[发明专利]一种用于隧道防渗的预应力锚索结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种用于隧道防渗的预应力锚索结构及其施工方法，其中预应力锚索结构包括无粘结预应力钢绞线、墩座、钢垫板和锚具。无粘结预应力钢绞线沿周向缠绕于隧道外侧；墩座设置于反力拱槽内，反力拱槽设置于反力拱道内，反力拱道位于隧道下方，无粘结预应力钢绞线的两端沿相反方向穿过墩座；无粘结预应力钢绞线的两端各通过一锚具与墩座锁紧；无粘结预应力钢绞线的两端各通过一钢垫板，钢垫板位于锚具与墩座之间。相比于现有技术，本发明通过对无粘结预应力钢绞线施加预应力，可以使隧道支护结构的全截面处于受压状态，大大提高支护结构受拉承载性能，延缓甚至消除支护结构开裂现象，避免隧道产生渗漏工程事故。

技术领域

本发明涉及隧道工程技术领域，特别是涉及一种用于隧道防渗的预应力锚索结构及其施工方法。

背景技术

随着城市地下空间及交通工程的快速发展，城市地铁及隧道工程大量修建，矿山法因其自身优点在隧道工程中大量采用。但是，由于隧道基本深埋于地表之下，又处于复杂的受力状态，且混凝土抗拉强度较低，隧道在运营期间容易因支护结构开裂，诱发地下水渗漏进隧道。这不仅会导致隧道运行环境潮湿，给隧道内车辆通行造成严重安全隐患，还容易因地下水锈蚀支护结构钢筋引起支护结构的承载性能降低，诱发隧道塌方等事故。另外，由于隧道渗漏导致隧道常年抽排水，将消耗大量维护费用。因此，隧道支护结构的防渗一直都是隧道施工过程中的一个极其重要的环节。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于隧道防渗的预应力锚索结构及其施工方法，用于防止矿山法开挖隧道的支护结构开裂，避免渗漏事故的发生。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明公开了一种用于隧道防渗的预应力锚索结构，包括：

无粘结预应力钢绞线，所述无粘结预应力钢绞线沿周向缠绕于隧道外侧；

墩座，所述墩座设置于反力拱槽内，所述反力拱槽设置于反力拱道内，所述反力拱道位于隧道下方，所述无粘结预应力钢绞线的两端沿相反方向穿过所述墩座；

锚具，所述无粘结预应力钢绞线的两端各通过一所述锚具与所述墩座锁紧；

钢垫板，所述无粘结预应力钢绞线的两端各通过一所述钢垫板，所述钢垫板位于所述锚具与所述墩座之间。

本发明还公开了一种上述的用于隧道防渗的预应力锚索结构的施工方法，包括如下步骤：

S1、开挖隧道至设计要求的隧道壁及反力拱道，并在隧道底部设计位置开挖反力拱槽；

S2、在反力拱槽里程处中心位置安装墩座模板及钢筋，在反力拱槽里程处靠近隧道壁沿周向初步摆放无粘结预应力钢绞线，并使无粘结预应力钢绞线的两端分别对穿墩座模板两侧；

S3、按设计要求，在无粘结预应力钢绞线内侧，靠近隧道壁依次绑扎外侧纵向钢筋、焊接钢拱架、绑扎内侧纵向钢筋，然后调整无粘结预应力钢绞线的张紧程度、位置并初步固定；再浇筑隧道支护结构、墩座及反力拱槽的混凝土；

S4、待支护结构及墩座混凝土强度养护达到设计要求后，在墩座两侧的无粘结预应力钢绞线上依次穿入钢垫板和锚具，同时在墩座两侧同步张拉无粘结预应力钢绞线，按设计预应力值锁定，再浇筑反力拱道混凝土。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1.本发明采用无粘结预应力钢绞线施加预应力，无粘结预应力钢绞线具有很好的柔软性，沿隧道壁轴向安装十分便捷；

2.本发明利用隧道底部反力拱槽内的墩座对称张拉无粘结预应力钢绞线，施工十分便捷；

3.本发明通过对无粘结预应力钢绞线施加预应力，可以使隧道支护结构的全截面处于受压状态，大大提高支护结构受拉承载性能，延缓甚至消除支护结构开裂现象，避免隧道产生渗漏工程事故。