[實(shí)用新型]大拱座底板型襯砌構(gòu)造

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721869616.8
• 申請(qǐng)日: 2017-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN208473887U
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 卿偉宸;林本濤;張志強(qiáng);高楊;張磊;鐘昌桂;朱勇;鄭余朝;曾宏飛;黃華;王芳;孟祥磊;王若晨;曾琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): E21D11/18
• 分類號(hào): E21D11/18;E21D11/26;E21F16/02
• 代理公司: 成都惠迪專利事務(wù)所(普通合伙) 51215
• 代理人: 王建國(guó)

大拱座底板型襯砌構(gòu)造，以減小甚至消除地下水對(duì)隧道襯砌底部結(jié)構(gòu)的作用，有效解決巖溶或地下水發(fā)育地區(qū)隧道仰拱上浮變形或隧底結(jié)構(gòu)開裂破壞的問題，以確保隧道施工和運(yùn)營(yíng)的穩(wěn)定及安全性。拱墻二次襯砌結(jié)構(gòu)兩側(cè)底部設(shè)置與之固結(jié)為一體的大拱座作為承載結(jié)構(gòu)，兩側(cè)大拱座間設(shè)置底板，該底板兩端分別與一側(cè)大拱座固結(jié)。底板板體以下設(shè)置沿其縱向中心線延伸的中央箱型構(gòu)筑體，以其內(nèi)腔作為中央集排水通道。兩側(cè)大拱座下設(shè)置箱型構(gòu)筑體，其縱向貫通的內(nèi)腔作為基底集水通道，兩側(cè)大拱座上固定設(shè)置洞內(nèi)側(cè)溝。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及隧道襯砌構(gòu)造，特別涉及一種運(yùn)用于地下水發(fā)育地段或巖溶地區(qū)的隧道襯砌構(gòu)造。

背景技術(shù)

進(jìn)入二十一世紀(jì)來，我國(guó)鐵路建設(shè)高速發(fā)展，時(shí)速200km以上高標(biāo)準(zhǔn)雙線鐵路修建越來越多，特別在西南山區(qū)，巖溶發(fā)育，且線路展線受曲線半徑大、地形地質(zhì)條件復(fù)雜等多種因素的制約，巖溶隧道規(guī)模迅速增加。由于巖溶及巖溶水發(fā)育具有復(fù)雜性、多樣性及無規(guī)律性等特點(diǎn)，長(zhǎng)大巖溶隧道修建風(fēng)險(xiǎn)特別是運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)越來越高。

近年來，宜萬、滬昆、貴廣等高速鐵路隧道運(yùn)營(yíng)期間發(fā)生了若干起無砟道床變形、仰拱及填充隆起等水害事件，引起了鐵路設(shè)計(jì)、施工、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)各方的高度重視。經(jīng)調(diào)查，既有線水害主要分為兩類：

(1)仰拱填充上浮變形。其表現(xiàn)主要為隧底結(jié)構(gòu)的分層施工帶來的施工縫在水壓作用下的變形、擴(kuò)張。

①規(guī)范要求仰拱與仰拱填充應(yīng)分開澆筑。此工法在仰拱與填充之間形成施工縫，但地下水通過仰拱環(huán)向施工縫滲入仰拱填充底部，約3～4m 水頭即可導(dǎo)致填充上浮。

②實(shí)際施工中，為防止道床施工面被施工車輛破壞，仰拱填充往往采用分層澆筑的方式，道床施工前灌筑的仰拱填充表層(或稱整平層)厚度約0.2～0.4m，僅需要0.5～1m高的水頭即可導(dǎo)致填充表層上浮，進(jìn)而引起道床變形。

③無砟道床至道床板與仰拱填充面采用的是無連接接觸方式，存在施工界面，對(duì)于隧底滲水的敏感性更為顯著，往往也出現(xiàn)“離縫”抬升現(xiàn)象和磨損現(xiàn)象，在水的作用下，病害特征尤為明顯。其與隧道結(jié)構(gòu)巨大的剛度差異、變形不協(xié)調(diào)和軌道結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)變形極差的適應(yīng)性進(jìn)一步加劇了隧底水害對(duì)運(yùn)營(yíng)安全的不利影響和治理難度。

(2)襯砌結(jié)構(gòu)特別是仰拱變形開裂。

①受隧道內(nèi)設(shè)置的縱、環(huán)向盲管及邊墻泄水孔排水能力的限制，工后排水系統(tǒng)受物理型(泥沙、細(xì)顆粒沉積淤塞)、化學(xué)型堵塞(可溶物析出、混凝土及漿液反應(yīng)殘留物凝結(jié))等原因都將造成排水不暢，水壓急劇變化，導(dǎo)致襯砌結(jié)構(gòu)開裂破損。

②邊墻縱向施工縫、環(huán)向施工縫、仰拱底部等結(jié)構(gòu)和防水薄弱環(huán)節(jié)發(fā)生結(jié)構(gòu)變形、開裂及防水失效；局部位置出現(xiàn)噴水、涌泥沙等。

③地下水位季節(jié)性變動(dòng)，導(dǎo)致襯砌承受“動(dòng)載”影響。在連續(xù)降雨或極端暴雨天氣條件下，地下水位突然增高，襯砌承受了較高的水壓。

目前設(shè)計(jì)的隧道大部分為有仰拱襯砌。以單洞雙線隧道為例，其排水系統(tǒng)以“隧道體內(nèi)排水”為主要模式，地下水排放路徑為：圍巖→初期支護(hù)→排水盲管→側(cè)溝→橫向排水管→中心水溝，即隧道結(jié)構(gòu)周邊的水通過初期支護(hù)滲透經(jīng)由排水盲管引排進(jìn)入隧道結(jié)構(gòu)本體之內(nèi)的中心水溝，最終排出洞外。

隧道體內(nèi)排水系統(tǒng)主要的缺陷在于：

①有壓地下水的泄壓點(diǎn)均位于設(shè)置在襯砌主體結(jié)構(gòu)內(nèi)部，致使襯砌主體結(jié)構(gòu)承受靜水壓或動(dòng)水壓的范圍均較大。

②中心水溝(或側(cè)溝)設(shè)于隧道結(jié)構(gòu)之內(nèi)，主要引排拱墻范圍的周邊地下水，隧道仰拱以下的積水無法有效引排，一旦在連續(xù)降雨或暴雨天氣下，局部地段仰拱下裂隙水或管道水因無法及時(shí)引排導(dǎo)致水壓急劇升高。在高水壓作用下，致使隧底仰拱開裂破損。