是洞内气温较低的段落，因此，对洞口段500m范围围岩根据不同地层和地下水发育情况进行径向注浆减小围岩空隙率，注浆深度按2m施工。I)注浆设计及注浆参数a.注浆孔按梅花型布置，孔口环向间距约180cm，孔底环向间距约250cm，纵向间距260cm。孔口管采用小50臟，壁厚3.5mm的热轧无缝钢管，孔口管应埋设牢固，并有良好的止浆措施。b.注浆材料采用水灰比为1:1的水泥浆，可根据地质条件需要适当调整。c.注浆压力:0.5 2.0MPa,注浆前应进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数。2)注浆质量要求及检验标准:a.现场技术人员验证注浆孔的数量、布置的间距、钻孔深度(必须符合设计要求)。b.通过渗漏水量测，必要时采用钻孔取芯、压水(或空气)试验等方法检测注浆效
果O衬砌混凝土防水系统，衬砌混凝土全部采用防水混凝土，暗洞衬砌混凝土抗渗等级不低于P10，明洞衬砌均采用防水钢筋混凝土，抗渗等级不低于P12。关于防水层。明洞结构外设防水层，回填土表面均铺设粘土隔水层。顶部设不小于3%的排水坡度。处于沟谷中冲刷严重的明洞顶，采用浆砌片石铺砌。暗洞拱墙初期支护与二次衬砌间铺设双层EVA防水板加土工布的分离式防水层，EVA防水板的厚度1.5_，土工布重量> 400g/m2。防水板采用无钉铺设工艺，土工布采用射钉固定在初支表面，防水板通过热熔焊接与射钉表面的橡胶焊接，无纺布铺设基层平整度不应大于1/10(凹槽深度与宽度之比)。关于施工缝、变形缝防水系统。拱墙设置中埋式橡胶止水带及背贴式橡胶止水带；仰拱设置中埋式橡胶止水带；纵向 施工缝处设置钢边橡胶止水带，每侧一条。变形缝处衬砌外缘与防水板结合部位以聚硫密封胶封堵，衬砌内缘3cm范围内以聚硫密封胶封堵，其余空隙采用填缝料填塞密实。关于拱顶回填注浆防水系统。为保证初支与二衬密贴，不形成水囊，对隧道二次衬砌背后进行回填注浆。预贴注浆花管采用Φ 20mm的PVC管，并应在管身布设梅花形溢浆孔，排气管不布孔。回填注浆采用微膨胀性水泥砂浆。关于洞内水沟排水系统。全隧道设置双侧保温水沟、中心深埋水沟，中心深埋水沟每30米设置一处检查井。中心深埋水沟采用Φ 600钢筋混凝土预制管，壁厚12cm，并于水管上方设2m宽IOcm厚聚氨酯保温层。关于衬砌背后排水盲沟。设置深埋中心水沟地段，拱墙初期支护与二次衬砌之间设环向盲管，由单根Φ 80mm单壁打孔波纹管外包无纺布组成，纵向间距:洞口 500m范围内为5m，其他设置中心深埋水沟地段为Sm ;纵向在两侧边墙底部初期支护与二次衬砌之间设纵向盲管，由I根Φ100_纵向双壁打孔波纹管和外包无纺布组成。环向盲管、纵向盲管及横向导水管采用四通连接，环纵向盲管集水通过横向导水管直接汇入中心深埋水沟。深埋中心水沟及保温侧沟地段盲管设置。关于洞外保温水沟。隧道洞外设置深埋保温排水暗沟，在洞口横向一侧地势低洼处或顺线路一侧前方较近距离地势较低处顺延，埋设于冻结深度以下不小于25cm，坡度大于5%。,排水沟每50m设置一处检查井。暗沟采用Φ 600钢筋混凝土预制管,壁厚6cm。排水沟末端设置保温出水口，保温出水口向阳背风设置。关于温度伸缩缝。为避免由于温度变化引起材料的热胀冷缩导致衬砌开裂，隧道内结合施工缝设置温度伸缩缝，洞口 500m范围内，30m设置一道，其余地段50m设置一道。温度伸缩缝防水处理同变形缝，结合施工缝设置。关于保温检查井密封装置。为防止冷空气进入检查井，引起检查井内水发生冻结，于检查井井盖与井壁结合处设置2cm厚橡胶垫圈以增加检查井密封性。关于保温层。初期支护与二次衬砌之间设置保温层，保温层设置于初期支护与二次衬砌之间，由一层5cm厚硬质聚氨酯保温板加内外两层防水板构成，拱墙设置。保温板挂设采用防水板连接带环向背带连接法施工，即第一层防水板通过无钉铺设工艺将防水板固定于初期支护表面，在第一层防水板上焊接防水板条，将保温板圈固在防水板上，第二层防水板再焊接在圈固保温板用的防水板条上。这种方法即能保证防水板、保温层的铺设质量，也能保证第一层防水板紧贴岩壁、第二层防水板的松弛度。
权利要求1.一种严寒地区大跨度膨胀岩隧道系统，其特征在于:包括:保温层、防水层、围岩注浆堵水系统、衬砌混凝土防水系统、施工缝防水系统、变形缝防水系统、拱顶回填注浆防水系统、洞内水沟排水系统、衬砌背后排水盲沟、洞外保温水沟、温度伸缩缝和检查井密封装置，在暗洞拱墙初期支护与二次衬砌间铺设所述防水层，初期支护与二次衬砌之间设置所述保温层。
2.如权利要求1所述的严寒地区大跨度膨胀岩隧道系统，其特征在于:所述围岩注浆堵水系统为根据不同地层和地下水发育情况进行径向注浆的洞口段围岩。
3.如权利要求1所述的严寒地区大跨度膨胀岩隧道系统，其特征在于:所述衬砌混凝土防水系统是采用防水混凝土的混凝土衬砌和采用防水钢筋混凝土的明洞衬砌。
4.如权利要求1所述的严寒地区大跨度膨胀岩隧道系统，其特征在于:所述施工缝防水系统为拱墙设置中埋式橡胶止水带及背贴式橡胶止水带，仰拱设置中埋式橡胶止水带，纵向施工缝处设置钢边橡胶止水带，每侧一条。
5.如权利要求1所述的严寒地区大跨度膨胀岩隧道系统，其特征在于:所述变形缝防水系统为变形缝处衬砌外缘与防水板结合部位以聚硫密封胶封堵，衬砌内缘3cm范围内以聚硫密封胶封堵，其余空隙采用填缝料填塞密实。
6.如权利要求1所述的严寒地区大跨度膨胀岩隧道系统，其特征在于:所述拱顶回填注浆防水系统为背后进行回填注浆的隧道二次衬砌。
7.如权利要求1所述的严寒地区大跨度膨胀岩隧道系统，其特征在于:所述洞内水沟排水系统为全隧道设置双侧保温水沟、中心深埋水沟，中心深埋水沟每30米设置一处检查井。
8.如权利要求1所述的严寒地区大跨度膨胀岩隧道系统，其特征在于:所述衬砌背后排水盲 沟为设置深埋中心水沟地段，拱墙初期支护与二次衬砌之间设环向盲管。
9.如权利要求1所述的严寒地区大跨度膨胀岩隧道系统，其特征在于:所述洞外保温水沟为隧道洞外设置深埋保温排水暗沟，在洞口横向一侧地势低洼处或顺线路一侧前方较近距离地势较低处顺延。
10.如权利要求1所述的严寒地区大跨度膨胀岩隧道系统，其特征在于:所述温度伸缩缝为隧道内结合施工缝设置温度伸缩缝，洞口 500m范围内，30m设置一道，其余地段50m设置一道，所述温度伸缩缝防水处理同变形缝，结合施工缝设置；所述检查井密封装置为于检查井井盖与井壁结合处设置的厚橡胶垫圈。
专利摘要本实用新型公开了一种严寒地区大跨度膨胀岩隧道系统，包括保温层、防水层、围岩注浆堵水系统、衬砌混凝土防水系统、施工缝防水系统、变形缝防水系统、拱顶回填注浆防水系统、洞内水沟排水系统、衬砌背后排水盲沟、洞外保温水沟、温度伸缩缝和检查井密封装置，在暗洞拱墙初期支护与二次衬砌间铺设所述防水层，初期支护与二次衬砌之间设置所述保温层。该严寒地区大跨度膨胀岩隧道系统既具有一定防排水功能还具有很好的防寒保温作用，这样在严寒地区膨胀土层中该隧道系统就不会因为低温条件，产生冻融或冻胀现象，最大程度的保证了隧道的安全使用。
文档编号E21F16/02GK203161256SQ201320106919
公开日2013年8月28日 申请日期2013年3月8日 优先权日2013年3月8日
发明者张镇国, 徐冬青, 杨金有, 徐高山, 庞前凤, 刘强军, 宋之勇, 冯伟凯, 韩波, 李文, 胡东岳, 唐建文 申请人:中铁二十二局集团第一工程有限公司, 中铁二十二局集团有限公司