[发明专利]一种大跨度隧道衬砌组件

说明书

一种大跨度隧道衬砌组件，包括防水组件、预应力锚杆以及纵向钢管，防水组件包括第一凸壳排水板、防水板以及第二凸壳排水板；第一凸壳排水板、防水板以及第二凸壳排水板依次固定设置；预应力锚杆依次穿过第一凸壳排水板、防水板以及第二凸壳排水板并密封锚固在防水组件上；纵向钢管固定设置在预应力锚杆上靠近第二凸壳排水板的一侧，防水组件与预应力锚杆所在的平面为横截面，纵向钢管垂直于横截面的方向上与预应力锚杆形成夹角。与现有技术相比，本发明的大跨度隧道衬砌组件通过由凸壳型排水板组成的防水组件防止水分从锚杆与防水组件之间的间隙渗入隧道内，提高隧道质量。

技术领域

本发明涉及隧道衬砌领域，特别是涉及大跨度隧道衬砌组件。

背景技术

随着我国改革开放进程的加快，城市现代化建设快节奏向前推进，特别是近年来随着经济的发展出现了需要满足多台车辆同时并排行驶的铁路和公路。这些铁路和公路上设置多条车道，与此相对应需要配套大跨度的隧道。进一步，在隧道开挖后，坑道周围地层原有平衡遭到破坏，引起坑道变形或崩塌。为了保护围岩的稳定性，确保行车安全，隧道必须有足够强度的支护结构，因此需要进行隧道衬砌的建设。隧道衬砌是为了防止围岩变形或坍塌，沿隧道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构，在不同的围岩中可采用不同的衬砌形式。最常用的衬砌形式为复合式衬砌。

请参阅图1中的复合式衬砌结构，包括一次衬砌层1、二次衬砌层2、防水层3、排水孔4、多根锚杆5以及多根钢筋6。其中，所述一次衬砌层1由混凝土组成并铺设在围岩7上，厚度为5～20cm。所述二次衬砌层2设置在所述一次衬砌层1远离所述围岩7的一侧。所述防水层3由防水材料制作而成，且设置在所述一次衬砌层1与所述二次衬砌层2之间以防止所述围岩7上的水渗入隧道内。所述排水孔4贯穿所述一次衬砌层1、所述二次衬砌层2以及所述防水层3并将将积聚在所述防水层3上的水导向所述围岩7。所述锚杆5连接在所述二次衬砌层2所述围岩7之间，所述锚杆5依次穿过所述二次衬砌层2、所述防水层3以及所述一次衬砌层1，并固定在所述围岩7内，优选地，多根锚杆5在隧道洞内均匀分布。所述钢筋6沿隧道纵向延伸并固定在所述锚杆5上远离所述围岩7的一端。

从上述复合式衬砌结构可知，锚杆穿过防水层后，水会从锚杆与防水层之间的间隙渗透到所述二次衬砌层2，进而进入隧道内，造成隧道漏水，从而影响隧道质量。此外对于大跨度的隧道，例如跨度大于20m的隧道而言，隧道断面形状多为扁平形状且跨度很大，因此结构受力性差。而且衬砌结构中锚杆以及钢筋的截面形状多为圆形，也就是说，锚杆以及钢筋以点接触的方式连接，这种连接方式不稳固，特别是对于结构受力性差的隧道来说，在施工过程中以及完工后钢筋容易从锚杆上松脱，从而引起整个结构钢筋的倾覆，导致施工的质量缺陷、延长工期及安全风险等问题。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种大跨度隧道衬砌组件以提高隧道质量。

本发明通过以下技术方案实现：

一种大跨度隧道衬砌组件，包括防水组件、预应力锚杆以及纵向钢管；

所述防水组件包括第一凸壳排水板、防水板以及第二凸壳排水板；所述第一凸壳排水板、所述防水板以及所述第二凸壳排水板依次固定设置；

所述预应力锚杆依次穿过所述第一凸壳排水板、所述防水板以及所述第二凸壳排水板并密封锚固在所述防水组件上；

所述纵向钢管固定设置在所述预应力锚杆上靠近所述第二凸壳排水板的一侧，所述防水组件与所述预应力锚杆所在的平面为横截面，所述纵向钢管垂直于所述横截面的方向上与所述预应力锚杆形成夹角。

与现有技术相比，本发明的大跨度隧道衬砌组件设置了双层凸壳排水板。双层凸壳排水板具有良好的排水性，从围岩渗透过来的水份被第一层凸壳排水板引流排出后，剩余少量的水份被密封的衬砌层阻挡并被第二层排水板引流排出，从而减少水份进入隧道内部的可能性，从而提高隧道质量。