本實用新型涉及隧道襯砌構造，特別涉及一種地下水受季節(jié)影響大或地下水發(fā)育的巖溶地區(qū)隧道襯砌構造。

背景技術：

進入二十一世紀來，我國鐵路建設高速發(fā)展，時速200km以上高標準雙線鐵路修建越來越多，特別在西南山區(qū)，巖溶發(fā)育，且線路展線受曲線半徑大、地形地質條件復雜等多種因素的制約，巖溶隧道規(guī)模迅速增加。由于巖溶及巖溶水發(fā)育具有復雜性、多樣性及無規(guī)律性等特點，長大巖溶隧道修建風險特別是運營風險越來越高。

近年來，宜萬、滬昆、貴廣等高速鐵路隧道運營期間發(fā)生了若干起無砟道床變形、仰拱隆起、襯砌滲漏水等水害事件，引起了鐵路設計、施工、建設和運營各方的高度重視。

如圖4所示，傳統(tǒng)雙線鐵路隧道襯砌一般采用采用帶曲墻帶仰拱的襯砌結構形式，仰拱上采用混凝土填充作為道床基礎，施工中仰拱與仰拱填充分開澆筑，部分線路考慮架梁機運輸，仰拱填充甚至分層澆筑。隧道內設置中心水溝+雙側水溝，側溝通過橫向引水管將側溝水接入中心溝。初期支護與二次襯砌間于拱墻范圍設置防水板，防水板靠初期支護側沿隧道開挖方向間隔5～10m設置環(huán)向排水盲管，并于邊墻腳設置縱向排水盲管，縱、環(huán)向排水盲管均直接穿過邊墻引入側溝。

在極端暴雨或連續(xù)降雨天氣下，通過排水盲管進入隧道內的水量超過側溝及中心溝設計排水能力，導致道床積水；其次，由于地下水量驟增，襯砌背后地下水不能通過縱、環(huán)向排水盲管及時排出，水壓急劇升高，導致仰拱隆起甚至邊墻開裂；再次，在高水壓作用下，仰拱施工縫處防水措施破壞，地下水進入仰拱及填充縫隙間而將填充抬起，從而破壞道床結構。

保證排水通暢，減小甚至消除襯砌結構特別是隧道底部結構水壓力， 是解決巖溶地區(qū)隧道水害風險的關鍵所在。因此，如何將結構安全可靠及排水通暢統(tǒng)一在一種支護結構下，成為降低巖溶地區(qū)隧道水害風險，保證運營安全的迫切需要。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種框架型低位排水系統(tǒng)隧道襯砌構造，通過對傳統(tǒng)隧道襯砌隧底結構形式進行改造，改變隧底結構受力形式，減小甚至消除地下水對隧道襯砌底部結構的作用，同時實現(xiàn)襯砌結構“體外排水”，從而保證運營期間特別是雨洪季隧道襯砌結構安全。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案如下：

本實用新型的框架型低位排水系統(tǒng)隧道襯砌構造，包括拱墻范圍由外而內設置的拱墻初期支護結構、拱墻二次襯砌結構和底板，以及位于拱墻初期支護結構和拱墻二次襯砌結構之間的防排水系統(tǒng)，其特征是：所述底板下設置由基礎梁、短柱和橫梁構成的隧底框架結構，作為拱墻二次襯砌結構的底部橫向承載結構和底板的豎向承載結構；所述防排水系統(tǒng)的下端引向設置于所述隧底框架結構內部空間中的隧道縱向排水通道。

本實用新型的有益效果是，采用框架型隧底構造取代傳統(tǒng)仰拱形式，首先，隧道底板下設置框架結構結構體系，利用隧底框架結構內部空間作為隧道縱向排水通道，保證隧底排水通暢，地下水不與隧道底板直接發(fā)生作用，避免了傳統(tǒng)襯砌由于邊墻底泄水孔排水不暢或排水能力不足導致仰拱水壓突增而造成隧底結構破壞；其次，隧底開挖作業(yè)更方便，克服了傳統(tǒng)襯砌形式由于仰拱基礎開挖曲率不易控制造成仰拱施工與設計不一致而引起仰拱開裂隆起等問題；再次，采用框架型隧底結構，抗彎剛度大大增加，顯著增加隧底結構承載能力；最后，實現(xiàn)襯砌結構“體外排水”，拱墻二次襯砌背后地下水不穿過邊墻引入隧道側溝，而直接引入隧道底板下的空間內，有效避免雨洪季節(jié)地下水量過大側溝排水能力不足而涌入道床內，保證地下水的順暢排泄以避免造成隧底結構開裂隆起。

附圖說明

本說明書包括如下四幅附圖：

圖1是本實用新型框架型低位排水系統(tǒng)隧道襯砌構造的斷面結構示意圖；

圖2是圖1中A局部的放大圖；

圖3是沿圖1中I-I線的剖面圖；

圖4是傳統(tǒng)曲墻帶仰拱襯砌結構示意圖。

圖中示出構件、部位名稱及所對應標記：拱墻初期支護結構10、拱墻噴射混凝土層10a、拱墻鋼架10b、拱墻系統(tǒng)錨桿10c；基底封閉層11；防排水系統(tǒng)20、無紡土工布20a、環(huán)向排水盲管20b、防水板20c；拱墻二次襯砌結構30、底板31；基礎梁41、橫梁42、短柱43。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

參照圖1,本實用新型的框架型低位排水系統(tǒng)隧道襯砌構造，包括拱墻范圍由外而內設置的拱墻初期支護結構10、拱墻二次襯砌結構30和底板31，以及位于拱墻初期支護結構10和拱墻二次襯砌結構30之間的防排水系統(tǒng)20。所述底板31下設置由基礎梁41、短柱43和橫梁42構成的隧底框架結構，作為拱墻二次襯砌結構30的底部橫向承載結構和底板31的豎向承載結構。所述防排水系統(tǒng)20的下端引向設置于所述隧底框架結構內部空間中的隧道縱向排水通道。。采用框架型隧底構造取代傳統(tǒng)仰拱形式，首先，隧道底板下設置框架結構體系，利用隧底框架結構內部空間作為隧道縱向排水通道，保證隧底排水通暢，地下水不與隧道底板直接發(fā)生作用，避免了傳統(tǒng)襯砌由于邊墻底泄水孔排水不暢或排水能力不足致導致仰拱水壓突增而造成隧底結構破壞。其次，隧底開挖作業(yè)更方便，克服了傳統(tǒng)襯砌形式由于仰拱基礎開挖曲率不易控制造成仰拱施工與設計不一致而引起仰拱開裂隆起等問題；再次，采用框架型隧底結構，抗彎剛度大大增加，顯著增加隧底結構承載能力；最后，實現(xiàn)襯砌結構“體外排水”，拱墻二次襯砌背后地下水不穿過邊墻引入隧道側溝，而直接引入隧道底板下的空間內，有效避免雨洪季節(jié)地下水量過大側溝排水能力不足而涌入道床內，保證地下水的順暢排泄以避免造成隧底結構開裂隆起。

參照圖1，所述隧底框架結構沿隧道開挖方向間隔布設，作為底板31 的承載結構，所述底板31在沿隧道中線間隔開設檢查井口。參照圖1和圖3，所述隧底框架結構包括包括沿線路延伸方向間隔布設的基礎梁41、橫梁42，上下相對應的基礎梁41、橫梁42之間沿橫向間隔設置與之連接為一體的短柱43。所述基礎梁41嵌入地基中，基礎頂面與基底封閉層11表面齊平。所述基底封閉層11用于封閉基礎梁41間裸露的圍巖表面，防止水流沖刷及掏蝕地基基礎。

參照圖1和圖2，所述防排水系統(tǒng)20包括拱墻范圍鋪設的無紡土工布20a及拱墻范圍鋪設的防水板20c，以及沿隧道開挖方向間隔布設于無紡土工布20a與防水板20c間的環(huán)向排水盲管20b。所述環(huán)向排水盲管20b的兩端穿過拱墻二次襯砌結構30的邊墻沿底板31下緣引向隧道縱向排水通道。

參照圖1和圖2，所述拱墻初期支護結構10包括覆蓋拱墻圍巖的拱墻噴射混凝土層10a及沿拱墻梅花形布置的拱墻系統(tǒng)錨桿10c，所述拱墻噴射混凝土層10a內沿隧道開挖方向間隔布設拱墻鋼架10b，拱墻噴射混凝土層10a內加設鋼筋網。

以上所述只是用圖解說明本實用新型框架型低位排水系統(tǒng)隧道襯砌構造的一些原理，并非是要將本實用新型局限在所示和所述的具體結構和適用范圍內，故凡是所有可能被利用的相應修改以及等同物，均屬于本實用新型所申請的專利范圍。