[实用新型]一种装配式的预应力UHPC复合式隧道衬砌结构

说明书

本实用新型公开了一种装配式的预应力UHPC复合式隧道衬砌结构，包括初期支护和二次衬砌，二次衬砌为预应力装配式结构，由若干环UHPC管片组成，每环UHPC管片包括四个节段，分别是拱顶节段、左边墙节段、右边墙节段和仰拱节段，设置在四个节段之间的环向连接接头和每环UHPC管片之间的纵向连接接头均采用榫槽式接头，并在环向和纵向均设置有预应力钢束。本实用新型结构合理、施工简单便捷，能使隧道具有强度高、耐久性强和可靠性强的特点。

技术领域

本实用新型属于隧道工程技术领域，具体涉及一种装配式的预应力UHPC复合式隧道衬砌结构。

背景技术

目前，在新奥法或矿山法施工的山岭隧道中，使用最为广泛的现浇普通钢筋混凝土复合式衬砌隧道结构，该衬砌结构一般分为初期支护层、防水层和二次衬砌层三层，初期支护为普通喷射混凝土，二次衬砌层一般为现浇钢筋混凝土结构。随着该中隧道衬砌结构在我国的广泛应用，也暴露出该结构的诸多问题，主要包括强度低、耐久性差，现浇施工周期长，施工质量难以控制等缺点。其中强度低、耐久性差的问题主要用于普通混凝土材料本身存在的，施工周期长、施工质量难以控制主要是由现浇施工方式造成的。

针对以上问题，现有技术中出现了相应的解决方案，同时这些方案也带来了新的问题。

如专利202110597446.7涉及一种装配式UHPC隧道衬砌结构及其施工方法，主要存在以下问题：该衬砌结构的为“工”型截面，拼装完成后需在衬砌环和外侧隧道围岩面之间的空隙中灌注混凝土，混凝土的用量并未减少，因此该衬砌结构的造价偏高；环向采用直螺杆连接，大量的隧道已证明，外部荷载作用下衬砌横断面会产生收敛变形，直螺杆的连接的管片接缝会张开，当接缝张开位移过大时，会导致接缝处的密封效果失效，在外部水压力的作用下接缝处产生渗漏水；衬砌结构的为“工”型截面，并且存在较多的灌浆孔，结构造型复杂，因此该结构在工厂预制时存在模具设计复杂的问题，造成模具安装、拆卸时间久，制造效率低的问题。

专利202121153046.9涉及一种波形钢板与UHPC组合的装配式隧道衬砌结构，与专利202110597446.7有着异曲同工的设计，不同之处在于该发明的结构断面为波形钢顶板加UHPC肋板梁的形式。同样的，该发明也会存在造价高、环向连接渗水风险较高的问题。并且，该发明中波形钢顶板与UHPC肋板梁采用的是锚钉连接，非常容易损坏和难以后期修复。

因此，本领域需要一种新的装配式的预应力UHPC复合式隧道衬砌结构。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种装配式的预应力UHPC复合式隧道衬砌结构，能有效提高隧道整体强度、耐久性和可靠性，同时减少隧道的施工周期、施工难度，并能有效控制隧道工程造价。

本实用新型提供一种装配式的预应力UHPC复合式隧道衬砌结构，其技术方案是：包括初期支护1和二次衬砌，所述二次衬砌为预应力装配式结构，采用的混凝土为UHPC混凝土；二次衬砌沿隧道纵向包括有若干环UHPC管片50，每环UHPC管片50由四个节段拼接构成，包括拱顶节段3、左边墙节段4、右边墙节段5和仰拱节段6；在环向每个节段与相邻节段对接的两端设置有环向连接接头7；相邻每环UHPC管片50之间连接处，在对应的节段上设置有纵向连接接头11，所述环向连接接头7和纵向连接接头11均采用榫槽式接头；在相邻两个环向连接接头7对接处、在相邻两个纵向连接接头11对接处均设置有密封件40；

在每环UHPC管片50的四个节段沿隧道环向预埋有若干个波纹管组，每个波纹管组设置在同一环UHPC管片50的纵向的不同位置，每个波纹管组包括设置在同一个隧道截面上的内环向波纹管21和外环向波纹管22；在仰拱节段6上与波纹管组相同隧道截面上还设置有环向预应力齿板9，在每个内环向波纹管21和外环向波纹管22内分别设置有环向预应力钢束8，环向预应力钢束8锚固在同一隧道截面上的环向预应力齿板9上，且内环向波纹管21和外环向波纹管22内填充灌浆料；