[發明專利]波形鋼板與UHPC組合的裝配式隧道襯砌結構及其施工方法

有效

• 申請號: 202110581964.X
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113294171B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 繆圓冰;蘇家戰;鄧濤;鄭路
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/20;E21D11/10;E21D11/38
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 吳志龍;蔡學俊

一種波形鋼板與UHPC組合的裝配式隧道襯砌結構，包括多節襯砌單元，所述襯砌單元包括位于隧道底部的仰拱，所述仰拱的左右兩端均設置有側墻節段，兩側墻節段頂部之間架設有拱頂節段，所述側墻節段與拱頂節段均包括波形鋼頂板以及UHPC肋板梁，所述波形鋼頂板與隧道開挖面之間填充有水泥砂漿，形成隧道的初期支護，所述波形鋼頂板與UHPC肋板梁之間填充有現澆混凝土，形成隧道的永久支護。本發明結構簡單，設計合理，施工方便，可廣泛應用于隧道結構中，提高施工效率和使用壽命。

技術領域

本發明涉及一種波形鋼板與UHPC組合的裝配式隧道襯砌結構及其施工方法。

背景技術

隧道是我國交通基礎設施非常重要的組成部分，為了防止圍巖變形或坍塌，多數情況下沿隧道洞身周邊用鋼筋混凝土和型鋼等材料修建復合式襯砌，即初期支護和二次襯砌。然后，現有隧道也存在施工作業條件惡劣、施工工序繁多、施工質量難以保證，存在隧道凍害、滲漏水、襯砌裂損等病害，提高了隧道運行維護成本，降低了使用壽命。

發明內容

本發明的目的在于提供一種波形鋼板與UHPC組合的裝配式隧道襯砌結構，該結構設計合理，施工方便，可以縮短工期，節省材料，改善勞動條件，提高結構尺寸精度和質量。

本發明的技術方案在于：一種波形鋼板與UHPC組合的裝配式隧道襯砌結構，包括多節襯砌單元，所述襯砌單元包括位于隧道底部的仰拱，所述仰拱的左右兩端均設置有側墻節段，兩側墻節段頂部之間架設有拱頂節段，所述側墻節段與拱頂節段均包括波形鋼頂板以及UHPC肋板梁，所述波形鋼頂板與隧道開挖面之間填充有水泥砂漿，形成隧道的初期支護，所述波形鋼頂板與UHPC肋板梁之間填充有現澆混凝土，形成隧道的永久支護。

進一步地，所述波形鋼頂板由若干個波形組成，朝向隧道的一側面噴涂有防水材料，所述波形鋼頂板的縱向弧線與隧道的外輪廓一致。

進一步地，所述UHPC肋板梁包括底板，所述底板上設置有一道或兩道肋板，所述UHPC肋板梁的縱向弧線與隧道的內輪廓一致，當肋板數量為1時，肋板與底板形成倒T型，當肋板數量為2時，肋板與底板形成倒π型。

進一步地，所述肋板上埋設有多個錨釘，所述波形鋼頂板與UHPC肋板梁之間通過錨釘固連。

進一步地，所述底板與肋板之間設置有鋼筋骨架。

進一步地，所述肋板上設置有灌漿工作孔洞。

進一步地，所述仰拱為預制或現澆的鋼筋混凝土結構。

進一步地，所述仰拱、拱頂節段以及兩個側墻節段之間通過錨桿拼接，拼接處設置有防水密封墊。

進一步地，所述襯砌單元沿隧道長度方向一環接一環依次設置，相鄰兩UHPC肋板梁之間通過預應力錨桿相連，相鄰兩波形鋼頂板之間通過法蘭與螺栓相連，相連處設置有防水密封墊，相鄰兩襯砌單元的拼接處為錯縫布置。

一種適用于波形鋼板與UHPC組合的裝配式隧道襯砌結構的施工方法，包括以下步驟：

（1）根據實際現場情況以及工藝要求，將隧道全斷面開挖后，現澆施工或者預制吊裝仰拱；

（2）在工廠中預制波形鋼頂板和UHPC肋板梁并運至施工工地；

（3）待UHPC肋板梁養護達到強度后，將波形鋼頂板和UHPC肋板梁通過預埋在肋板上的錨釘進行連接；將連接后形成的拱頂節段和兩個側墻節段，運進隧道坑道內，進行拼裝；

（4）將兩個側墻節段分別安裝至仰拱的左右兩端；

（5）將拱頂節段懸掛拼裝至兩個側墻節段的梁托上，形成沿隧道長度方向一環接一環的裝配式隧道襯砌；

（6）兩個側墻節段、拱頂節段和仰拱的拼接處用錨桿進行拼接，拼接處設防水密封墊；