[發明專利]裝配式預應力UHPC復合式隧道襯砌結構及其施工方法

在審

• 申請號: 202211421798.8
• 申請日: 2022-11-14
• 公開（公告）號: CN115898454A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 萬文諍;彭蕩;楊劍;劉莎莎;歐陽國榮;吳建海;曾子敏;陳明;王格
• 申請（專利權）人: 湖南明湘科技發展有限公司
• 主分類號: E21D11/08
• 分類號: E21D11/08;E21D11/10;E21D11/15;E21D11/38;E21D20/02;E21D21/00
• 代理公司: 長沙歐諾專利代理事務所(普通合伙) 43234
• 代理人: 歐穎;張文君

本發明公開了裝配式預應力UHPC復合式隧道襯砌結構及其施工方法，隧道襯砌結構包括初期支護和二次襯砌，初期支護包括錨桿和圍巖內表面上的UHPC噴射混凝土層；二次襯砌為預應力裝配式結構，由若干環UHPC管片組成，每環UHPC管片包括四個節段，分別是拱頂節段、左邊墻節段、右邊墻節段和仰拱節段，設置在四個節段之間的環向連接接頭和每環UHPC管片之間的縱向連接接頭均采用榫槽式接頭，并在環向和縱向均設置有預應力鋼束。本發明結構合理、施工方法簡單便捷，能使隧道具有強度高、耐久性強和可靠性強的特點。

技術領域

本發明屬于隧道工程技術領域，具體涉及裝配式預應力UHPC復合式隧道襯砌結構及其施工方法。

背景技術

目前，在新奧法或礦山法施工的山嶺隧道中，使用最為廣泛的現澆普通鋼筋混凝土復合式襯砌隧道結構，該襯砌結構一般分為初期支護層、防水層和二次襯砌層三層，初期支護為普通噴射混凝土，二次襯砌層一般為現澆鋼筋混凝土結構。隨著該中隧道襯砌結構在我國的廣泛應用，也暴露出該結構的諸多問題，主要包括強度低、耐久性差，現澆施工周期長，施工質量難以控制等缺點。其中強度低、耐久性差的問題主要用于普通混凝土材料本身存在的，施工周期長、施工質量難以控制主要是由現澆施工方式造成的。

針對以上問題，現有技術中出現了相應的解決方案，同時這些方案也帶來了新的問題。

如專利202110597446.7涉及一種裝配式UHPC隧道襯砌結構及其施工方法，主要存在以下問題：該襯砌結構的為“工”型截面，拼裝完成后需在襯砌環和外側隧道圍巖面之間的空隙中灌注混凝土，混凝土的用量并未減少，因此該襯砌結構的造價偏高；環向采用直螺桿連接，大量的隧道已證明，外部荷載作用下襯砌橫斷面會產生收斂變形，直螺桿的連接的管片接縫會張開，當接縫張開位移過大時，會導致接縫處的密封效果失效，在外部水壓力的作用下接縫處產生滲漏水；襯砌結構的為“工”型截面，并且存在較多的灌漿孔，結構造型復雜，因此該結構在工廠預制時存在模具設計復雜的問題，造成模具安裝、拆卸時間久，制造效率低的問題。

專利202121153046.9涉及一種波形鋼板與UHPC組合的裝配式隧道襯砌結構，與專利202110597446.7有著異曲同工的設計，不同之處在于該發明的結構斷面為波形鋼頂板加UHPC肋板梁的形式。同樣的，該發明也會存在造價高、環向連接滲水風險較高的問題。并且，該發明中波形鋼頂板與UHPC肋板梁采用的是錨釘連接，非常容易損壞和難以后期修復。

因此，本領域需要一種新的安全可靠、施工便利的裝配式預應力UHPC復合式隧道襯砌結構。

發明內容

本發明的目的在于提供裝配式預應力UHPC復合式隧道襯砌結構及其施工方法，能有效提高隧道整體強度、耐久性和可靠性，同時減少隧道的施工周期、施工難度，并能有效控制隧道工程造價。

本發明提供裝配式預應力UHPC復合式隧道襯砌結構及其施工方法，所述襯砌結構包括初期支護和二次襯砌，所述初期支護包括安設在隧道四周圍巖內的錨桿1和圍巖內表面上的UHPC噴射混凝土層2；

所述二次襯砌為預應力裝配式結構，采用的混凝土為UHPC混凝土；二次襯砌沿隧道縱向包括有若干環UHPC管片50，每環UHPC管片50由四個節段拼接構成，包括拱頂節段3、左邊墻節段4、右邊墻節段5和仰拱節段6；在環向每個節段與相鄰節段對接的兩端設置有環向連接接頭7；相鄰每環UHPC管片50之間連接處，在對應的節段上設置有縱向連接接頭11，所述環向連接接頭7和縱向連接接頭11均采用榫槽式接頭；在相鄰兩個環向連接接頭7對接處、在相鄰兩個縱向連接接頭11對接處均設置有密封件40；