一种新型隧道复合衬砌组合结构的制作方法

1.本实用新型涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种新型隧道复合衬砌组合结构。


背景技术：

2.现有隧道主洞衬砌均按照新奥法原理采用复合式衬砌进行设计和施工，以钢拱架、锚杆、钢筋网、喷射混凝土为初期支护，模筑混凝土或钢筋混凝土为二次支护，共同组成永久性承载结构。
3.初期支护：对于
ⅴ
、ⅳ级围岩由工字钢拱架、锚杆、钢筋网及喷射混凝土组成；对ⅲ级围岩则一般由径向锚杆、钢筋网及喷射混凝土组成，对于部分ⅲ级围岩段落，初支设置有格栅拱架支护；钢拱架之间用纵向钢筋连接，并与钢筋网焊为一体，与围岩密贴，形成承载结构，系统锚杆尾部必须安装锚垫板固定于钢筋网上。对于
ⅴ
级浅埋和断层破碎带段落，环向工字钢的连接部位均采用2榀ⅰ14工字钢纵向连接，加强拱架的整体刚度和稳定性；小净距隧道
ⅴ
级围岩段落中夹岩采用低预应力d25中空注浆锚杆加强支护，并采用φ50
×
4mm小导管注浆加固中夹岩。二次衬砌：由于为三车道隧道，开挖跨度大，
ⅴ
级围岩及ⅳ级围岩均采用钢筋混凝土结构，以确保隧道支护结构的安全。二次衬砌施作的合理时间应根据施工监控量测数据最后确定(校核)，尽可能发挥初期支护的承载能力，但又不能超过其承载能力。
4.对于小净距、软岩大变形隧道中，在高烈度地震区使用传统的施工结构常常会造成渗漏，震动会使得初期支护出现损坏破裂等，从而增加了二次衬砌的难度，大大的加长了施工的工期，因此需要设计一种复合衬砌组合结构。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种新型隧道复合衬砌组合结构，解决现有围岩等级ⅲ级及以上的隧道容易出现渗漏，工期较长的技术问题。
6.一种新型隧道复合衬砌组合结构，包括初支防水结构、防排水结构和二衬固定结构，初支防水结构设置在隧道内壁的底部，防排水结构设置在初支防水结构的底部，二衬固定结构设置在防排水结构的底部。
7.进一步地，上述方案还包括若干个应力锚索，若干个应力锚索设置在隧道内壁的内部，并设置在初支防水结构的前端。
8.进一步地，初支防水结构包括第一道防水层、初支波纹钢板、初支混泥土层和第二防水层，第一道防水层设置在若干个应力锚索的底部，所述初支波纹钢板设置在第一道防水层的底部，初支混泥土层设置在第一道防水层的底部，并埋没初支波纹钢板)，第二防水层设置在初支混泥土层的底部。
9.进一步地，初支波纹钢板设置为波浪结构板，波浪结构板的凹型结构内侧设置有初支波纹钢板锚筋，初支波纹钢板锚筋与凹型结构垂直设置。
10.进一步地，防排水结构由防水材料和排水管组合而成，排水材料有防水卷材等绿
色材料。
11.进一步地，二衬固定结构包括二衬混凝土层和二衬波纹钢板，二衬波纹钢板上设置有二衬波纹钢板锚筋，二衬混凝土层埋没二衬波纹钢板和二衬波纹钢板锚筋。
12.本实用新型采用了上述技术方案，本实用新型具有以下技术效果：
13.本实用新型通过波纹钢结构稳定、耐久性出色、耐腐蚀(镀锌)、结构强度高、自重轻，可大批量预制生产，施工操作方便，施工周期短，既经济、安全又环保；只有当第二道高聚物防水层失效后，才利用防排水系统将渗漏水排出，有效延长了运营期隧道第一次渗漏水养护的时间，减少了维修保养次数，也降低了对交通的影响，并能再次降低地震等震动作用给隧道带来的破坏程度，二衬利用高强度波纹钢板作隧道二衬结构，并浇筑混凝土，施工快速方便，有效缩短工期，也可利用预制管片快速拼装。
附图说明
14.图1为本实用新型剖面结构图。
15.图中标号：1-第一道防水层；2-初支波纹钢板；3-初支混泥土层；4-初支波纹钢板锚筋；5-第二防水层；6-排水层；7-二衬混凝土层；8-二衬波纹钢板； 9-二衬波纹钢板锚筋。
具体实施方式
16.为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。
17.一种新型隧道复合衬砌组合结构，如图1所示，包括初支防水结构、防排水结构和二衬固定结构，初支防水结构设置在隧道内壁的底部，防排水结构设置在初支防水结构的底部，二衬固定结构设置在防排水结构的底部。还包括若干个应力锚索，若干个应力锚索设置在隧道内壁的内部，并设置在初支防水结构的前端。初支防水结构主要是用初始支撑和防水的作用，防排水结构用于当初支防水结构失效时，可以将水直接排出，防止水对隧道行车造成影响。二衬固定结构主要是起到加固固定的作用，还有设计期内永久支护作用。
18.本实用新型实施例中，初支防水结构包括第一道防水层1、初支波纹钢板 2、初支混泥土层3和第二防水层5，第一道防水层1设置在若干个应力锚索的底部，所述初支波纹钢板2设置在第一道防水层1的底部，初支混泥土层3 设置在第一道防水层1的底部，并埋没初支波纹钢板2，第二防水层5设置在初支混泥土层3的底部。对于高烈度地震区，第一道防水层1和第二防水层5 属于非水反应高聚物，属于柔性结构，可做第一道防水结构兼具隔震作用。
19.本实用新型实施例中，初支波纹钢板2设置为波浪结构板，波浪结构板的凹型结构内侧设置有初支波纹钢板锚筋4，初支波纹钢板锚筋4与凹型结构垂直设置。初支波纹钢板2设置为波浪结构，具有更好的固定作用，在水平方向具有一个弹性固定的作用。
20.本实用新型实施例中，防排水结构设置为排水层6，排水层6由防水材料和排水管组合而成，防排水结构由排水材料及排水管组成，排水材料有防水卷材等绿色材料。只有当第二道高聚物防水层失效后，才利用排水系统将渗漏水排出，有效延长了运营期隧道第一
次渗漏水养护的时间，减少了维修保养次数，也降低了对交通的影响，并能再次降低地震等震动作用给隧道带来的破坏程度。
21.本实用新型实施例中，二衬固定结构包括二衬混凝土层7和二衬波纹钢板8，二衬波纹钢板8上设置有二衬波纹钢板锚筋9，二衬混凝土层7埋没二衬波纹钢板8和二衬波纹钢板锚筋9。
22.具体施工过程为：隧道超前支护，开挖，锚喷网(针对大变形软岩隧道，可采用预应力锚索)，第一道防水隔震层(非水反应高聚物，柔性结构)，初支：波纹钢(焊有锚筋)+混凝土结构，第二道防水隔震层(非水反应高聚物，柔性结构)+防排水系统(隧道常用)，二衬：波纹钢(焊有锚筋)+混凝土(或预制管片)。
23.施工顺序：(1)对隧道掌子面超前预加固，按照施工工序开挖；(2) 对于软岩大变形隧道，打设预应力锚索；(3)做第一道防水隔震层；(4) 利用智能拼装台车，安装波纹钢板，该波纹钢板上焊接锚筋，增强与混凝土共同作用的效应，在波纹钢板与第一道防水层之间的空隙处浇筑混凝土，波纹钢板横向和纵向进行螺栓错缝拼接；(5)做第二道防水隔震层和防排水系统；(6)利用智能拼装台车，安装波纹钢板或预制管片，且该波纹钢板上焊接锚筋，增强与混凝土共同作用的效应，在波纹钢板与第二道防水层之间的空隙处浇筑混凝土，波纹钢板横向和纵向进行螺栓错缝拼接。
24.可操作性：(1)超前支护、开挖、锚喷网等按照常规施工即可；(2) 对于软岩大变形隧道，可将预应力锚索代替拱顶锚杆；(3)按照设计要求，预制波纹钢，利用智能拼装台车方便安装和壁后注浆，利用台车模板浇筑混凝土；(4)利用灌浆设备做防水隔震层；(5)防排水系统：按照设计施工； (6)利用智能拼装台车安装波纹钢板和壁后注浆，利用台车模板浇筑混凝土或利用二衬智能拼装台车拼装管片和壁后注浆。
25.吸能锚杆+隔震层降低隧道爆破及相邻隧道爆破对衬砌结构产生的影响，同时利用波纹钢快速拼接、注浆，及时封闭开挖断面，保证施工安全。该隧道具有出色的防渗漏功能，利用两层防水隔震层和一道防水系统，可解决隧道运营期渗漏问题。