一种隧道预防空洞透气装置的制作方法

1.本实用新型涉及隧道衬砌技术领域，尤其涉及一种隧道预防空洞透气装置。


背景技术：

2.隧道衬砌是隧道施工过程中的重要环节，目前，对于隧道的衬砌主要是通过衬砌台车来实现的。在二衬的施工的过程中，通过衬砌台车在隧道的内壁面形成空腔，再通过衬砌台车上的砼上料口注入混凝土，以实现对于隧道内壁的衬砌。
3.在二衬的过程中，由于需要注入混凝地的空腔是处于衬砌台车外周的，而砼上料口虽然是位于衬砌台车的顶部，但其并非处于空腔的顶部，因此，在二衬的过程中，容易在空腔的顶部形成压力气囊(即，较大的空洞)。空洞形成的主要原因在于，二衬时，空腔顶部的气体无法排出。空洞一旦形成，会导致混凝土厚度不足，在实际使用时，当列车经过隧道时，会使带动隧道内的空气流动，使隧道内的气压减小，使空洞内的气体与隧道内的压力差不断变化。在反复荷载作用下，产生开裂，掉块，严重时影响列车行车安全。
4.如何防止在隧道的内壁上形成空洞，是本领域亟待解决的重要问题之一。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种隧道预防空洞透气装置，以解决现有技术中的问题，能够防止二衬时在隧道的内壁上形成空洞。
6.本实用新型提供了一种隧道预防空洞透气装置，包括第一衬砌段，其中，还包括：
7.第一管路，所述第一管路预埋于第一衬砌段的拱顶处；所述第一管路的第一端向下设置，且能够与隧道内部空间连通；所述第一管路的第二端朝所述第一衬砌段的末端；
8.第二管路，所述第二管路与所述第一管路的第二端连通；所述第二管路伸出所述第一衬砌段的末端设定长度。
9.如上所述的隧道预防空洞透气装置，其中，可选的是，所述第一衬砌段还包括锚固钢筋；
10.所述锚固钢筋沿隧道的内壁的周向布置，且形成于所述第一衬砌段或与所述第一衬砌段相邻的所述第二衬砌段内；
11.所述第一管路均能够抵靠于对应的所述锚固钢筋处。
12.如上所述的隧道预防空洞透气装置，其中，可选的是，所述第一管路与所述第二管路均为多个且一一对应；
13.所述第一管路与所述第二管路沿隧道的周向间隔分布于所述隧道的拱顶处。
14.如上所述的隧道预防空洞透气装置，其中，可选的是，所述第一管路和所述第二管路均为3至8个。
15.如上所述的隧道预防空洞透气装置，其中，可选的是，所述第一管路和所述第二管路均为pvc管。
16.如上所述的隧道预防空洞透气装置，其中，可选的是，所述第二管路的外周上设有
多个通孔，所述通孔沿所述第二管路的长度方向均匀分布。
17.如上所述的隧道预防空洞透气装置，其中，可选的是，至少有两个所述第二管路伸出对应的所述第一衬砌段的长度值不同。
18.本实用新型还提出了一种隧道预防空洞透气装置，其中，包括：
19.透气管，所述透气管的第一端的外周用于预埋在第一衬砌段的末端；所述透气管的第二端伸出所述第一衬砌段，并能够伸入到与所述第一衬砌段相邻的第二衬砌段内的拱顶处，以使所述第二衬砌段在衬砌时，能够将空洞处的空气经所述透气管排出。
20.如上所述的隧道预防空洞透气装置，其中，可选的是，所述透气管伸出所述第一衬砌段300到700毫米。
21.如上所述的隧道预防空洞透气装置，其特征在于，所述透气管的内径介于30到70毫米之间。
22.本实用新型通过在第一衬砌段预埋有第一管路，第一管路上连接有能够伸出第一衬砌段末端的第二管路，并将第二管路伸出第一衬砌段末端的距离预先设定。通过如此改进，在对第二衬砌段的下一段隧道进行二衬施工时，通过衬砌台车形成空腔，通过衬砌台车进行上料时，能够使得空腔内的空气经所述第二管路和所述第一管路顺利排出，便于上料，有利于消除空洞。
附图说明
23.图1为本实用新型提出的隧道结构的剖示图；
24.图2为图1中a处的局部放大示意图；
25.图3为在第二衬砌段施工过程中沿隧道长度方向竖直面的局部剖示图；
26.图4为在第二衬砌段施工完成后沿隧道长度方向竖直面的局部剖示图；
27.图5为沿第二衬砌段的横断面的局部剖示图；
28.图6为本实用新型实施例1所提出的第一管路与所述第二管路的连接结构示意图；
29.图7为本实用新型实施例2提出的透气管的立体图。
30.附图标记说明：
31.1-第一衬砌段，2-第一管路，3-隧道，4-第二管路，5-锚固钢筋，6-第二衬砌段，7-透气管，8-衬砌台车，9-空洞；
32.41-通孔；
33.61-空洞；
34.81-上料口。
具体实施方式
35.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
36.实施例1
37.请参照图1至图6，本实施例提出了一种隧道预防空洞透气装置，包括第一衬砌段1
和第二衬砌段6，其中第一衬砌段1和第二衬砌段6均是指由衬砌台车施工一次所形成的混凝土层。在空间位置上，第一衬砌段1应当与第二衬砌段6相邻，且第一衬砌段1要先于第二衬砌段6施工。
38.具体地，为了消除第二衬砌段6内的空洞，在进行方案设置之前，对产生空洞的位置及原因进行了详细的研究。从产生的原因上来看，主要是内为从下侧上料，无法让空气从空腔内排尽。请参照图3，从形成的位置来看，第二衬砌段6上空洞9容易产生的位置是靠近第一衬砌段1一侧的拱顶处。
39.针对于以上发现，本实施例作了如下改进：
40.请参照图3和图4，本实施例包括，第一管路2和第二管路4。所述第一管路2和所述第二管路4用于形成一个通道，以供第二衬砌段6在衬砌的过程中，能够将空腔中的空气排出。具体地，所述第一管路2预埋于第一衬砌段1的拱顶处；通过第一衬砌段1实现对于第一管路2的固定。所述第一管路2的第一端向下设置，具体实施时，所述第一管路2可以是倾斜向下，也可以是竖直向下。但无论如何设置，所述第一管路2能够与隧道3内部空间连通，即，所述第一管路2穿过所述第一衬砌段1，且所述第一衬砌段1并不封堵所述第一管路2。所述第一管路2的第二端朝所述第一衬砌段1的末端。所述第一管路2的第二端可以是沿的隧道3的长度方向设置，也可以是略微倾斜。所述第二管路4与所述第一管路2的第二端连通。在实施的过程中，第二管路4与第一管路2之间可以的螺纹连接，也可以是卡接，当然，第二管路4与所述第一管路2也可以是一体成形。所述第二管路4伸出所述第一衬砌段1的末端设定长度。具体地，所述第二管路4伸出所述第一衬砌段1末端的长度，根据实际来设定，以将第二管路4远离所述第一管路2的一端伸至容易产生空洞9的位置为佳。
41.请参照图3到图5，具体实施时，在对第一衬砌段1进行衬砌时，将第一管路2设置于第衬砌段1末端的拱顶处；待第一衬砌段1施工完成后，将第二管路4与所述第一管路2连接。在对第二衬砌段6进行工时，衬砌台车8与隧道3内壁及第一衬砌段1的末端，围成一个用于形成第二衬砌段6的空腔，由于第二管路4远离所述第一管路2的一端位于该空腔内，当通过衬砌台车8的上料口81向空腔内上料时，空腔内气体能够通过第二管路4和所述第一管路2排出，有利于将空腔内的气体排出，避免形成空洞。另一方面，由于空腔通过第二管路4和第一管路2与大气连通，在上料的过程中，不会导致空腔内的气压增大，有利于上料，能够解决在上料过程中水泥泵压力不足的问题。
42.需要指出的是，在以上实施的过程中，对于分体式设计的第一管路2和第二管路4，也可以是先将二者连接，然后在对第一衬砌段1进行施工时，将连接好的第一管路2和第二管路4进行固定。对于一体设计的，可直接在施工时，将其置于第一衬砌段1的末端。
43.需要指出的是，在施工完成后，所述第一管路2和所述第二管路4不再取出。若因施工问题，仍存在了空洞，通过第一管路2和第二管路4，能够连通空洞与隧道内的空气，当隧道内压力变化时，能够减少由于压力差而带来的反复载荷变化。
44.需要指出的是，以上仅是对相邻的第一衬砌段1和第二衬砌段6作为一个循环单元进行说明。在实际施工时，第二衬砌段6还有其他衬砌段，因此，第二衬砌段6在施工过程中，也应当设置相应第一管路2和第二管路4，即，第二衬砌段6与其后紧邻的一个衬砌段，也构成一个作用单元，形成如上的方案。
45.在以上方案中，对于第一管路2和第二管路4的形状不作限定，如，第一管路2和第
二管路4可以圆管，也可以是方管，但考虑到空气流动的顺畅、成本以及受力问题，优选圆管。
46.在以上方案中，对于第一管路2和第二管路4是否为直管，不作限定，其关键在于：第一管路2的外周埋设于第一衬砌段1末端的拱顶处，且第二管路4伸出于所述第一衬砌段1的外侧，以便于在形成第二衬砌段6时排出空气，达到防止空洞的目的。因此，所述第一管路2和所述第二管路4连接后，可以是直管，也可以弯管。当其为直管时，倾斜设置。当其为弯管时，可以是弧形弯管，也可以是两直管与一弧形弯管的组合。
47.在具体实施时，为了保证第一管路2与第二管路4位置的稳固性，所述第一衬砌段1还包括锚固钢筋5；具体地，所述锚固钢筋5固定设置，且在第一衬砌段1成型后，锚固钢筋5位于第一衬砌段1的内部。锚因钢筋5的作用除了增加第一衬砌段1的稳定性及强度外，还用于定位所述第一管路2与第二管路4的位置。具体地，所述锚固钢筋5沿隧道3的内壁的周向布置，且形成于所述第一衬砌段1或所述第二衬砌段6内。更具体地，所述第一管路2均能够抵靠于对应的所述锚固钢筋5处。在实施时，也可以是将所述第一管路2和所述第二管路4预先绑扎于所述锚固钢筋5上。当然，也可以是将第一管路2和所述第二管路4定位于对应的衬砌台车上，在第一衬砌段1成型后，将衬砌台车与对应的第一管路2及第二管路4分离。
48.作为一种较佳的实现方式，所述第一管路2与所述第二管路4均为多个且一一对应；所述第一管路2与所述第二管路4沿隧道3的周向间隔分布于所述隧道3的拱顶处。如此，能够实现对于第一管路2及第二管路4的限位作用。以使第二管路4能够处于合适的位置。
49.在实施的过程中，由于空洞一旦形成，通常体积较大，而混凝土在上料时，流动不均匀，因此，若设置一个第一管路2及一个第二管路4，虽然能够起到一定的预防空洞效果，但效果有限，尤其是第二管路4一旦被混凝土堵塞，仍会形成体积较小的空洞。为此，所述第一管路2和所述第二管路4均为3至8个。其中，优选5个，5个所述第一管路2分布于拱顶处。为了进一步提高防空洞效果，在实施时，所述第二管路4的外周上设有多个通孔41，所述通孔41沿所述第二管路4的长度方向均匀分布。如此，有利于将所述第二管路4周围的空气尽可能排出。
50.在具体实施时，所述第一管路2和所述第二管路4均为pvc管。当然也可以使用其他材料。
51.为了进一步提高预防空洞的效果，在本实施例中，至少有两个所述第二管路4伸出对应的所述第一衬砌段1的长度值不同。较佳地，5个所述第二管路4伸出所述第一衬砌段1的长度各不相等。
52.需要指出的是，在本实施例的附图中，由于隧道内的结构不便于在图中表现，因此，对于隧道进行了简化，本领域技术人员能够理解。
53.实施例2
54.请参照图7，本实施例提出一种隧道预防空洞透气装置，包括透气管7。所述透气管7用于在衬砌时，将容易形成空洞处与外部连通，使得在上料时，尽量排出腔体内的空气，便于上料且能够预防空洞的形成。
55.具体地，请参照图7，所述透气管7的第一端的外周用于预埋在第一衬砌段1的末端；即，透气管7穿过所述第一衬砌段1的末端，两端均不封堵。所述透气管7的第二端伸出所述第一衬砌段1，并能够伸入到与所述第一衬砌段1相邻的第二衬砌段6内的拱顶处，以使所
述第二衬砌段6在衬砌时，能够将空洞处的空气经所述透气管7排出。实施时，本实施例中的透气管7可等同于实施例1中第一管路2与第二管路4的结合。
56.在具体实施时，所述透气管7形状，可以参考实施例1中第一管路2与第二管路4连接后的形状，可以直管可以是弯管，在此不再赘述。在具体使用时，通过将透气管7预埋于第一衬砌段1内。本实施例中，透气管7的设置可以过程可以参照实施例1。在此不再赘述。
57.在实施时，透气管7伸出所述第一衬砌段1的长度的不同，使得其效果也是不同的，本实施例给出了一种较佳的方式，即，所述透气管7伸出所述第一衬砌段300到700毫米。在具体实施时，所述透气管7伸出所述第一衬砌段1的长度优选500毫米。另一方面，由于透气管7可以设置为多个，多个所述透气管伸出所述第一衬砌段1的长度可以不同，如，一个透气管伸出所述第一衬砌段1的长度为500毫米，另一个透气管7伸出所述第一衬砌段1的长度为400毫米。
58.透气管7内径的大小，是影响实际使用效果的重要因素之一，当透气管7的内径过小时，容易被封堵，当透气管7的内径过大时，容易导致混凝土从透气管7内流出。在设置时，所述透气管7的内径介于30到70毫米之间。其中，优选所述透气管7的内径为50毫米。
59.通过以上实施例，能够在二衬时，将拱顶处的空气排出，有利于预防空洞的产生。
60.以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。