一种适用于强腐蚀环境下的隧道衬砌结构的制作方法

1.本实用新型涉及隧道工程施工领域，具体涉及一种适用于强腐蚀环境下的隧道衬砌结构。


背景技术：

2.目前，在隧道建设过程中，隧道支护结构常采用复合式衬砌，其包括初期支护和二次衬砌，在初期支护和二次衬砌之间施做防水板以防止地下水渗漏到隧道内。当隧道穿越强腐蚀施工环境时，地下水中的硫酸盐和有害物质与混凝土发生物理化学反应，使混凝土衬砌发生侵害和腐蚀，进而导致隧道结构的整体耐久性快速降低，严重影响着隧道施工和后期的运营安全。
3.目前，对于钻爆法施工的隧道，常采用复合式衬砌结构，围岩在爆破开挖后，由于强腐蚀性地下水的侵蚀，所选用的支护结构形式和施工材料不足以抵抗强腐蚀性的地下施工环境，会出现施工后衬砌结构耐久性差、隧道渗漏水严重、后期养护维修困难等现象。例如，渝湘高速复线白云山隧道穿越煤层采空区，地勘揭露地下水具有强腐蚀性，ph值仅为2.7，对隧道耐久性及运营安全提出了严格的要求，而目前相关的案例成果还比较少，特别是对于钻爆法的隧道，如何确保初期支护和二次衬砌耐久性是工程的重难点。
4.中国专利cn 208633839 u《强腐蚀环境下超长使用寿命的盾构隧道衬砌结构》主要公开了一种适用于强腐蚀环境下的盾构隧道衬砌结构，其采用的手段是通过改进钢筋的布局，设置外侧钢筋、中间层钢筋和内侧钢筋，以此来延长隧道的使用寿命和耐腐蚀性。
5.中国专利cn 111188632 a《海域腐蚀环境高性能耐久性盾构管片》具体提供了一种适用于海域腐蚀环境高性能耐久性盾构管片衬砌结构，其主要特点在于在管片的连接处采用了多重防水结构，从而实现衬砌结构的耐腐蚀性。
6.因此，本实用新型提出一种强腐蚀环境下钻爆法隧道抗腐蚀衬砌结构，用以解决钻爆法隧道穿越强腐蚀环境下结构耐久性性问题很有必要。


技术实现要素：

7.为解决以上技术问题，本实用新型的目的是提供一种适用于强腐蚀环境下的隧道衬砌结构，以解决隧道穿越强腐蚀环境下结构耐久性性问题。
8.为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以解决。
9.一种适用于强腐蚀环境下的隧道衬砌结构，包括初期支护层，初期支护层的内侧设置有全环防水层，全环防水层的内侧设置二次衬砌层；初期支护层的外侧设置有全环注浆加固层。
10.进一步的，初期支护层包含从外到内的初喷混凝土层、钢架支撑和复喷混凝土层。
11.进一步的，初喷混凝土层的厚度≥60mm，复喷混凝土层的厚度≥40mm，初喷混凝土层和复喷混凝土层的混凝土的强度等级≥c25。
12.进一步的，初期支护层带仰拱。
13.进一步的，全环注浆加固层通过注浆锚杆注浆形成，注浆锚杆的长度≥3m。
14.进一步的，全环防水层采用防水板，防水板的厚度≥1.5mm。
15.进一步的，二次衬砌层采用的混凝土的强度等级≥c50，二次衬砌层内埋设有二次衬砌钢筋，二次衬砌钢筋选用耐腐蚀钢筋，二次衬砌钢筋的混凝土保护层的厚度≥60mm。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.通过对围岩施做抗腐蚀注浆锚杆并注浆加固，初期支护层和二次衬砌层都采用耐腐蚀性材料，防水层采用全封闭防水结构，这些条件使得通过强腐蚀段的隧道结构耐腐蚀性增强、防水性变好、结构耐久性增强、后期养护维修简单，进而可以降低运营成本。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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示出的结构获得其他的附图。
19.图1为本实用新型适用于强腐蚀环境下的隧道衬砌结构一种实施例的断面图；
20.图2为图1中a处的局部放大示意图；
21.图3为包含有初期支护层细节的局部断面图；
22.在以上图中：
23.1 初期支护层；101 初喷混凝土层；102 钢架支撑；103 复喷混凝土层；104 仰拱；
24.2 全环防水层；
25.3 二次衬砌层；
26.4 全环注浆加固层；401 注浆锚杆。
具体实施方式
27.为了使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
28.在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。
29.本实用新型实施例提供了一种适用于强腐蚀环境下的隧道衬砌结构，请参考图1，包括初期支护层1，初期支护层1的内侧设置有全环防水层2，全环防水层2的内侧设置二次衬砌层3；初期支护层1的外侧设置有全环注浆加固层4。
30.通过在初期支护层1的外侧设置全环注浆加固层4，并且在初期支护层1的内侧设置全环防水层2，有效增强了结构防水能力，从而提高了抗强腐蚀环境的能力。
31.进一步的，请参考图2，初期支护层1包含从外到内的初喷混凝土层101、钢架支撑102和复喷混凝土层103。优选的，初喷混凝土层101的厚度≥60mm，复喷混凝土层103的厚度≥40mm，初喷混凝土层101和复喷混凝土层103的混凝土的强度等级≥c25。
32.进一步的，请参考图1，初期支护层1带仰拱104。
33.本实施例中，初期支护层1带仰拱104，增大了初期支护层1的防护范围，不仅有效
提高了初期支护层1的承载力，更增强了初期支护层1的抗腐蚀性。
34.优选的，全环注浆加固层4通过注浆锚杆401注浆形成，注浆锚杆401的长度≥3m。
35.优选的，全环防水层2采用防水板，防水板的厚度≥1.5mm。
36.进一步的，请参考图3，二次衬砌层3采用的混凝土的强度等级≥c50，二次衬砌层3内埋设有二次衬砌钢筋，二次衬砌钢筋选用耐腐蚀钢筋，二次衬砌钢筋的混凝土保护层的厚度≥60mm。
37.一种适用于强腐蚀环境下的隧道衬砌结构的施工方法，基于以上的适用于强腐蚀环境下的隧道衬砌结构，其施工方法包括以下步骤：
38.步骤1，隧道开挖后，施作初期支护层；
39.步骤2，在初期支护层外侧通过注浆锚杆径向注浆，施作全环注浆加固层，注浆锚杆选用抗腐蚀注浆锚杆，注浆锚杆的长度≥3m；
40.步骤3，采用冷粘接工艺，在初期支护层内侧施作全环防水层，全环防水层采用防水板，防水板的厚度≥1.5mm；
41.步骤4，采用模注混凝土工艺，在全环防水层内侧施作二次衬砌层，二次衬砌层采用抗腐蚀混凝土，混凝土的强度等级≥c50，混凝土的抗渗等级≥p12，二次衬砌层内埋设置二次衬砌钢筋，二次衬砌钢筋选用耐腐蚀钢筋，二次衬砌钢筋的混凝土保护层的厚度≥60mm。
42.进一步的，以上步骤一中，还包括以下子步骤：
43.子步骤1.1，采用湿喷工艺，施作初喷混凝土层以封闭和加固围岩，初喷混凝土层采用抗腐蚀混凝土，混凝土的强度等级≥c25，厚度≥60mm；
44.子步骤1.2，在初喷混凝土层上施作钢架支撑，钢架支撑采用耐腐蚀钢材，施作完钢架支撑后，采用湿喷工艺，施作复喷混凝土层，复喷混凝土层采用抗腐蚀混凝土，混凝土的强度等级≥c25，厚度≥60mm，复喷混凝土层的厚度≥40mm。
45.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
46.通过对围岩施做抗腐蚀注浆锚杆并注浆加固，初期支护层和二次衬砌层都采用耐腐蚀性材料，防水层采用全封闭防水结构，这些条件使得通过强腐蚀段的隧道结构耐腐蚀性增强、防水性变好、结构耐久性增强、后期养护维修简单，进而可以降低运营成本。
47.虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。