[實用新型]一種盾構輸水隧洞復合襯砌結構

有效

• 申請號: 201922238401.1
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN211549707U
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 劉庭金;唐永鋒;楊小平;廖強;林少群
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: E21D11/08
• 分類號: E21D11/08;E21D11/18;E21D11/05;E21D11/10;E21F16/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本實用新型公開了一種盾構輸水隧洞復合襯砌結構。該輸水隧洞復合襯砌結構包括最外層的盾構隧道管片，內層的鋼襯，所述鋼襯為圓柱形，所述鋼襯的外表面焊接有加勁環，其特征在于：所述鋼襯的外表面上部240°～300°設有柔性襯墊，所述鋼襯的外表面設有排水花管，在盾構隧道管片的內側底部設有縱向排水管，所述排水花管通過連接導管與所述縱向排水管連通，在盾構隧道管片與鋼襯及柔性襯墊之間填充著混凝土填充層。本實用新型可以合理分配復合襯砌各層管材的承載比例，發揮管材材料的承載優勢，降低混凝土填充層及盾構隧道管片開裂破損的可能性；且系統網絡化的排水系統避免外水壓力的積累而使鋼襯管壁發生內凹鼓包，保證了管道輸水效率。

技術領域

本實用新型涉及隧道工程技術領域，特別是涉及一種輸水隧洞復合襯砌結構。

背景技術

盾構輸水隧洞是采用盾構法在巖(土)體中施作的一種地下結構體系，是地下輸水工程中的重要組成部分。特別是當輸水隧洞深埋在地下時，輸水隧洞面臨高內外水壓、高圍巖壓力及地層情況復雜等不利條件，目前常采用多層襯砌，而現有的襯砌結構型式應用中主要面臨的主要有三大問題，一是輸水隧洞襯砌結構在高內水壓力作用下，外層混凝土襯砌發生開裂，將導致襯砌結構承載性能的整體退化；二是混凝土襯砌開裂后，外水壓力直接作用在內層鋼襯上，容易導致內層鋼襯發生屈曲變形甚至穩定破壞，影響輸水隧洞的結構安全和正常使用；三是排水管布置缺乏系統性，排水管局部的堵塞可能導致整個區段排水功能的喪失。因此，輸水隧洞襯砌結構的創新設計已得到越來越多研究人員的重視。

目前已調研到應用于工程中的輸水隧洞的襯砌結構形式的型式，如：申請號為201110125181.7的《盾構隧洞預應力復合襯砌輸水隧洞》以及申請號為201821102179.1的《具有內外襯間排水結構的盾構復合襯砌輸水隧洞》分別公開了一種雙層襯砌結構型式及復合襯砌的排水結構。汪思聰(高內水壓新型三層襯砌輸水隧洞結構力學性能研究[D].廣州:華南理工大學,2018.)對兩種三層襯砌結構的力學性能進行了研究。

但現有的輸水隧洞襯砌結構存在以下缺陷：(1)雙層襯砌結構整體剛度偏小，在高內水壓下混凝土襯砌結構易發生較為嚴重的開裂；(2)三層襯砌結構雖然整體剛度較大，但由于分載比例不合理，同樣將導致混凝土襯砌承載過大整體或部分開裂破損；(3)襯砌結構的排水系統結構單一，缺乏系統性，堵塞的概率較大，將導致外水壓力積聚，而使鋼襯發生內凹鼓包失穩；(4)混凝土襯砌開裂破損后將導致運營期間的維修費用增加，降低輸水隧洞襯砌結構的耐久性和使用壽命。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對現有技術的不足提供一種盾構輸水隧洞復合襯砌結構。

本實用新型的目的通過如下的技術方案實現：一種盾構輸水隧洞復合襯砌結構，包括最外層的盾構隧道管片，內層的鋼襯，所述鋼襯為圓柱形，所述鋼襯的外表面焊接有加勁環，所述鋼襯的外表面上部240°～300°設有柔性襯墊，所述鋼襯的外表面設有排水花管，在盾構隧道管片的內側底部設有縱向排水管，所述排水花管通過連接導管與所述縱向排水管連通，在盾構隧道管片與鋼襯及柔性襯墊之間填充著混凝土填充層。

進一步的，所述鋼襯的內外表面均噴涂有防銹層。

進一步的，所述加勁環按照等距螺旋形的排列方式焊接在所述鋼襯外表面。

進一步的，所述柔性襯墊為多孔泡沫材料，所述柔性襯墊通過界面粘結劑緊密貼合在所述鋼襯的外表面。

進一步的，所述排水花管采用硬質塑料管，表面開孔，開孔為圓形或者橢圓形，開孔位置呈梅花型分布，所述排水花管表面采用土工布包裹，在所述加勁環間按照等間距的方式排列。

進一步的，所述縱向排水管采用硬質塑料管或薄壁鋼管，沿所述盾構隧道管片內表面下部60°～90°布置，等間距布置間隔為30°～45°，縱向排水管的數量為3或4。

進一步的，所述混凝土填充層采用自密實混凝土。