[發明專利]一種自密實混凝土管片襯砌結構及其施工方法

在審

• 申請號: 201810185871.3
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN108457667A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 李超毅;金峰;楊佐斌;周虎;王明友;劉峰;秦鵬翔;王衛;潘長城
• 申請（專利權）人: 華能西藏雅魯藏布江水電開發投資有限公司;清華大學;華能集團技術創新中心有限公司
• 主分類號: E21D11/08
• 分類號: E21D11/08;E21D11/10
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海

本發明公開了一種自密實混凝土管片襯砌結構及其施工方法，所述自密實混凝土管片襯砌結構包括管片、分隔環和自密實混凝土。管片組裝于掘進機中且沿環向依次銜接形成環形管段，多個環形管段沿軸向依次拼接形成隧道管，分隔環環繞隧道管，設置于掘進端隧道管的外壁，自密實混凝土填充于圍巖、隧道管和分隔環之間空腔，管片、圍巖、分隔環形成空腔，空腔內填充自密實混凝土以形成自密實混凝土管片襯砌結構。根據本發明實施例的自密實混凝土管片襯砌結構通過采用自密實混凝土回填，實現管片與圍巖間隙的密實填充和圍巖的及時支護，簡化了施工工藝，通過自密實混凝土選型，實現圍巖有效支護以及解決隧道存在地下水及圍巖發生巖爆的問題。

技術領域

本發明涉及巖土工程圍巖支護領域，尤其涉及一種自密實混凝土管片襯砌結構及其施工方法。

背景技術

全斷面掘進機已被廣泛應用于公路、鐵路以及水工隧洞等施工領域，其具有機械化程度高、掘進速度快、安全性高、地質條件適應性強等優點。其中雙護盾TBM施工過程主要包括掘進、管片襯砌、吹填豆粒石和灌注水泥砂漿4個過程。傳統的回填方法首先向圍巖與管片空隙中吹填豆粒石，在距掘進端較遠的位置通過管片注漿孔向豆粒石空隙中灌注水泥漿。這種方法一定程度上可以控制圍巖后期變形，但存在以下不足：1)掘進端與回填段沒有形成有效的分隔，豆粒石在掘進方向上是臨空面，豆粒石并不能密實吹填于管片與圍巖空腔，同時豆粒石吹填工藝又滯后于掘進，為圍巖壓力釋放和變形提供了時間和空間；2)吹填的豆粒石密實度低，灌注的水泥漿沿著豆粒石的孔隙流向掘進端，導致水泥漿的大量流失，不能形成力學性能良好的膠結豆粒石圍巖支護結構體；3)流失的水泥漿又會影響掘進機的正常運轉，為了降低影響，水泥漿的灌注點距掘進端較遠，膠結豆粒石不能很好阻止圍巖的初期大變形，形成不了有效的初期支護?；谏鲜銮闆r，迫切需要提出適合于全斷面掘進的管片襯砌結構，有效控制圍巖變形。

在本發明之前，“發明專利：堆石混凝土大壩施工方法(發明人：金峰等；專利號：ZL3102674.5)”公開了堆石混凝土大壩施工方法，采用流動性好且抗材料分離性強的混凝土材料密實填充堆石體空隙，形成力學性能好的堆石混凝土材料，該發明表明高性能的自密實混凝土能實現狹小區域(如管片與圍巖空隙)的密實填充。

在本發明之前，“發明專利：一種水下不分散水泥基自密實材料施工方法(發明人：金峰等；專利號：ZL 201310465710.7)”公開了水下不分散水泥基自密實材料施工方法，水下不分散水泥基自密實材料在重力作用下能密實填充水下微小空隙，形成水下不分散混凝土。

在本發明之前，“發明專利：全圓隧道全斷面一次成型自密實砼澆筑施工方法(申請號：201610952136.1)”采用自密實混凝土澆筑由襯砌臺車各模板與圍巖形成的環形澆筑空間，澆筑完成后，拆除模板。但這種澆筑方法并不能適用于TBM管片襯砌中，TBM襯砌時，回填材料、管片以及圍巖將形成聯合作用的圍巖支護體，同時自密實混凝土的選型需要與管片相匹配。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種自密實混凝土管片襯砌結構，所述自密實混凝土管片襯砌結構能夠及時有效控制圍巖變形。

本發明還旨在提出一種自密實混凝土管片襯砌結構的施工方法。