[实用新型]一种用于降低寒区隧道冻胀力的防排水板有效
申请号: | 202022454165.X | 申请日: | 2020-10-29 |
公开(公告)号: | CN213743452U | 公开(公告)日: | 2021-07-20 |
发明(设计)人: | 刘建正;钟小春;于铭钊;孙克国;杨坤;许炜萍;熊杰超;郑余朝;胡海平;侯宗豪 | 申请(专利权)人: | 青海五矿中铁公路建设管理有限公司;西南交通大学;五矿二十三冶建设集团有限公司;中铁五局集团有限公司;青海省交通规划设计研究院有限公司 |
主分类号: | E21D11/38 | 分类号: | E21D11/38;E21F16/02 |
代理公司: | 北京正华智诚专利代理事务所(普通合伙) 11870 | 代理人: | 何凡 |
地址: | 810001 青海省西宁*** | 国省代码: | 青海;63 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 用于 降低 隧道 冻胀力 排水 | ||
本实用新型公开了一种用于降低寒区隧道冻胀力的防排水板及其施工方法,其中防水结构包括若干防水部,防水部上间隔设置有排水部,防水部上位于排水部间的位置处间隔设置有承力部;所述排水部为相互平行的沟槽状结构,排水部的底面与二次衬砌相平行,排水部沿隧道环形设置;所述防水部为层状结构,防水部的底面与二次衬砌贴合,防水部的上侧与排水部底面相平行,防水部的横截面形状相同;承力部为若干相互平行的实心柱状结构。本实用新型通过上述结构,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
本实用新型涉及隧道施工技术领域,具体涉及一种用于降低寒区隧道冻胀力的防排水板。
背景技术
我国广袤的寒区分布着水利、森林和矿产等丰富的资源。为进行资源的有效开发利用,寒区的交通运输需求较为旺盛,隧道工程成为了寒区交通运输线路穿山越岭的重要手段之一。从现存的寒区隧道资料来看,冻害问题在寒区隧道的施工、运营过程中频频发生,已经成为了寒区隧道的主要病害问题之一,严重影响隧道的使用功能和耐久性,并易引发安全问题,发生事故。
目前,我国绝大多数交通隧道均采用复合式衬砌作为支护结构,即初期支护+防水板+二次衬砌的形式,采用新奥法修建的寒区隧道的防水板与普通隧道的防水板基本相同。围岩中的水渗透初期支护后进入防水板,经由防水板流入隧道的排水沟,并排出洞外。在多种因素影响下,会有水滞留在防水板中,在当地气温较低的情况下,水冻结成冰,体积增大约1/9,产生冻胀力,挤压初期支护与二次衬砌,导致初期支护与二次衬砌承受较大压力,出现裂缝、渗漏、挂冰等病害,显著降低了隧道服务水平,威胁行车安全。
而隧道发生冻胀破坏的根本原因,是围岩与支护结构中的水冻结成冰产生的冻胀力。采用合理的材料、结构与施工方式改善防水板的功能,减小冻胀力对于初期支护和二次衬砌的影响,有着十分重大的现实意义。
实用新型内容
本实用新型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出现冻胀造成结构破坏的问题的用于降低寒区隧道冻胀力的防排水板。
为解决上述技术问题,本实用新型采用了下列技术方案:
提供了一种用于降低寒区隧道冻胀力的防排水板,其包括若干防水部,防水部上间隔设置有排水部,防水部上位于排水部间的位置处间隔设置有承力部;
所述排水部为相互平行的沟槽状结构,排水部的底面与二次衬砌相平行,排水部沿隧道环形设置;
所述防水部为层状结构,防水部的底面与二次衬砌贴合,防水部的上侧与排水部底面相平行,防水部的横截面形状相同;
承力部为若干相互平行的实心柱状结构,承力部的宽度与防水部的间隔相同,承力部的上端与初期支护抵接。
本实用新型提供的上述用于降低寒区隧道冻胀力的防排水板的主要有益效果在于:
在气温较低的环境条件下,本实用新型提供的防排水板中的水冻结成冰,体积向着四周发生膨胀约1/9,产生冻胀力挤压周围结构。通过间隔设置承力部,当冰膨胀时,挤压承力部,并向承力部间的空隙挤入,进而使冰沿着隧道环向与纵向体积膨胀较大,对承力部挤压作用较大。此时沿着隧道径向体积膨胀较小,对初期支护与防水部、二次衬砌挤压作用较小,从而有效起到降低寒区隧道冻胀力的效果。
当地气温回暖后,排水部内的冰融化成水,流入隧道底部的排水沟,排出洞外,冻胀力消失。承力部不再受到冻胀力挤压影响后,形状复原。当地气温再次降低后,排水部内的水再次结成冰,挤压承力部及间隙。如此反复,实现长久降低寒区隧道冻胀力的作用,有效提高了隧道衬砌结构的使用寿命。
附图说明
图1是本方案提供的用于降低寒区隧道冻胀力的防排水板的结构示意图。
图2是空心凸起间的相对位置示意图。
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