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一種代替隧道初襯的分倉式砂氣合充襯砌結(jié)構的制作方法

文檔序號:10206577閱讀:233來源:國知局
一種代替隧道初襯的分倉式砂氣合充襯砌結(jié)構的制作方法
【技術領域】
[0001]本裝置涉及隧道工程領域,具體涉及一種集卸壓、防水和排水為一體的襯砌裝置。
【背景技術】
[0002]隨著長大深埋隧道在中國乃至世界范圍的高速發(fā)展,隧道設計施工中的各種難題及工程事故也會隨之產(chǎn)生。例如奧地利阿爾貝格公路隧道局部產(chǎn)生20-35cm的支護位移和中國金川礦采礦巷道在施工期間,隧底上鼓約lm,通車后隧底上鼓30cm,這些都屬于高地應力軟巖隧洞工程事故。尤其是對于巖體相對完整,但是后期變形較大,以及隧洞遭遇強震等不可預見的外界作用,圍巖性質(zhì)會發(fā)生極大改變,所需要的支護力也發(fā)生變化?,F(xiàn)有的支護技術不能夠較好的解決上述問題。
[0003]目前常用的初襯支護技術還具有以下幾點不足:(1)傳統(tǒng)的隧洞初襯支護主要包括噴錨支護和鋼拱架支護,其初襯成本高;(2)對于引水有壓隧洞,水壓張裂后滲入圍巖會引發(fā)圍巖劣化;(3)對于含水量較大的巖體,容易滲入隧洞,損壞隧洞的襯砌結(jié)構;(4)傳統(tǒng)初襯較長,遇到突發(fā)情況易延誤工期,(5)隧道開挖后,隧道圍巖變形較大,導致鋼拱架承受很大壓力,極易發(fā)生擠壓變形破壞;(6)鋼拱架安裝過早,圍巖變形正在進行,這會導致鋼拱架承受很大圍巖壓力,過遲安裝鋼拱架則會任由圍巖發(fā)生自由變形,在這段時間里圍巖無支護力,易出現(xiàn)塊體破壞,片狀脫落情況。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本裝置的目的是為克服上述現(xiàn)有技術的不足,提供一種應用于隧道工程的新型襯砌結(jié)構,此結(jié)構能夠降低傳統(tǒng)初襯支護費用,消除巖體蠕變給襯砌結(jié)構產(chǎn)生的壓力,同時還具有排水功能,防止引水隧道內(nèi)高壓水對圍巖產(chǎn)生的危害,而且具有防震隔震作用。
[0005]為實現(xiàn)上述目的,本實用新型將采用以下材料和技術方案:一種代替隧道初襯的分倉式砂氣合充襯砌結(jié)構,它包括襯砌胎體,所述襯砌胎體由多榀胎體拼接而成,在每榀胎體連接處的外側(cè)都采用防水土工膜進行密封連接,所述胎體采用橡膠材料制成,胎體內(nèi)部填充有高強度纖維,在胎體的外部包裹有鐵皮,每個襯砌胎體內(nèi)部都設置有多個艙室,相鄰艙室的連接處設置有排水槽,排水槽與胎體底端的排水管相連。
[0006]所述艙室頂部側(cè)壁安裝有導氣管,通過導氣管向艙室內(nèi)部充有高壓氣體,艙室的頂部側(cè)壁還安裝有充砂口,通過充砂口向艙室內(nèi)部填充有細砂子,在艙室的底部設置有導砂管,導砂管的出口安裝有自動卸砂裝置。
[0007]所述導氣管上安裝有壓強計,在導氣管的出口安裝有自動卸壓裝置。
[0008]所述艙室的數(shù)量根據(jù)單個襯砌胎體的長度確定。
[0009]所述充砂口的數(shù)量為兩個。
[0010]本實用新型的優(yōu)點與有益效果在于:
[0011]1、裝置的使用可以替代傳統(tǒng)初襯支護工藝,從而減少了傳統(tǒng)初襯支護的使用費用,而且充分體現(xiàn)新奧法的施工原理,發(fā)揮巖體自身的支護能力,而且支護力的大小可以根據(jù)不同隧道進行調(diào)節(jié)。
[0012]2、傳統(tǒng)施工工序是初襯變形穩(wěn)定后,二襯進行立模澆筑施工,此裝置在胎體排砂和排氣的過程中,胎體能夠有效的卸除巖體發(fā)生蠕變變形給襯砌結(jié)構施加壓力,可迅速進行二襯立模、澆筑,大大節(jié)約工期。
[0013]3、胎體本身由橡膠或者增加高強纖維的橡膠制作,并設有排水槽,使得裝置具有排水功能,節(jié)約原來所需要的防水板材的費用,防水效果遠超過防水板材,也使得圍巖變形造成的應力更加均勻化。
[0014]4、對于引水有壓隧洞,水壓張裂后滲入圍巖引發(fā)圍巖惡化,通過充砂可以防止圍巖惡化發(fā)生。
[0015]5、由于胎體分倉設計,可以避免某一艙室的氣體泄漏對其他艙室的影響。
[0016]6、當胎體支護力需要增加,可以重新給胎充入氣體,并且調(diào)大卸壓閥的閾值。
[0017]7、胎體采用高分子聚合物或化合物制作,例如橡膠,在施工過程中如若出現(xiàn)漏氣漏砂現(xiàn)象,可以使用胎體修補技術進行修補。
[0018]8、胎體內(nèi)增加高強纖維,或者在胎體外側(cè)增加柔性大強度的包裹物,例如鐵皮等,提尚胎體自身強度。
[0019]9、裝置具有防震隔震的效果,緩沖胎體充砂或者氣體之后,具有一定柔度,可以起到吸收震波,減緩震動的效果。
【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0021 ]圖1是分倉式卸壓襯砌結(jié)構空間立體圖。
[0022]圖2是分倉式卸壓襯砌結(jié)構正截面圖。
[0023]圖中:襯砌胎體1、艙室2、排水槽3、防水土工膜4、排水管5、細砂子6、氣體7、高強度纖維8、導氣管9、導砂管10、充砂口 11、自動卸壓裝置12、自動卸砂裝置13、壓強計14、鐵皮15ο
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式做進一步的說明。
[0025]如圖1-2所示,一種代替隧道初襯的分倉式砂氣合充襯砌結(jié)構,它包括襯砌胎體1,所述襯砌胎體1由多榀胎體拼接而成,在每榀胎體連接處的外側(cè)都采用防水土工膜4進行密封連接,所述胎體采用橡膠材料制成,胎體內(nèi)部填充有高強度纖維8,在胎體的外部包裹有鐵皮15,每個襯砌胎體1內(nèi)部都設置有多個艙室2,相鄰艙室2的連接處設置有排水槽3,排水槽3與胎體底端的排水管5相連。
[0026]進一步的,通過防水土工膜4能夠有效的防止漏水,通過排水管5能夠?qū)r體中的水聚集到排水管5中,并排處隧洞外部。
[0027]進一步的,所述艙室2頂部側(cè)壁安裝有導氣管9,通過導氣管9向艙室2內(nèi)部充有高壓氣體7,艙室2的頂部側(cè)壁還安裝有充砂口 11,通過充砂口 11向艙室2內(nèi)部填充有細砂子6,在艙室2的底部設置有導砂管10,導砂管10的出口安裝有自動卸砂裝置13。
[0028]進一步的,所述導氣管9上安裝有壓強計14,在導氣管9的出口安裝有自動卸壓裝置12。
[0029]進一步的,所述艙室2的數(shù)量根據(jù)單個襯砌胎體1的長度確定。
[0030]進一步的,所述充砂口11的數(shù)量為兩個。通過多個充砂口 11能夠保證艙室2內(nèi)部左右兩個側(cè)面內(nèi)部都能填充砂子。
[0031]進一步的,當胎體受壓,自動卸壓裝置12、自動卸砂裝置13會自動打開,排出空氣和砂子,從而緩解其壓力。
[0032]具體施工過程:
[0033]1、根據(jù)實際情況,選擇合適開挖方式進行開挖隧洞;清理圍巖上大于3cm處的尖角,并初噴2_3cm混凝土;
[0034]2、根據(jù)巖體性質(zhì),進行數(shù)值模擬確定圍巖長期蠕變變形量,即變形量較大位置就是本專利所述的襯砌結(jié)構安裝位置;
[0035]3、胎體安裝前,預先在每榀胎體的每一個倉室內(nèi)充入一定空氣,使其可以直立;
[0036]4、將胎體沿隧洞布置,而后在隧洞內(nèi)安裝腳手架,固定胎體位置;
[0037]5、從胎體充砂口處充入細砂子至胎體排砂口處,而后立即封住排砂口,并且保證該處的氣密性良好;再次從胎體頂部自動卸壓裝置處充入氣體,使得胎內(nèi)壓強達到圍巖所需的最小支護力;
[0038]6、立模板,澆灌混凝土,把胎體完全封住,但是在澆筑過程中,確保自動卸壓裝置和壓強計未被封澆筑在內(nèi)部。
[0039]7、后期檢測過程中,如果發(fā)現(xiàn)胎體支護力太小,可以給胎體補氣,提高胎內(nèi)壓強,并且改變泄壓閥的閾值。
[0040]上述實施例用來解釋說明本實用新型,而不是對本實用新型進行限制,在本實用新型的精神和權利要求的保護范圍內(nèi),對本實用新型做出的任何修改和改變,都落入本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種代替隧道初襯的分倉式砂氣合充襯砌結(jié)構,其特征在于:它包括襯砌胎體(1),所述襯砌胎體(1)由多榀胎體拼接而成,在每榀胎體連接處的外側(cè)都采用防水土工膜(4)進行密封連接,所述胎體采用橡膠材料制成,胎體內(nèi)部填充有高強度纖維(8),在胎體的外部包裹有鐵皮(15),每個襯砌胎體(1)內(nèi)部都設置有多個艙室(2),相鄰艙室(2)的連接處設置有排水槽(3),排水槽(3)與胎體底端的排水管(5)相連。2.根據(jù)權利要求1所述的一種代替隧道初襯的分倉式砂氣合充襯砌結(jié)構,其特征在于:所述艙室(2)頂部側(cè)壁安裝有導氣管(9),通過導氣管(9)向艙室(2)內(nèi)部充有高壓氣體(7),艙室(2)的頂部側(cè)壁還安裝有充砂口( 11),通過充砂口( 11)向艙室(2)內(nèi)部填充有細砂子(6),在艙室(2)的底部設置有導砂管(10),導砂管(10)的出口安裝有自動卸砂裝置(13)。3.根據(jù)權利要求2所述的一種代替隧道初襯的分倉式砂氣合充襯砌結(jié)構,其特征在于:所述導氣管(9)上安裝有壓強計(14),在導氣管(9)的出口安裝有自動卸壓裝置(12)。4.根據(jù)權利要求2所述的一種代替隧道初襯的分倉式砂氣合充襯砌結(jié)構,其特征在于:所述充砂口( 11)的數(shù)量為兩個。
【專利摘要】本實用新型公開了一種代替隧道初襯的分倉式砂氣合充襯砌結(jié)構,它包括襯砌胎體,所述襯砌胎體由多榀胎體拼接而成,在每榀胎體連接處的外側(cè)都采用防水土工膜進行密封連接,所述胎體采用橡膠材料制成,胎體內(nèi)部填充有高強度纖維,在胎體的外部包裹有鐵皮,每個襯砌胎體內(nèi)部都設置有多個艙室,相鄰艙室的連接處設置有排水槽,排水槽與胎體底端的排水管相連。此結(jié)構能夠降低傳統(tǒng)初襯支護費用,消除巖體蠕變給襯砌結(jié)構產(chǎn)生的壓力,同時還具有排水功能,防止引水隧道內(nèi)高壓水對圍巖產(chǎn)生的危害,而且具有防震隔震作用。
【IPC分類】E21D11/38, E21D11/00, E21F16/02
【公開號】CN205117355
【申請?zhí)枴緾N201520784019
【發(fā)明人】劉杰, 顏溧洲, 李建林, 苑騰飛, 于振民, 夏俊
【申請人】三峽大學
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年10月12日
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