[发明专利]一种用于减小隧道冻胀力的组合式防水结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种用于减小隧道冻胀力的组合式防水结构及其施工方法，其中防水结构包括设置于二次衬砌邻近初期支护一侧的防水层，防水层包括相互搭接的防水板，防水板上均布有若干空心凸起，空心凸起外侧套设有弹性环套，空心凸起内侧为空腔，空腔内填充有填充物；初期支护与防水层间设置有缓冲垫层，空心凸起的顶点与缓冲垫层相抵接；弹性环套为包覆空心凸起侧面且露出空心凸起顶部的环状结构，弹性环套的底面与防水板抵接。施工方法包括开挖隧道开挖，在围岩上施作初期支护并进行基面处理等。本发明通过上述结构，能够解决现有技术中隧道内衬砌中容易因冻胀造成结构破坏的问题，结构简单，实用性强，可靠性好。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种用于减小隧道冻胀力的组合式防水结构及其施工方法。

背景技术

我国西部高海拔和北部高纬度地区的多年冻土、淮河以北的北方区域和西南丘陵地区的季节性冻土约占我国国土面积的70％。为满足交通的便捷与时效性，我国在上述冻土地区规划与修建了诸多隧道工程。据统计，我国寒区隧道发生冻害的占比高达70％以上。

冻害的主要形式为隧道衬砌受冻胀力作用引起的隧道衬砌开裂、破碎、剥落，对行车安全产生威胁，使隧道的使用功能不能充分发挥，影响隧道的使用寿命。同时，冻融作用加剧了围岩的风化，围岩破碎程度的增加又为冻胀力的发育提供了更有利的条件，从而加剧了冻胀力的破坏作用。其原因是防排水系统排水不畅或失效。

目前，我国针对冻胀力的防治主要从应用隔热保温技术、加强防排水及优化衬砌结构等方面出发，采取综合防治措施，主要有：排水防冻、加强地下水的疏导；防寒保温、设置隔热层；防水堵漏等措施。

排水的主要过程为：水从围岩裂隙进入衬砌背后的环向盲管，环向盲管与纵向盲管相连，纵向盲管通过横向盲管与纵向排水沟相连，从而将围岩中的地下水引入隧道内的纵向排水沟，最终经纵向排水沟排出洞外。在地下水排出的过程中，一旦某环节排水不畅，则容易导致地下水滞留于衬砌背后，辅以寒区隧道内的低温环境，极易引起冻胀，使得初支与二衬间产生冻胀力引起衬砌的开裂破损，影响正常使用。

发明内容

本发明针对现有技术中的上述不足，提供了一种能够解决现有技术中隧道内衬砌中容易因冻胀造成结构破坏的问题的用于减小隧道冻胀力的组合式防水结构及其施工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用了下列技术方案：

提供了一种用于减小隧道冻胀力的组合式防水结构，其包括设置于二次衬砌邻近初期支护一侧的防水层，防水层包括相互搭接的防水板，防水板上均布有若干空心凸起，空心凸起外侧套设有弹性环套，空心凸起内侧为空腔，空腔内填充有填充物；

初期支护与防水层间设置有缓冲垫层，空心凸起的顶点与缓冲垫层相抵接；

弹性环套为包覆空心凸起侧面且露出空心凸起顶部的环状结构，弹性环套的底面与防水板抵接。

本发明还提供了一种上述用于减小隧道冻胀力的组合式防水结构的施工方法，其包括如下步骤：

S1、开挖隧道开挖，在围岩上施作初期支护并进行基面处理；

S2、在初期支护上铺设缓冲垫层；

S3、将防水板铺挂台车移动至设定位置，铺设防水层；

S4、在防水板内侧架设安装二次衬砌模板，然后灌注二次衬砌；

S5、灌注完毕后，施作养护工作，完成组合式防水结构的安装。

本发明提供的上述用于减小隧道冻胀力的组合式防水结构及其施工方法的主要有益效果在于：