一种复杂地质条件下的隧道结构的制作方法

本发明涉及隧道的，尤其是涉及一种复杂地质条件下的隧道结构。

背景技术：

1、隧道是人类利用地下空间、山体空间的一种工程建筑物，主要可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道、军事隧道等。隧道建设工程中防水排水结构施工的占比较大，隧道防水排水的效果直接影响着隧道衬砌结构的排水有效性，同时隧道防水排水结构的施工质量还对衬砌砼的厚度有较大影响，关系着衬砌结构的使用寿命。

2、在亚热带季风气候区进行隧道施工时，需要充分考虑当地的气象条件，区域内预计的梅汛期通常为每年的4月16日-7月15日，区域内预计的台汛期通常为每年的7月16日-10月15日，降雨量相对集中于6~9月份，台风或热带风暴是本工程所在区域内最为突出的气象要素，区域内最大降水强度可达311.6mm/d，因此本项目施工前应当充分考虑降水量对隧道防水排水结构的影响。

3、在隧道工程中，围岩是指隧道（坑道）周围一定范围内，对隧道（坑道）稳定性能产生影响的岩（土）体，或由于隧道开挖导致隧道周边地层发生重新分布的岩（土）体。隧道周围的地层可以是软硬不一的岩石，也可以是松散的土，我们把土视为一种特殊的（风化破碎严重的）岩石，故隧道周围的地层，不管是土体还是岩体，统称为围岩。

4、软围岩是指单轴抗压强度小于25mpa的松散、破碎、软弱及风化膨胀性一类岩体的总称，该类岩石多为泥岩、页岩、粉砂岩和泥质粘土岩等强度较低的岩石，是天然形成的复杂地质介质。隧道开挖后，由于软围岩具有强度低、自稳定性差等特点，软围岩的应力会重新分布，使得隧道周边产生较大的松动圈，软围岩隧道的施工受地质条件的影响较为明显。

5、现有授权公告号为cn103835725b的中国专利公开了一种寒区防冻保温隧道，包括隧道初衬、隧道防水板、隧道二衬，隧道初衬和隧道二衬通常为钢筋混凝土结构。在软围岩这种地质条件下应用该隧道结构时，由于软围岩具有强度低、自稳定性差等特点，则隧道初衬与软围岩之间存在连接强度较低的问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的问题是针对现有技术中所存在的上述不足而提供一种复杂地质条件下的隧道结构，其解决了现有技术中存在的隧道初衬与软围岩之间连接强度较低的问题。

2、本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种复杂地质条件下的隧道结构，包括具有隧洞的隧道本体、设置于隧洞底部的行车道以及位于行车道两侧的人行道，所述隧道本体包括初衬、位于初衬内部的二衬，所述初衬包括插入围岩中的注浆锚杆、两端缠绕在相邻注浆锚杆头部的横向主钢丝和竖向主钢丝、设置于横向主钢丝和竖向主钢丝围成的空间内的钢丝网、设置于钢丝网内侧的初衬现浇层。

3、本发明进一步设置为：所述初衬的内壁上沿隧道本体的纵向开设有纵向凹槽，所述纵向凹槽内嵌设有相邻之间通过三通管连通的纵向排水管，所述纵向排水管上连通有贯穿二衬的出水管，所述初衬的内壁上沿隧道本体环向间隔开设的横向环槽，所述横向环槽内嵌设有通过三通管与纵向排水管连通的横向排水管，所述人行道上嵌设有沿着隧道本体延伸方向依次排列设置的侧排水沟，所述侧排水沟靠近出水管的侧壁上开设有与出水管连通的侧进水孔。

4、本发明进一步设置为：所述横向排水管为打孔波纹管，所述横向排水管外包裹有滤水土工布。

5、本发明进一步设置为：所述侧排水沟包括嵌设于人行道内的沟体、盖设于沟体顶部的沟盖，所述沟体的顶面上开设有与侧进水孔连通的排水槽，所述排水槽的底壁上向下依次开设有安装槽、下水孔，所述下水孔内设置有限流机构。

6、本发明进一步设置为：所述限流机构包括插入下水孔中的安装壳、设置于安装壳底面上的壳盖，所述安装壳的底面上开设有通水腔，所述安装壳的顶面上开设有与通水腔连通的上进水孔，所述壳盖的底面上开设有与通水腔连通的下出水孔，所述通水腔内活动设置有球面与上进水孔的下孔沿相抵的阀球，所述阀球与壳盖之间设置有弹簧。

7、本发明进一步设置为：所述壳盖的底面上开设有导向孔，所述阀球的底部设置有与导向孔滑动配合的导向杆。

8、本发明进一步设置为：所述壳盖朝向安装壳的端面上设置有凸柱，所述凸柱背离壳盖的端面上开设有滑槽，所述导向杆的外侧壁上设置有与滑槽滑动配合的密封板，所述弹簧套设于导向杆上，所述弹簧一端与密封板的底面相抵，另一端与壳盖的顶面相抵。

9、本发明进一步设置为：所述密封板的外侧壁上周向开设有密封槽，所述密封板上套设有部分嵌入密封槽的密封圈。

10、本发明进一步设置为：每个所述侧排水沟的下方均设置有埋设于人行道内的下排水管，所述下排水管的顶面上开设有与下水孔连通的下进水孔，所述行车道内埋设有中排水沟，所述中排水沟和下排水管之间设置有斜排水管。

11、本发明进一步设置为：所述下排水管的顶面上设置有与下排水孔连通的凸管，所述凸管嵌入下水孔中。

12、综上所述，本发明的有益技术效果为：

13、（1）、本复杂地质条件下的隧道结构通过设置插入围岩中的注浆锚杆，并在围岩内壁上设置与注浆锚杆头部相连的横向主钢丝、竖向主钢丝、钢丝网，则上述的防护结构能够在一定程度上避免围岩内壁因隧道施工产生的震动而出现开裂、碎石掉落等情况，并且注浆锚杆的头部位于初衬现浇层内，增强了隧道初衬与软围岩之间的连接强度。

14、（2）、本复杂地质条件下的隧道结构采用“引、排、截”一体式排水，通过增设带有防水板和防水胶的二衬，防水板和防水胶在初衬和二衬之间形成两层防水层，拦截裂隙水向二衬外溢，便于裂隙水在初衬内流通，通过设置与排水沟连通的管路系统，管路系统包括环向排水管、纵向排水管、引排管，使得裂隙水能够有效的进入排水沟并排出，保证施工现场排水畅通，保障隧道顺利施工。

技术特征：

1.一种复杂地质条件下的隧道结构，包括具有隧洞(2)的隧道本体(1)、设置于隧洞(2)底部的行车道(3)以及位于行车道(3)两侧的人行道(4)，其特征在于：所述隧道本体(1)包括初衬(11)、位于初衬(11)内部的二衬(12)，所述初衬(11)包括插入围岩中的注浆锚杆(5)、两端缠绕在相邻注浆锚杆(5)头部的横向主钢丝(6)和竖向主钢丝(7)、设置于横向主钢丝(6)和竖向主钢丝(7)围成的空间内的钢丝网(8)、设置于钢丝网(8)内侧的初衬(11)现浇层。

2.根据权利要求1所述的一种复杂地质条件下的隧道结构，其特征在于：所述初衬(11)的内壁上沿隧道本体(1)的纵向开设有纵向凹槽(9)，所述纵向凹槽(9)内嵌设有相邻之间通过三通管(13)连通的纵向排水管(10)，所述纵向排水管(10)上连通有贯穿二衬(12)的出水管(14)，所述初衬(11)的内壁上沿隧道本体(1)环向间隔开设的横向环槽(15)，所述横向环槽(15)内嵌设有通过三通管(13)与纵向排水管(10)连通的横向排水管(16)，所述人行道(4)上嵌设有沿着隧道本体(1)延伸方向依次排列设置的侧排水沟(18)，所述侧排水沟(18)靠近出水管(14)的侧壁上开设有与出水管(14)连通的侧进水孔(20)。

3.根据权利要求2所述的一种复杂地质条件下的隧道结构，其特征在于：所述横向排水管(16)为打孔波纹管，所述横向排水管(16)外包裹有滤水土工布(17)。

4.根据权利要求2所述的一种复杂地质条件下的隧道结构，其特征在于：所述侧排水沟(18)包括嵌设于人行道(4)内的沟体(181)、盖设于沟体(181)顶部的沟盖(182)，所述沟体(181)的顶面上开设有与侧进水孔(20)连通的排水槽(19)，所述排水槽(19)的底壁上向下依次开设有安装槽(21)、下水孔(22)，所述下水孔(22)内设置有限流机构。

5.根据权利要求4所述的一种复杂地质条件下的隧道结构，其特征在于：所述限流机构包括插入下水孔(22)中的安装壳(23)、设置于安装壳(23)底面上的壳盖(24)，所述安装壳(23)的底面上开设有通水腔(26)，所述安装壳(23)的顶面上开设有与通水腔(26)连通的上进水孔(27)，所述壳盖(24)的底面上开设有与通水腔(26)连通的下出水孔(28)，所述通水腔(26)内活动设置有球面与上进水孔(27)的下孔沿相抵的阀球(32)，所述阀球(32)与壳盖(24)之间设置有弹簧(37)。

6.根据权利要求5所述的一种复杂地质条件下的隧道结构，其特征在于：所述壳盖(24)的底面上开设有导向孔(31)，所述阀球(32)的底部设置有与导向孔(31)滑动配合的导向杆(33)。

7.根据权利要求6所述的一种复杂地质条件下的隧道结构，其特征在于：所述壳盖(24)朝向安装壳(23)的端面上设置有凸柱(29)，所述凸柱(29)背离壳盖(24)的端面上开设有滑槽(30)，所述导向杆(33)的外侧壁上设置有与滑槽(30)滑动配合的密封板(34)，所述弹簧(37)套设于导向杆(33)上，所述弹簧(37)一端与密封板(34)的底面相抵，另一端与壳盖(24)的顶面相抵。

8.根据权利要求7所述的一种复杂地质条件下的隧道结构，其特征在于：所述密封板(34)的外侧壁上周向开设有密封槽(35)，所述密封板(34)上套设有部分嵌入密封槽(35)的密封圈(36)。

9.根据权利要求4所述的一种复杂地质条件下的隧道结构，其特征在于：每个所述侧排水沟(18)的下方均设置有埋设于人行道(4)内的下排水管(38)，所述下排水管(38)的顶面上开设有与下水孔(22)连通的下进水孔，所述行车道(3)内埋设有中排水沟(41)，所述中排水沟(41)和下排水管(38)之间设置有斜排水管(42)。

10.根据权利要求9所述的一种复杂地质条件下的隧道结构，其特征在于：所述下排水管(38)的顶面上设置有与下排水孔(39)连通的凸管(40)，所述凸管(40)嵌入下水孔(22)中。

技术总结
本发明提供了一种复杂地质条件下的隧道结构，包括具有隧洞的隧道本体、设置于隧洞底部的行车道以及人行道，隧道本体包括初衬、二衬，初衬包括插入围岩中的注浆锚杆、两端缠绕在相邻注浆锚杆头部的横向主钢丝和竖向主钢丝、设置于横向主钢丝和竖向主钢丝围成的空间内的钢丝网、设置于钢丝网内侧的初衬现浇层。本复杂地质条件下的隧道结构通过设置插入围岩中的注浆锚杆，并在围岩内壁上设置与注浆锚杆头部相连的横向主钢丝、竖向主钢丝、钢丝网，则上述的防护结构能够在一定程度上避免围岩内壁因隧道施工产生的震动而出现开裂、碎石掉落等情况，并且注浆锚杆的头部位于初衬现浇层内，增强了隧道初衬与软围岩之间的连接强度。

技术研发人员：周剑伟,戴紫阳,陈丁华,王志磊,戴毓琦,郑立勤,周豪,苏乐宝,黄兴华,郁金惠
受保护的技术使用者：浙江交工集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12