[发明专利]一种上软下硬复合地层全包防水抗水压复合衬砌结构及其施工方法

说明书

本发明适用于隧道工程技术领域，提供了一种上软下硬复合地层全包防水抗水压复合衬砌结构及其施工方法。该复合衬砌结构包括隧道外注浆加固圈、初期支护、二次衬砌、全包防水层、防水底板、垫层以及抗水压锚杆，隧道外注浆加固圈、初期支护、全包防水层以及二次衬砌由外至内依次设置，防水底板刚接于二次衬砌底部，垫层设置于防水底板下方,并位于全包防水层的底部；抗水压锚杆的一端穿过垫层及全包防水层后伸入防水底板中，另一端锚固于围岩中；初期支护包括上部软地层初支和下部硬地层初支，上部软地层初支由喷射混凝土、钢拱架以及钢筋网组成，下部硬地层初支由喷射混凝土及钢筋网组成。本发明具有受力合理、便于施工、经济、环保等特点。

技术领域

本发明属于隧道工程技术领域，尤其涉及一种上软下硬复合地层全包防水抗水压复合衬砌结构及其施工方法。

背景技术

随着城市地下交通的发展，在隧道建设过程中出现越来越多的浅埋暗挖隧道，对于某些基岩埋深较浅的地区，常形成暗挖隧道位于上软下硬地层中的局面，即隧道拱部位于全风化、强风化岩层甚至土层中，而隧道仰拱位于完整性较好的中风化、微风化基岩中，当地下水位较高时，考虑到环境保护的要求，还需对隧道进行全包防水设计。国家现行规范、标准中关于围岩级别的划分主要以地下水情况、隧道埋深及隧道拱部围岩为依据，在上软下硬地层中隧道围岩级别常划分为V级甚至VI级。遇到上述情况时，根据国家现行的设计规范，目前工程上通常做法为不仅隧道设置仰拱，必要时还对仰拱进行加深处理，以减小隧道仰拱曲率半径，同时增大仰拱与边墙连接处曲率半径，增大隧道扁平率，使得整个隧道断面更圆顺，并增加衬砌特别是仰拱厚度，来进行全包防水设计。该做法非但未充分发挥仰拱部位完整性较好的基岩的承载力，还将其大量挖除，另行施做钢筋混凝土仰拱，造成了工程上的极大浪费，不合理。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于提供一种上软下硬复合地层全包防水抗水压复合衬砌结构及其施工方法，旨在解决现有技术中的隧道衬砌结构不能充分发挥仰拱部位完整性的基岩承载力以及存在工程浪费不经济的问题。

本发明实施例是这样实现的，提供一种复合地层全包防水抗水压复合衬砌结构，其包括隧道外注浆加固圈、初期支护、二次衬砌以及全包防水层；所述全包防水抗水压复合衬砌结构还包括防水底板、垫层以及抗水压锚杆，所述隧道外注浆加固圈、初期支护、全包防水层以及二次衬砌由外至内依次设置，所述防水底板刚接于二次衬砌的底端，所述垫层设置于所述防水底板下方，并位于所述全包防水层的底端，所述抗水压锚杆的一端穿过所述垫层及全包防水层后伸入所述防水底板中，所述抗水压锚杆的另一端锚固于围岩中；所述初期支护包括上部软地层初支和下部硬地层初支，所述上部软地层初支由喷射混凝土、钢拱架以及钢筋网组成，下部硬地层初支由喷射混凝土及钢筋网组成。

进一步地，所述下部硬地层中设置有扩大拱脚，在所述上部软地层初支的钢拱架下端落在所述扩大拱脚上，所述钢拱架脚部设置有锁脚钢管。

进一步地，所述抗水压锚杆锚固于围岩中的长度不小于计算所需锚固长度，且不小于4m。

进一步地，所述抗水压锚杆伸入所述防水底板中的一端为“伞”型钢筋，所述防水底板内埋设有受力钢筋，所述受力钢筋与所述抗水压锚杆上的“伞”型钢筋相互焊接固定。

进一步地，所述全包防水层包括拱部预铺反粘型防水卷材层、防水底板部位防水涂料层以及隧道仰拱部位防水涂料层，所述拱部预铺反粘型防水卷材层的两端分别连接所述隧道仰拱部位防水涂料层的两端，所述拱部预铺反粘型防水卷材层与所述防水底板部位防水涂料层在拱脚处相互搭接，封闭成环，搭接时所述拱部预铺反粘型防水卷材层位于所述防水底板部位防水涂料层下方，所述抗水压锚杆穿过所述隧道仰拱部位防水涂料层。

进一步地，所述抗水压锚杆伸入所述防水底板中的一端上焊接有环形止水钢片。

本发明实施例还提供了上述的上软下硬复合地层全包防水抗水压复合衬砌结构的施工方法，所述施工方法包括如下步骤：