[实用新型]硬岩隧道掘进机工法复合式钢筋混凝土衬砌结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及隧道工程，特别涉及一种采用硬岩隧道掘进机工法施工的城市轨道交通区间隧道复合式钢筋混凝土衬砌结构。

背景技术

虽然目前国内城市轨道交通建设如火如荼，但由于工程水文地质和环境条件的限制，国内城市快速轨道交通区间隧道较少采用硬岩隧道掘进机工法施工，截至目前，除重庆地铁区间隧道有硬岩隧道掘进机工法的工程实例外，国内其他城市在城市快速轨道交通领域，还未有成功工程案例。

根据开挖模式，硬岩隧道掘进机分为开敞式和护盾式两种。开敞式隧道掘进机主要适用于强度和整体性均较好的岩质地层，采用“初期支护＋二次衬砌”复合式钢筋混凝土衬砌结构，重庆地铁硬岩隧道掘进机区间隧道采用的就是该种结构形式；护盾式隧道掘进机主要适用于整体性较差或有断层破碎带的岩质地层，采用预制钢筋混凝土拼装衬砌结构形式，该结构与盾构隧道衬砌结构一致。

现有的开敞式硬岩隧道掘进机复合式钢筋混凝土衬砌结构，初期支护包括锚杆、钢筋网、喷射混凝土层和全环钢架，二次衬砌为模筑现浇钢筋混凝土结构，通常作为受力结构的喷射混凝土厚达250～300mm，且喷射混凝土层内每间隔0.5～1.0m需埋设一榀全环钢架，虽然结构能够充分保证施工及运营中的安全，但在工程地质条件较好的Ⅱ、Ⅲ级围岩地层，较强的初期支护较难与工程经济性达成一致，有必要在保证安全的前提下，对结构体系及组成重新审视及研究。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种硬岩隧道掘进机工法复合式钢筋混凝土衬砌结构，在保证施工及运营安全的前提下能大幅度地降低工程造价，使工程的安全性与经济性得到更好的统一。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型的硬岩隧道掘进机工法复合式钢筋混凝土衬砌结构，包括初期支护结构和二次衬砌结构，其特征是：所述初期支护结构由锚杆、钢筋网和喷射混凝土层构成，在临时支护结构与二次衬砌结构之间设置全包防水层。

本实用新型的有益效果是，与现有硬岩隧道掘进机工法城市轨道交通区间隧道复合式钢筋混凝土衬砌结构相比，取消初期支护中的全环钢架，将喷射混凝土功能由受力构件转变为找平构造层，厚度由通常的250～300mm减薄至40～60mm，在保证施工及运营安全的前提下，应用于Ⅱ、Ⅲ级围岩地层，降低工程总造价30～40%，提高了工法的性价比。

附图说明

本说明书包括如下两幅附图：

图1是本实用新型硬岩隧道掘进机工法复合式钢筋混凝土衬砌结构的横断面示意图；

图2是本实用新型硬岩隧道掘进机工法复合式钢筋混凝土衬砌结构的钢筋网及锚杆布置示意图。

图中示出构件名称及所对应的标记：锚杆11、钢筋网12、喷射混凝土层13、全包防水层14、二次衬砌结构15。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

参照图1和图2，本实用新型的硬岩隧道掘进机工法复合式钢筋混凝土衬砌结构，包括初期支护结构和二次衬砌结构15，所述初期支护结构由锚杆11、钢筋网12、和喷射混凝土层13构成，在临时支护结构与二次衬砌结构15之间设置全包防水层14。初期支护结构为临时支护结构，保证施工过程的安全，其中锚杆11根据悬吊和组合原理对地层围岩进行加固，钢筋网12抵抗施工中小块岩石的塌落、提高喷射混凝土层13的整体性，喷射混凝土层13为找平层，保护全包防水层14在施工过程中免遭破坏。二次衬砌结构15为永久支护结构，保证使用过程的安全。全包防水层14将二次衬砌结构15与地下水隔开，起到防水、保护二次衬砌结构的作用。与现有硬岩隧道掘进机工法城市轨道交通区间隧道复合式钢筋混凝土衬砌结构相比，取消初期支护中的全环钢架，将喷射混凝土功能由受力构件转变为找平构造层，厚度由通常的250～300mm减薄至40～60mm，在保证施工及运营安全的前提下，应用于Ⅱ、Ⅲ级围岩地层，降低工程总造价30～40%，提高了工法的性价比。

本实用新型硬岩隧道掘进机工法复合式钢筋混凝土衬砌结构的施工工序、技术措施和相关要求如下：

1、开敞式硬岩隧道掘进机掘进地层，形成圆形区间隧道毛洞，在距离隧道掘进机刀盘一定距离D的毛洞中安装锚杆11。通常，D取10～15m，锚杆11采用直径18～25mm、长2.5～3.5m的钢筋锚杆，在圆形隧道内呈径向梅花形布置，间距为0.8～1.5m，环形角为90～150°；

2、安装钢筋网12。通常，钢筋网12为与隧道毛洞密贴且与锚杆连接良好，直径6～10mm、网格间距150～300mm的钢筋；