[发明专利]一种UHPC隧道衬砌结构及其施工方法

说明书

本发明提供了一种UHPC隧道衬砌结构及其施工方法，包括固定层、UHPC衬砌层和功能层，固定层设于山体内，UHPC衬砌层设于山体内表面，功能层覆盖在UHPC衬砌层外表面，固定层包括孔洞和固定杆，孔洞内嵌入有与孔洞匹配设置的固定杆，孔洞和固定杆之间注入有UHPC孔道注浆料，所述孔洞与固定层切线呈30‑80°夹角；或孔洞沿隧道洞径向设置，孔洞包括纵向孔和横向孔，纵向孔连接横向孔与UHPC衬砌层。本方案提高了隧道的有效空间，降低了衬砌层的厚度和对固定层的过度开挖，进而避免了开挖过程中塌方的风险，提高了衬砌层的结构强度和对固定层的支撑效果，提高了衬砌层与固定层之间的紧密贴合效果，降低了固定层中渗水影响衬砌层的结构和使用寿命，便于隧道的使用安全。

技术领域

本发明涉及隧道技术领域，特别是一种UHPC隧道衬砌结构及其施工方法。

背景技术

传统的隧道一般在较为偏僻的地方施工，穿过山岭打隧道，但近些年由于城市的发展，地铁和地下道路的需求也越来越多，而在城市当中修建地铁和地下道路不仅要减小对周围环境的影响，同时对隧道上方的地基沉降有严格的要求，同时衬砌也非常重要。

衬砌是为防止固定层变形或坍塌，沿隧道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构。现有的隧道衬砌通常采用复合式衬砌结构，包括初期支护、防水层和二次衬砌。复合式衬砌是分内外两层先后施作的隧道衬砌，在洞室开挖后，先放置钢拱架、挂钢筋网，再施作与固定层密贴的喷射普通混凝土作为初期支护的外层衬砌，待固定层变形基本稳定以后再施作模筑钢筋混凝土内层衬砌，两层衬砌之间设置防水层。

在复合式衬砌结构施作过程中，挂钢筋网是必不可少的材料，由于钢筋网的存在，喷射混凝土不能很好地与开挖面相贴合，钢筋网和开挖面之间必然形成空洞，为钢筋网的腐蚀留下了隐患。钢筋网上的结构凸起以及喷射施工工艺导致初期支护结构的混凝土层平整度难以控制，致使铺设防水层的基面状况较差，易对防水层本身造成损害，加之由于施工原因，防水层卷材的接茬工艺难以保证焊缝的质量和效果，这些因素都易留下漏水隐患。由于这些安全隐患的存在，隧道在建成运营后容易出现衬砌开裂、渗漏等现象，导致衬砌的整体耐久性达不到设计使用年限。

如专利号为CN110905555A的国家发明专利公开了一种隧道用UHPC衬砌结构及其施工方法，由锚杆支护体、UHPC衬砌层组成的复合衬砌结构，其中锚杆支护包括锚杆孔、锚杆和UHPC孔道注浆料；其中UHPC衬砌层包括排水盲管、喷射UHPC衬砌层、装饰层、隧道轮廓反光条；

上述隧道结构中其衬砌层与围岩之间的连接贴合效果差，长期受固定层渗水的影响，使用寿命短，衬砌层容易掉落，影响使用安全；其锚杆支撑强度不够，导致衬砌层的稳定强度不够，并且没有考虑到汽车通过产生的震动和噪音等对衬砌结构的影响。

发明内容

本发明的目的是，克服现有技术的上述不足，而提供一种施工速度快、支护性能好，衬砌结构的厚度显著减小，具有高强度、高抗渗性和高耐久性，便于提高衬砌层与固定层紧密贴合连接，提高对山体支撑效果，降低渗水对衬砌层影响， 还可以显著减少隧道内车辆的噪音和震动对衬砌结构的影响，提高隧道使用安全的UHPC隧道衬砌结构及其施工方法。

本发明的技术方案是：一种UHPC隧道衬砌结构，包括固定层、UHPC衬砌层和功能层，固定层设于山体内，UHPC衬砌层设于山体内表面，功能层覆盖在UHPC衬砌层外表面，固定层包括孔洞和固定杆，孔洞内嵌入有与孔洞匹配设置的固定杆，孔洞和固定杆之间注入有UHPC孔道注浆料，所述孔洞与固定层切线呈30-80°夹角；或孔洞沿隧道洞径向设置，孔洞包括纵向孔和横向孔，横向孔设于山体内部，纵向孔连接横向孔与UHPC衬砌层。