本发明涉及隧道，特别涉及隧道涌水段带肋初期支护构造及施工方法。
背景技术：
随着我国铁路建设的高速发展，在国家政策的指引下，铁路开进大山，带动贫困地区经济发展。山区地质复杂，岩溶、瓦斯、断层等不良地质给铁路建设带来了巨大的挑战。岩溶地区地下水较丰富，隧道施工中常出现涌水、突泥，破坏初期支护结构，隧道内作业环境差，施工风险高。如果发生涌水、突泥也并未有较好的处理措施，往往会造成工期损失，清淤、排水费用高，经济损失巨大，隧道安全也得不到保障。传统的涌水、突泥处理措施一般为清淤封堵、注浆加固、排水减压、加强支护等措施，传统措施一般为发生突泥之后采取加固方案，如何在施工期间解决隧道内涌水问题，加强初期支护刚度，保证初期支护结构安全，防止坍塌成为目前急需解决的问题，改善初期支护结构也是今后地下水丰富的隧道的研究方向。
目前，对于涌水、突泥的处理措施研究，国内外对超前支护优化、施工工法优化、支护参数优化研究较多，而较少对初期支护结构优化进行研究，这对改进涌水隧道内施工环境，保证初期支护结构安全带来了较大困难。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供隧道涌水段带肋初期支护构造，以有效引排初期支护结构背后的涌水，避免由涌水、突泥问题造成的环境风险、工期风险、抽水风险，保证初期支护结构安全和隧道施工安全。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
本发明的隧道涌水段带肋初期支护构造，隧道结构包括二次衬砌结构、初期支护结构和排水系统，排水系统包括设置于二次衬砌结构边墙底部外侧的左侧侧沟、右侧侧沟和设置于仰拱填充层中央的中心水沟，其特征是：所述初期支护结构由标准设计段初期支护结构和扩挖段初期支护结构复合构成；所述扩挖段初期支护结构位于对隧道围岩拱墙部位进行扩挖形成的空间内，由纵向间隔设置的钢筋混凝土圈梁和填筑于相邻两钢筋混凝土圈梁之间的干砌片石构成，各钢筋混凝土圈梁与标准设计段初期支护结构固结为一体；所述排水系统还包括纵向间隔设置的横向排水管，横向排水管的内端位于干砌片石内，将标准设计段初期支护结构背后的涌水引排至左侧侧沟、右侧侧沟和中心水沟。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种上述隧道涌水段带肋初期支护构造的施工方法，该方法包括如下步骤：
①施作隧道拱部超前支护，开挖隧道上台阶，施作拱部系统锚管；
②在设计位置架设模板，灌注钢筋混凝土圈梁上部混凝土，并施作拱脚左右两侧锁脚锚管；
③开挖下台阶，施作边墙部系统锚管；
④架设模板，灌注钢筋混凝土圈梁下部混凝土，钢筋混凝土圈梁上部、下部钢筋相互插入；
⑤待多环钢筋混凝土圈梁达到设计强度后，在相邻钢筋混凝土圈梁之间依次施工干砌片石、标准设计段初期支护结构，并埋设横向排水管。
本发明的有益效果是，可有效引排初期支护结构背后的涌水，避免由涌水、突泥问题造成的环境风险、工期风险、抽水风险，保证初期支护结构安全和隧道施工安全；间接节约巨大的工程投资，且改善隧道内施工环境；为地下水丰富的涌水、突泥段隧道初期支护设计提供了科学依据，使隧道涌水段初期支护的设计更加合理、安全和可靠。
附图说明
本说明书包括如下六幅附图：
图1是本发明隧道涌水段带肋初期支护构造的纵断面图；
图2是沿图1中a-a的剖面图；
图3是沿图1中b-b的剖面图；
图4是本发明隧道涌水段带肋初期支护构造施工方法的纵断面图；
图5是本发明隧道涌水段带肋初期支护构造施工方法的施工断面图；
图6是本发明隧道涌水段带肋初期支护构造施工方法的施工断面图。
图中示出构件和对应的标记：二次衬砌结构11，标准设计段初期支护结构12，钢筋混凝土圈梁13，干砌片石14，隧道围岩15，左侧侧沟16a，右侧侧沟16b，横向排水管17，中心水沟18、仰拱填充层19，上台阶20，下台阶21，系统锚管22，超前支护23、锁脚锚管24。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
参照图1至图3，本发明的隧道涌水段带肋初期支护构造，隧道结构包括二次衬砌结构11、初期支护结构和排水系统，排水系统包括设置于二次衬砌结构11边墙底部外侧的左侧侧沟16a、右侧侧沟16b和设置于仰拱填充层19中央的中心水沟18。所述初期支护结构由标准设计段初期支护结构12和扩挖段初期支护结构复合构成；所述扩挖段初期支护结构位于对隧道围岩15拱墙部位进行扩挖形成的空间内，由纵向间隔设置的钢筋混凝土圈梁13和填筑于相邻两钢筋混凝土圈梁13之间的干砌片石14构成，各钢筋混凝土圈梁13与标准设计段初期支护结构12固结为一体。所述排水系统还包括纵向间隔设置的横向排水管17，横向排水管17的内端位于干砌片石14内，将标准设计段初期支护结构12背后的涌水引排至左侧侧沟16a、右侧侧沟16b和中心水沟18。可有效引排初期支护结构背后的涌水，避免由涌水、突泥问题造成的环境风险、工期风险、抽水风险，保证初期支护结构安全和隧道施工安全；间接节约巨大的工程投资，且改善隧道内施工环境。为地下水丰富的涌水、突泥段隧道初期支护设计提供了科学依据，使隧道涌水段初期支护的设计更加合理、安全和可靠。
参照图4，所述标准设计段初期支护结构12与传统初期支护结构相同，由系统锚管22、钢筋网片、喷射混凝土层和钢架构成，钢筋网片和纵向间隔设置的钢架埋设于喷射混凝土层内，系统锚管22沿拱墙周向间隔呈梅花型布设且打入隧道围岩15内。
参照图2，所述钢筋混凝土圈梁13采用与二次衬砌结构11相同等级的钢筋混凝土结构。钢筋混凝土圈梁13与标准设计段初期支护结构12固结形成形成带肋初期支护结构，可有效提高初期支护结构的整体结构刚度，确保证涌水段初期支护结构安全。
参照4至图6，本发明一种隧道涌水段带肋初期支护构造的施工方法，包括如下步骤：
①施作隧道拱部超前支护23，开挖隧道上台阶20，施作拱部系统锚管22；
②在设计位置架设模板，灌注钢筋混凝土圈梁13上部混凝土，并施作拱脚左右两侧锁脚锚管24；
③开挖下台阶21，施作边墙部系统锚管22；
④架设模板，灌注钢筋混凝土圈梁13下部混凝土，钢筋混凝土圈梁13上部、下部钢筋相互插入；
⑤待多环钢筋混凝土圈梁13达到设计强度后，在相邻钢筋混凝土圈梁13之间依次施工干砌片石14、标准设计段初期支护结构12，并埋设横向排水管17。
随后施作二次衬砌结构11、仰拱填充层19、左侧侧沟16a、右侧侧沟16b和中心水沟18，横向排水管17连接至左侧侧沟16a、右侧侧沟16b和中心水沟18。
以上所述只是用图解说明本发明隧道涌水段带肋初期支护构造及施工方法的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。