由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構的製作方法

2023-06-14 21:37:51 1

專利名稱：由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構的製作方法
技術領域：
本發明屬於鐵路、公路、地鐵等隧道工程技術領域，特別是涉及一種由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構。
背景技術：
在寒冷的冬季，隧道漏水會在頂冰形成拱柱和在鐵路兩旁形成側冰，當隧道內的冰柱侵入隧道建築限界時，就會嚴重地影響列車的運行，而 側冰則會給巡道工作及維修人員的安全帶來隱患。因此，為了確保列車的運行及人員的安全，目前需要人工進行冰柱捶落作業及削冰作業。另外，襯砌背後的凍融交替作用會使隧道產生變形和強度降低，進而逐漸受到破壞，這時就需要改建加固。目前礦山法隧道結構通常採用複合式襯砌，即採用初期支護+二次襯砌結構，其中初期支護採用噴射混凝土或錨杆+噴射混凝土結構，二次襯砌採用混凝土或鋼筋混凝土結構。為了防止隧道漏水，在初始支護與二次襯砌之間還設置了防水板防水層。但當混凝土硬化時，其會產生收縮，因此混凝土結構內部就會出現硬化裂縫，由混凝土構成的二次襯砌內部存在大量的裂縫就成為引起結構滲水漏水的重要原因。另外，由於混凝土的抗拉強度較低，因此二次襯砌結構受拉時必然會產生大量的受拉裂縫，這些受拉裂縫的存在也是造成結構滲水漏水的重要原因。從理論上說，由高密度聚乙烯、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-浙青共混聚合物等防水板構成的防水層可以有效地將巖土中的地下水阻止在二次襯砌結構外，從而保證二次襯砌不滲水、不漏水。然而，在隧道現場施工過程中，很難保證防水層不破損和二次襯砌結構不出現裂縫。由於由高密度聚乙烯、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-浙青共混聚合物等防水板構成的防水層與二次襯砌結構之間幾乎沒有任何粘結作用，所以防水層一旦出現破損，破損處周圍較大範圍的結構就會出現滲水漏水，從而嚴重地影響了二次襯砌結構的質量，並且給隧道和地鐵列車的運行帶來安全隱患。

發明內容
為了解決上述問題，本發明的目的在於提供一種能夠有效防止隧道出現滲水漏水的由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構。為了達到上述目的，本發明提供的由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構包括防水層、混凝土層、多根環向鋼筋、多根拉筋和多根分布鋼筋；其中防水層由壓型鋼板構成，設置在初始支護的外圓周面上；混凝土層設置在防水層的外側；多根環向鋼筋沿隧道的環向相隔距離並排設置在混凝土層中靠近外部圓周邊緣部位；多根分布鋼筋沿隧道的長度方向相隔距離並列設置在混凝土層中靠近外部圓周邊緣部位，並且位於環向鋼筋內側；多根拉筋呈網格狀設置在混凝土層中，每根拉筋的上端連接在壓型鋼板的外表面上，下端鉤部鉤在一根環向鋼筋和一根分布鋼筋上。所述的壓型鋼板由結構鋼板或鍍鋅鋼板製成，其上的凹槽形成方向與隧道環向一致，厚度為0.8 2. 0mm。所述的混凝土層的厚度大於等於50mm。所述的拉筋採用A3鋼筋，直徑小於等於6mm,間距為300mm-400mm ;分布鋼筋的直徑大於等於10mm，間距小於等於300mm ;環向鋼筋的直徑為16mm-30mm，間距為120mm-300mmo本發明提供的由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構包括防水層、混凝土層、多根環向鋼筋、多根拉筋、多根分布鋼筋和多根附加環向鋼筋；其中防水層由壓型鋼板構成，設置在初始支護的外圓周面上；混凝土層設置在防水層的外側；多根附加環向鋼筋沿隧道的環向相隔距離並排設置在壓型鋼板外側的凹槽內；多根環向鋼筋沿隧道的環向相隔距離並排設置在混凝土層中靠近外部圓周邊緣部位；多根分布鋼筋沿隧道的長度方向相隔距離並列設置在混凝土層中靠近外部圓周邊緣部位，並且位於環向鋼筋內側；多根拉筋呈網格狀設置在混凝土層中，每根拉筋的上端鉤部鉤在一根附加環向鋼筋上，下端鉤部鉤在一根環向鋼筋和一根分布鋼筋上。 所述的壓型鋼板由結構鋼板或鍍鋅鋼板製成，其上的凹槽形成方向與隧道環向一致，厚度為O. 8 2. 0mm。所述的混凝土層的厚度大於等於50mm。所述的拉筋採用A3鋼筋，直徑小於等於6mm，間距為300mm-400mm ;分布鋼筋的直徑大於等於10mm，間距小於等於300mm ;環向鋼筋的直徑為16mm-30mm，間距為120mm-300mm ;附加環向鋼筋的直徑為16mm-30mm,間距為120mm-300mm。本發明提供的由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構適用於隧道拱頂和側牆，具有如下有益效果I)其是將壓型鋼板作為隧道二次襯砌結構的連續防水隔離層和受力單元，從而能夠將地下水阻擋在隔離層外面，因此顯著地提高了隧道二次襯砌結構的耐久性和防水性倉泛;2)與目前隧道採用的二次襯砌結構和防水結構比較，能夠省掉防水層鋪設工序，因此提高了施工進度；3)本隧道二次襯砌結構能防止漏水結冰，可減少隧道維護費用；4)由於顯著地減少了隧道二次襯砌結構的滲水漏水，因此可以防止隧道拱頂產生冰柱和鐵路兩旁形成側冰，從而提高了隧道內行車和人員安全。


圖I為本發明提供的由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構橫向截面示意圖。圖2為本發明實施例I提供的由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構縱向截面剖視圖。圖3為本發明實施例2提供的由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構縱向截面剖視圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明提供的由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構進行詳細說明。實施例I :如圖I、圖2所示，本實施例提供的由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構包括防水層I、混凝土層2、多根環向鋼筋3、多根拉筋4和多根分布鋼筋5 ;其中防水層I由壓型鋼板構成，設置在初始支護7的外圓周面上；混凝土層2設置在防水層I的外側；多根環向鋼筋3沿隧道的環向相隔距離並排設置在混凝土層2中靠近外部圓周邊緣部位；多根分布鋼筋5沿隧道的長度方向相隔距離並列設置在混凝土層2中靠近外部圓周邊緣部位，並且位於環向鋼筋3內側；多根拉筋4呈網格狀設置在混凝土層2中，每根拉筋4的上端連接在壓型鋼板的外表面上，下端鉤部鉤在一根環向鋼筋3和一根分布鋼筋5上。所述的壓型鋼板由結構鋼板或鍍鋅鋼板製成，其上的凹槽形成方向與隧道環向一致，厚度為O. 8 2. 0mm。
所述的混凝土層2的厚度大於等於50mm。所述的拉筋4採用A3鋼筋，直徑小於等於6mm，間距為300mm-400mm ;分布鋼筋5的直徑大於等於10mm，間距小於等於300mm ;環向鋼筋3的直徑為16mm-30mm，間距為120mm-300mmo現將本實施例提供的由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構施工方法闡述如下首先在初始支護7的外圓周面上鋪設一層由壓型鋼板構成的防水層1，應使壓型鋼板上的凹槽形成方向與隧道環向一致，然後將多根拉筋4的上端呈網格狀連接在壓型鋼板的外表面上，拉筋4之間的間距為300mm-400mm，之後在防水層I的外側沿隧道的長度方向並列設置多根間距小於等於300mm的分布鋼筋5，然後在多根分布鋼筋5的外側沿隧道的環向並排設置多根間距為120mm-300mm的環向鋼筋3，之後將所有拉筋4下端的鉤部鉤在一根環向鋼筋3和一根分布鋼筋5上,最後在防水層I的外側噴射一層厚度大於等於50mm的混凝土層2，由此將所有的拉筋4、分布鋼筋5和環向鋼筋3全部覆蓋住，即可完成所述的由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構施工過程。本實施例提供的由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構適用於防水層I為二次襯砌結構的非受力單元，其僅作為連續的防水隔離層的情況。實施例2 如圖I、圖3所示，本實施例提供的由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構包括防水層I、混凝土層2、多根環向鋼筋3、多根拉筋8、多根分布鋼筋5和多根附加環向鋼筋6 ;其中防水層I由壓型鋼板構成，設置在初始支護7的外圓周面上；混凝土層2設置在防水層I的外側；多根附加環向鋼筋6沿隧道的環向相隔距離並排設置在壓型鋼板外側的凹槽內；多根環向鋼筋3沿隧道的環向相隔距離並排設置在混凝土層2中靠近外部圓周邊緣部位；多根分布鋼筋5沿隧道的長度方向相隔距離並列設置在混凝土層2中靠近外部圓周邊緣部位，並且位於環向鋼筋3內側；多根拉筋8呈網格狀設置在混凝土層2中，每根拉筋8的上端鉤部鉤在一根附加環向鋼筋6上，下端鉤部鉤在一根環向鋼筋3和一根分布鋼筋5上。所述的壓型鋼板由結構鋼板或鍍鋅鋼板製成，其上的凹槽形成方向與隧道環向一致，厚度為O. 8 2. 0mm。
所述的混凝土層2的厚度大於等於50mm。所述的拉筋8採用A3鋼筋，直徑小於等於6mm，間距為300mm-400mm ;分布鋼筋5的直徑大於等於10mm，間距小於等於300mm ;環向鋼筋3的直徑為16mm-30mm，間距為120mm-300mm ;附加環向鋼筋6的直徑為16mm-30mm,間距為120mm-300mm。現將本實施例提供的由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構施工方法闡述如下首先在初始支護7的外圓周面上鋪設一層由壓型鋼板構成的防水層1，應使壓型鋼板上的凹槽形成方向與隧道環向一致，然後將多根附加環向鋼筋6沿隧道的環向相隔距離並排設置在壓型鋼板外側的凹槽內，相鄰附加環向鋼筋6之間的間距為120mm-300mm，之後將多根拉筋8的上端鉤部呈網格狀鉤在附加環向鋼筋6上，拉筋8之間的間距為300mm-400mm，之後在防水層I的外側沿隧道的長度方向並列設置多根間距小於等於300mm的分布鋼筋5，然後在多根分布鋼筋5的外側沿隧道的環向並排設置多根間距為120mm-300mm的環向鋼筋3，之後將所有拉筋8的下端鉤部鉤在一根環向鋼筋3和一根分布鋼筋5上，最後在防水層I的外側噴射一層厚度大於等於50mm的混凝土層2，由此將所有的 附加環向鋼筋6、拉筋8、分布鋼筋5和環向鋼筋3全部覆蓋住，即可完成所述的由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構施工過程。本實施例提供的由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構適用於防水層I位於隧道二次襯砌結構的受位區，同時作為連續的防水隔離層的情況。
權利要求
1.一種由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構，其特徵在於所述的隧道ニ次襯砌結構包括防水層(I)、混凝土層(2)、多根環向鋼筋(3)、多根拉筋(4)和多根分布鋼筋(5);其中防水層(I)由壓型鋼板構成，設置在初始支護(7)的外圓周面上；混凝土層(2)設置在防水層(I)的外側；多根環向鋼筋(3)沿隧道的環向相隔距離並排設置在混凝土層(2)中靠近外部圓周邊緣部位；多根分布鋼筋(5)沿隧道的長度方向相隔距離並列設置在混凝土層⑵中靠近外部圓周邊緣部位，並且位於環向鋼筋⑶內側；多根拉筋⑷呈網格狀設置在混凝土層(2)中，每根拉筋(4)的上端連接在壓型鋼板的外表面上，下端鉤部鉤在一根環向鋼筋(3)和一根分布鋼筋(5 )上。
2.根據權利要求I所述的由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構，其特徵在幹所述的壓型鋼板由結構鋼板或鍍鋅鋼板製成，其上的凹槽形成方向與隧道環向一致，厚度為0. 8 2. 0mm。
3.根據權利要求I所述的由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構，其特徵在於所述的混凝土層(2)的厚度大於等於50_。
4.根據權利要求I所述的由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構，其特徵在於所述的拉筋⑷採用A3鋼筋，直徑大於等於6mm，間距為300mm-400mm ;分布鋼筋(5)的直徑大於等於IOmm,間距為200mm-400mm ;環向鋼筋(3)的直徑為16mm-30mm,間距為120mm-300mmo
5.一種由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構，其特徵在於所述的隧道ニ次襯砌結構包括防水層⑴、混凝土層⑵、多根環向鋼筋⑶、多根拉筋⑶、多根分布鋼筋(5)和多根附加環向鋼筋(6);其中防水層⑴由壓型鋼板構成，設置在初始支護(7)的外圓周面上；混凝土層(2)設置在防水層(I)的外側；多根附加環向鋼筋(6)沿隧道的環向相隔距離並排設置在壓型鋼板外側的凹槽內；多根環向鋼筋⑶沿隧道的環向相隔距離並排設置在混凝土層(2)中靠近外部圓周邊緣部位；多根分布鋼筋(5)沿隧道的長度方向相隔距離並列設置在混凝土層(2)中靠近外部圓周邊緣部位，並且位於環向鋼筋(3)內側；多根拉筋(8)呈網格狀設置在混凝土層(2)中，每根拉筋(8)的上端鉤部鉤在一根附加環向鋼筋(6)上,下端鉤部鉤在一根環向鋼筋(3)和一根分布鋼筋(5)上。
6.根據權利要求5所述的由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構，其特徵在幹所述的壓型鋼板由結構鋼板或鍍鋅鋼板製成，其上的凹槽形成方向與隧道環向一致，厚度為0. 8 2. 0mm。
7.根據權利要求5所述的由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構，其特徵在於所述的混凝土層(2)的厚度大於等於50_。
8.根據權利要求5所述的由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構，其特徵在於所述的拉筋⑶採用A3鋼筋，直徑小於等於6mm，間距為300mm-400mm ;分布鋼筋(5)的直徑大於等於IOmm,間距為200mm-400mm ;環向鋼筋(3)的直徑為16mm-30mm,間距為120mm-300mm ;附加環向鋼筋(6)的直徑為16mm-30mm,間距為120mm-300mm。
全文摘要
一種由壓型鋼板和混凝土組合成的隧道二次襯砌結構。其包括防水層、混凝土層、多根環向鋼筋、多根拉筋和多根分布鋼筋；防水層由壓型鋼板構成，設置在初始支護外圓周面上；混凝土層設置在防水層的外側；環向鋼筋、拉筋和分布鋼筋設置在內部。本發明提供的隧道二次襯砌結構是將壓型鋼板作為隧道二次襯砌結構的連續防水隔離層和受力單元，從而能夠將地下水阻擋在隔離層外面，因此顯著地提高了隧道二次襯砌結構的耐久性和防水性能；能省掉防水層鋪設工序，提高了施工進度；能防止漏水結冰，可減少隧道維護費用；可防止隧道拱頂產生冰柱和兩旁形成側冰，從而提高了隧道內行車和人員安全。
文檔編號E21D11/00GK102758637SQ201210248778
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月16日 優先權日2012年7月16日
發明者呂劍英, 宋儀, 張先鋒, 張存, 徐玉峰, 朱世友, 江水德, 王寧, 賀維國, 趙正蓉, 韋秀燕 申請人:中鐵隧道勘測設計院有限公司, 中鐵隧道集團有限公司