[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

说明书

本发明公开了一种适用于四级围岩双线轨道的防水型单层衬砌结构，包括经过光面爆破处理的Ⅳ级围岩，还包括Ω型弹簧排水半管，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。本发明所涉及的一种适用于Ⅳ级围岩双线隧道防水型单层衬砌结构，采用此技术形成的单层衬砌结构受力均匀，具有一定的抵抗变形的能力，施工工艺简单，施工工期短，减少施工污染，低碳环保，广泛应用于Ⅳ级围岩双线隧道衬砌结构的工程中。

技术领域

本发明属于隧道建设技术领域，具体涉及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。

背景技术

目前，地铁围岩支护工程中大多采用复合式衬砌结构，结构形式为：初期支护(喷锚)+防水层(卷材)+二次衬砌(模筑混凝土)，支护原理为：初期支护与围岩形成统一的受力整体，为主要承载结构，二次衬砌作为安全储备，一般采用素混凝土，特殊工况下可采用钢筋混凝土。虽然复合式衬砌在承载机理设计上是合理的,但应用仍存在不少问题：①二次衬砌在围岩变形基本稳定后施作，理论上不承受荷载,仅作为安全储备,工程经济性有待提高；②复合式衬砌由锚喷支护、复合防水板、二次模筑混凝土等多次施工完成，步序多，时间长，不利于隧道的快速施工。③防水效果难以保证。一旦排水系统堵塞，二衬承受水压，结构安全性降低，且容易造成渗漏。且渗漏处理难度大，效果差；④对渗漏的防水系统(施工缝等处)及堵塞的环纵向排水系统维修困难。

而采用单层衬砌，即在取消隔离层的前提下,洞室开挖后立即喷射一层具有防水性能的混凝土,并根据围岩级别设置必要的支护构件,如锚杆、钢拱架等,然后根据耐久性及平整度的要求,再施作找平层及喷涂防水材料，然后喷射一层或多层混凝土,构成层间具有很强粘接力并可充分传递剪力的支护体系。

因此，需要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。

发明内容

本发明目的在于提供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，采用超前注浆+Ω型弹簧排水半管+防腐中空注浆锚杆+粗纤维喷射混凝土+喷射砂浆+喷涂防水+细纤维喷射混凝土形成的结构作为隧道单层衬砌，形成的单层衬砌结构受力均匀，具有一定的抵抗变形的能力，施工工艺简单，施工工期短，采用纤维材料，减少施工造成的污染，减少后期养护成本，使用寿命长，经济效益和环保效益显著，可广泛应用于Ⅳ级围岩双线隧道衬砌结构的工程中。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种适用于四级围岩双线轨道的防水型单层衬砌结构，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。