[实用新型]两侧设置兼具排水、承载及支挡功能的L形底座的衬砌结构

说明书

两侧设置兼具排水、承载及支挡功能的L形底座的衬砌结构，通过对传统隧道衬砌隧底结构形式进行改造，改变隧底结构受力形式，消除地下水对隧道衬砌底部结构的作用，有效解决岩溶或地下水发育地区隧道仰拱上浮变形或隧底结构开裂破坏的问题，以确保隧道施工和运营的稳定及安全性。包括拱墙初期支护结构、拱墙二次衬砌结构和拱墙范围防水层。于隧底开挖面两侧开挖深槽，两侧深槽内设置L形底座构筑体，所述拱墙二次衬砌结构两侧边墙底部与同侧L形底座构筑体的底板固结，且与L形底座构筑体立板之间形成纵向槽形空腔，L形底座构筑体作为拱墙二次衬砌结构的承载基础、隧底围岩的支挡结构和隧道纵向排水通道。

技术领域

本实用新型涉及隧道衬砌构造，特别涉及一种运用于地下水发育地段或地下水受季节影响不规律地段或岩溶地区，且隧底为较完整弱风化硬质岩的隧道衬砌结构构造。

背景技术

随着我国铁路建设高速发展，高速铁路修建越来越多，特别在西南山区，一方面，由于石灰岩地层广泛分布；另一方面，对高速铁路，线路展线受曲线半径大、地形地质条件复杂等多种因素的制约，导致岩溶隧道规模(数量及长度)迅速增加。由于岩溶及岩溶水发育具有复杂性、多样性及无规律性等特点，长大岩溶隧道修建风险特别是运营风险越来越高。

近年来，宜万、沪昆、贵广等高速铁路隧道运营期间发生了若干起无砟道床变形、仰拱及填充隆起等水害事件，引起了铁路设计、施工、建设和运营各方的高度重视。

传统双线隧道衬砌一般采用曲墙带仰拱的衬砌结构形式，仰拱上采用混凝土填充作为道床基础，施工中仰拱与仰拱填充分开浇筑。隧道内设置中心水沟+双侧水沟，中心水沟置于仰拱之上的填充体内。地下水排放路径为：围岩→初期支护→排水盲管→侧沟→横向排水管→中心水沟，即隧道结构周边的水通过初期支护渗透经由排水盲管引排进入隧道结构本体之内的中心水沟，最终排出洞外。传统衬砌结构最大的缺陷在于：

(1)中心水沟设于隧道结构之内，主要引排主要引排拱墙范围的周边地下水，隧道仰拱以下的积水无法有效引排。尤其在地基水力联系紧密的区域，在连续降雨或暴雨天气下，因地下水量骤增，传统衬砌结构往往无法及时将地下水引排至隧道结构体内的排水沟内，从而引起地下水位急剧升高，在高水压作用下，导致仰拱拱填充变形隆起。

(2)由于隧底为圆弧状，开挖控制较困难，多开挖成折线状甚至开挖成平底面，导致仰拱结构实际承载能力不能满足设计要求，一旦雨洪季节，局部排水不畅导致水压上升，造成仰拱结构开裂破坏。

(3)仰拱结构底部虚渣完全清理干净难度大，加之运营期间由于隧底地下水无法引排，在列车动荷载反复作用下，极易造成隧底翻浆冒泥等灾害。

因此，优化隧道衬砌结构，保证排水通畅，消除隧底水压，成为降低地下水发育地段、地下水受季节影响不规律地段及岩溶地区隧道水害风险，保证运营安全的迫切需要。

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两侧设置兼具排水、承载及支挡功能的L形底座的衬砌结构，通过对传统隧道衬砌隧底结构形式进行改造，改变隧底结构受力形式，消除地下水对隧道衬砌底部结构的作用，有效解决岩溶或地下水发育地区隧道仰拱上浮变形或隧底结构开裂破坏的问题，以确保隧道施工和运营的稳定及安全性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型的两侧设置兼具排水、承载及支挡功能的L形底座的衬砌结构，包括拱墙初期支护结构、拱墙二次衬砌结构和拱墙范围防水层，其特征是：于隧底开挖面两侧开挖深槽，两侧深槽内设置L形底座构筑体，所述拱墙二次衬砌结构两侧边墙底部与同侧L形底座构筑体的底板固结，且与L形底座构筑体立板之间形成纵向槽形空腔，L形底座构筑体作为拱墙二次衬砌结构的承载基础、隧底围岩的支挡结构和隧道纵向排水通道。

本实用新型的有益效果是：