[實用新型]一種代替隧道初襯的分倉式砂氣合充襯砌結構

有效

• 申請號: 201520784019.X
• 申請日: 2015-10-12
• 公開（公告）號: CN205117355U
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 劉杰;顏溧洲;李建林;苑騰飛;于振民;夏俊
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/38;E21F16/02
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

技術領域

本裝置涉及隧道工程領域，具體涉及一種集卸壓、防水和排水為一體的襯砌裝置。

背景技術

隨著長大深埋隧道在中國乃至世界范圍的高速發展，隧道設計施工中的各種難題及工程事故也會隨之產生。例如奧地利阿爾貝格公路隧道局部產生20-35cm的支護位移和中國金川礦采礦巷道在施工期間，隧底上鼓約lm，通車后隧底上鼓30cm，這些都屬于高地應力軟巖隧洞工程事故。尤其是對于巖體相對完整，但是后期變形較大，以及隧洞遭遇強震等不可預見的外界作用，圍巖性質會發生極大改變，所需要的支護力也發生變化。現有的支護技術不能夠較好的解決上述問題。

目前常用的初襯支護技術還具有以下幾點不足：（1）傳統的隧洞初襯支護主要包括噴錨支護和鋼拱架支護，其初襯成本高；（2）對于引水有壓隧洞，水壓張裂后滲入圍巖會引發圍巖劣化；（3）對于含水量較大的巖體，容易滲入隧洞，損壞隧洞的襯砌結構；（4）傳統初襯較長，遇到突發情況易延誤工期，（5）隧道開挖后，隧道圍巖變形較大，導致鋼拱架承受很大壓力，極易發生擠壓變形破壞；（6）鋼拱架安裝過早，圍巖變形正在進行，這會導致鋼拱架承受很大圍巖壓力，過遲安裝鋼拱架則會任由圍巖發生自由變形，在這段時間里圍巖無支護力，易出現塊體破壞，片狀脫落情況。

實用新型內容

本裝置的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種應用于隧道工程的新型襯砌結構，此結構能夠降低傳統初襯支護費用，消除巖體蠕變給襯砌結構產生的壓力，同時還具有排水功能，防止引水隧道內高壓水對圍巖產生的危害，而且具有防震隔震作用。

為實現上述目的，本實用新型將采用以下材料和技術方案：一種代替隧道初襯的分倉式砂氣合充襯砌結構，它包括襯砌胎體，所述襯砌胎體由多榀胎體拼接而成，在每榀胎體連接處的外側都采用防水土工膜進行密封連接，所述胎體采用橡膠材料制成，胎體內部填充有高強度纖維，在胎體的外部包裹有鐵皮，每個襯砌胎體內部都設置有多個艙室，相鄰艙室的連接處設置有排水槽，排水槽與胎體底端的排水管相連。

所述艙室頂部側壁安裝有導氣管，通過導氣管向艙室內部充有高壓氣體，艙室的頂部側壁還安裝有充砂口，通過充砂口向艙室內部填充有細砂子，在艙室的底部設置有導砂管，導砂管的出口安裝有自動卸砂裝置。

所述導氣管上安裝有壓強計，在導氣管的出口安裝有自動卸壓裝置。

所述艙室的數量根據單個襯砌胎體的長度確定。

所述充砂口的數量為兩個。

本實用新型的優點與有益效果在于：

1、裝置的使用可以替代傳統初襯支護工藝，從而減少了傳統初襯支護的使用費用，而且充分體現新奧法的施工原理，發揮巖體自身的支護能力，而且支護力的大小可以根據不同隧道進行調節。

2、傳統施工工序是初襯變形穩定后，二襯進行立模澆筑施工，此裝置在胎體排砂和排氣的過程中，胎體能夠有效的卸除巖體發生蠕變變形給襯砌結構施加壓力，可迅速進行二襯立模、澆筑，大大節約工期。

3、胎體本身由橡膠或者增加高強纖維的橡膠制作，并設有排水槽，使得裝置具有排水功能，節約原來所需要的防水板材的費用，防水效果遠超過防水板材，也使得圍巖變形造成的應力更加均勻化。

4、對于引水有壓隧洞，水壓張裂后滲入圍巖引發圍巖惡化，通過充砂可以防止圍巖惡化發生。

5、由于胎體分倉設計，可以避免某一艙室的氣體泄漏對其他艙室的影響。

6、當胎體支護力需要增加，可以重新給胎充入氣體，并且調大卸壓閥的閾值。

7、胎體采用高分子聚合物或化合物制作，例如橡膠，在施工過程中如若出現漏氣漏砂現象，可以使用胎體修補技術進行修補。

8、胎體內增加高強纖維，或者在胎體外側增加柔性大強度的包裹物，例如鐵皮等，提高胎體自身強度。

9、裝置具有防震隔震的效果，緩沖胎體充砂或者氣體之后，具有一定柔度，可以起到吸收震波，減緩震動的效果。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1是分倉式卸壓襯砌結構空間立體圖。

圖2是分倉式卸壓襯砌結構正截面圖。

圖中：襯砌胎體1、艙室2、排水槽3、防水土工膜4、排水管5、細砂子6、氣體7、高強度纖維8、導氣管9、導砂管10、充砂口11、自動卸壓裝置12、自動卸砂裝置13、壓強計14、鐵皮15。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的實施方式做進一步的說明。