[發明專利]一種用于多年凍土隧道的復合式襯砌結構及施工工藝

在審

• 申請號: 201711030538.7
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107587881A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 袁歡;蔡明玖;李小盼;賀小軍;吳秀雄;劉邦璽;顏林
• 申請（專利權）人: 中鐵五局集團第五工程有限責任公司
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/10;E21D11/38
• 代理公司: 貴州啟辰知識產權代理有限公司52108
• 代理人: 趙彥棟,唐斌

技術領域

本發明涉及高海拔多年凍土﹙Ⅴ、Ⅵ級凍土圍巖﹚隧道的復合式襯砌施工方法，屬于隧道施工技術領域。

背景技術

多年凍土地區具有氣候嚴寒、日溫差大。巖石風化嚴重，巖石裂隙發育等特點。因此隧道防凍問題是多年凍土地區修建隧道最大的技術難題，凍害作為隧道的主要病害，可使隧道襯砌結構因凍脹而開裂、剝落甚至失穩，洞頂吊冰柱，邊墻掛冰溜，路面變冰湖，洞口處熱熔滑塌，這些均會對安全行車產生嚴重影響，大大增加運營管理難度的養護費用，造成很大的經濟損失，甚至導致隧道報廢。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：多年凍土區隧道的修建改變了圍巖的溫度條件，使襯砌背后的凍土形成一個凍融交替的融化圈，會對襯砌產生凍脹、融沉等破壞作用，因為加強凍土區隧道襯砌結構是防治凍害不可缺少的措施之一。本發明提供一種多年凍土公路隧道復合式襯砌結構施工方法，以克服現有技術難解決的多年凍土隧道所存在的凍融、凍脹造成的襯砌結構遭受破壞，排水系統的失效，從而影響隧道結構穩定、耐久及運營安全。

本發明的技術方案是：

一種用于多年凍土隧道的復合式襯砌結構，包括隧道內的支護結構，支護結構下依次是一次襯砌結構、防水保溫層、二次襯砌結構和保溫防火層。

防水保溫層由無紡土工布、防水板、聚氨酯隔熱板和無紡土工布四層結構組成。

保溫防火層通過膨脹螺栓和二次襯砌結構連接，膨脹螺栓一端安裝在二次襯砌結構中，一端連接U形連接件, U形連接件固定在龍骨兩側，纖維增強板固定在龍骨上，纖維增強板和二次襯砌結構之間的形成的空腔中填充保溫板。

一種用于多年凍土隧道的復合式襯砌施工工藝,包括以下步驟:

一、采用CRD法進行開挖和初期支護，向支護型鋼上噴射低溫早強鋼纖維混凝土，形成支護結構；

二、澆注一襯仰拱及在支護結構表面模筑低溫早強混凝土，形成一次襯砌結構；

三、在襯砌結構表面按照順序敷設無紡土工布、防水板、聚氨酯隔熱板和無紡土工布，形成防水保溫層；

四、環向施工縫間設置遇水膨脹止水條，沉降伸縮中間設置橡膠止水帶，注漿后預留孔槽采用快封水泥處理；

五、仰拱澆注回填及二次襯砌，在仰拱一襯及模筑一襯混凝土達到周期強度后，首先進行仰拱二襯的鋼筋綁扎，然后開始澆注鋼筋混凝土仰拱，待混凝土強度達到周期強度后，使用片石混凝土進行仰拱回填，形成洞底回填層；進行拱墻鋼筋綁扎及焊接，模板臺車全斷面支模，在防水保溫層表面澆筑二次襯砌鋼筋混凝土，形成二次襯砌結構；

六、在二次襯砌結構表面安裝保溫防火層。

在步驟一中，施工前先采用跟管管棚超前預支護，節長3m或6m，環向間距40cm，外插角1～3度；注入1：1水泥漿，注漿壓力0.5～1MPa。

在實施步驟二前，進行基面清潔和排水系統施作。

在步驟六中，保溫防火層的安裝步驟如下：

1、 在隧道二次襯砌表面測位、放線、打眼，并安設膨脹螺栓；

2、將U形連接件固定在膨脹螺栓端頭，U形連接件與膨脹螺栓垂直；

3、先用保溫板將U形連接件填實后，再將龍骨用自攻釘固定在U形連接件上構成龍骨框架，龍骨延展方向同隧道縱深方向一致；

4、將保溫板鑲嵌在龍骨框架內；

5、用自攻釘將纖維增強板固定在龍骨框架上；

6、用專用膩子及網帶將纖維增強板之間縫隙密封后并打磨平整。

本發明的有益效果：

本發明一種用于多年凍土公路隧道的復合式襯砌技術，采用三層襯砌，二層防水、二層保溫技術，有效解決了多年凍土區修建高等級長大公路隧道凍融破壞的技術難題。此襯砌技術對比傳統隧道襯砌技術，能夠將二襯以內人為因素造成的氣溫變化與永久凍土層隔離開，保證了襯砌背面水能及時排走，避免了凍脹的發生，使用材料、機械簡單，易操作施工，避免了后期工程質量問題的發生，節省資金投入，每道工序順利施做，減少了發生隧道安全事故機率，同時保障了工期進度。

附圖說明：

圖1為本發明的主視圖。

圖2為本發明襯砌結構的斷面結構示意圖。

圖3為保溫防火層施工示意圖。

圖4為保溫防火層平面示意圖。

圖5為保溫防火層安裝I-I剖面圖。

具體實施方式

本發明具體實施方式：

復合襯砌結構：支護結構1下依次是一次襯砌結構2、防水保溫層3、二次襯砌結構4和保溫防火層5。