[发明专利]一种适用于四级围岩双线轨道的防水型单层衬砌结构及其制作方法

权利要求书

1.一种适用于四级围岩双线轨道的防水型单层衬砌结构，其特征在于，包括经过光面爆破处理的Ⅳ级围岩，所述Ⅳ级围岩还依次经过凿顶、清除危石和超前注浆；还包括Ω型弹簧排水半管，所述Ω型弹簧排水半管通过带小塑料垫片的射钉固定在所述Ⅳ级围岩的Ω型弹簧排水半管待装位置，所述射钉交错设置在所述Ω型弹簧排水半管两侧；还包括打设在所述Ⅳ级围岩上的锚杆，所述锚杆与所述Ⅳ级围岩的岩面垂直；其中，所述Ⅳ级围岩的岩面还依次经过冲洗、喷射第一层粗纤维混凝土及养护、喷射砂浆及养护、喷涂防水及养护、喷射第二层细纤维混凝土及养护；

在光面爆破中，残留眼痕率大于或等于80%，且洞室周边成型符合设计轮廓，相邻两预裂爆破孔间的岩面平整，孔壁不应有明显的爆震裂缝，相邻两预裂爆破孔间的台阶或最大外斜值小于10cm，预裂爆破后必须形成贯穿连续性的裂缝，预裂缝宽度大于或等于0.5cm；

所述Ω型弹簧排水半管的宽度为50mm、剥离强力≥10/N、外包层抗拉强度纵向及横向≥150/（N/5cm）、外包层伸长率25~100%、外包层低温弯折≤-15℃，且其挠度无脱开、破损、硬折及断裂，所述Ω型弹簧排水半管的纵向间距为5m，局部富水处加大密度；

所述锚杆采用防腐中空注浆锚杆，其直径为25mm，壁厚不小于5mm，所述锚杆保护层至少30mm，其中防腐措施采用镀锌或环氧，所述锚杆布置形式为梅花形布置；

还包括格栅网片，所述格栅网片采用HRB400钢筋，其直径为22mm，所述格栅网片钢筋保护层至少为40mm，其纵环向间距与锚杆间距相匹配；

在超前注浆中，采用超前小导管，该超前小导管单孔有效扩散半径为1.5m，该超前小导管终孔间距小于或等于2.0m，钻孔孔径50mm；注浆范围为隧道开挖轮廓线外3m；注浆压力为静水压力+0.5Mpa，注浆终压小于或等于2.5倍的静水压力，在注浆前应进行压水实验，据此修正注浆参数；注浆材料采用超细水泥，配比C:S为1：0.6～1：1；

所述粗纤维采用聚烯烃纤维，长度48mm，等效直径0.7mm，密度0.91g/cm3，抗拉强度500~600MPa，杨氏模量7GPa；所述喷涂防水采用EVA喷涂防水材料，厚度至少大于2mm，与围岩粘接强度大于0.8MPa，在水压0.5MPa及72h的情况下不透水，可燃性为E等级，裂纹桥接为A5等级；所述细纤维采用聚丙烯纤维，熔点163.6℃，可燃温度350℃，自燃温度400℃，等效直径40μm，长度6mm，线密度273特克斯，韧性0.22N/特克斯；

其中，对Ⅳ级围岩进行光面爆破；按1.5cm控制爆破强度；采取隔震措施并采用“弱爆破”控制振速，减小周边眼间距，控制药量；

爆破清渣后，进行凿顶作业，并清理顶部及侧墙危石；

清理危石后，进行超前注浆加固围岩；

超前注浆后，铺设Ω型弹簧排水半管，用带小塑料垫片的射钉将Ω型弹簧排水半管固定在待装位置，射钉在Ω型弹簧排水半管两侧交错布置；用灰浆给Ω型弹簧排水半管封边，并在塑料膜上抹一薄层灰浆，以增加与喷射砂浆的粘结力，用低风压喷速凝砂浆封闭Ω型弹簧排水半管；

铺设Ω型弹簧排水半管后，打设防腐中空注浆锚杆，锚杆需要与岩面垂直，在节理处需与节理垂直；

打设锚杆后，喷射混凝土前用高压水冲洗受喷面；对遇水易潮解、泥化的岩层，则采用高压风清扫岩面；岩面经过冲洗或清扫后，依次进行格栅钢架安装、喷射第一层粗纤维混凝土及养护、喷射砂浆及养护、喷涂防水及养护、喷射第二层细纤维混凝土及养护；喷射第一层粗纤维混凝土和喷射第二层细纤维混凝土的方式为：喷射顺序应自下而上，先边墙后拱部；喷射作业时应保证供料连续均匀且机器正常运转时料斗内应保持足够的存料，喷射料流连续均匀；喷射工作风压应在0.55-0.65MPa；喷射时喷头与受喷面应垂直，喷嘴与喷射面的距离宜保持在1.5～2m；采用干式转子机进行喷涂防水，使用电动或空气驱动；若喷涂防水中断超过6小时，则在既有喷涂防水区域最小搭接200mm，并用高压风及水对基面进行清洗。