複合式襯砌

複合式襯砌

複合式襯砌指的是分內外兩層先後施作的隧道襯砌。在坑道開挖后,先及時施作與圍岩密貼的外層柔性支護(一般為噴錨支護),也稱初期支護,容許圍岩產生一定的變形,而又不致於造成鬆動壓力的過度變形。待圍岩變形基本穩定以後再施作內層襯砌(一般是模築的),也稱二次支護。兩層襯砌之間,根據需要設置防水層,也可灌築防水混凝土內層襯砌而不做防水層。

簡介


兩層襯砌間的防水層,可採用噴塗乳化瀝青等防水膠劑,或採用厚度不等的軟聚氯乙烯薄膜、聚異丁烯片、聚乙烯片等防水卷材,並固定在支護上。為保證防水卷材施工接縫的質量,一般需要用熱氣焊接或電阻焊接,亦可用適當溶劑作溶解拼接。

設計理念


複合式襯砌中,外層支護與圍岩形成統一的受力整體,共同承擔因開挖坑道所產生的圍岩釋放應力。由於影響共同作用的因素很多,如圍岩狀態、支護施作時間、襯砌剛度和施工方法等,有些因素事先又無法預測,故分析計算只能作為設計時參考,必須根據施工過程的量測結果予以修正。內層襯砌主要為了防水、防風化、內部裝飾和增加安全度,其厚度按施工要求而定,一般不超過40厘米。有時不易做到待初期支護變形完全穩定后再施作內層襯砌。例如當鬆軟圍岩流變引起的延滯變形歷時很長時,這時內層襯砌所承受的荷載主要是由於圍岩延滯變形產生的形變壓力;以及因部分錨桿腐蝕失效,或涌水降低了圍岩物理力學參數所引起的附加岩土壓力。

優缺點


採用先後兩次支護,對襯砌受力非常有利。圍岩在柔度較大的外層支護條件下,可產生較大的形變,釋放了大部分的變形能;因而能使後設的內層襯砌減小受力。內層襯砌施作以後,又會對原先處於二維受力狀態的外層支護產生徑向抗力,從而改善外層支護的受力條件。而且表面光潔平整,有利於隧道通風和防水,並保護外層支護,使噴層內鋼筋網和錨桿端部免於鏽蝕。但是,這種襯砌的缺點是造價較高,施工也比較複雜。

要求


噴塗材料

(1)圍岩表面的泥土、油污等必須清除乾淨。凸凹不平部位和破損處應修鑿平順。
(2)噴塗機具必須乾燥清潔;噴塗材料應攪拌均勻,並及時使用。
(3)防水層宜2~3層施工,每層厚度不宜小於2MM,噴塗應均勻,不得產生氣泡。
(4)噴塗材料須密封保存,並貯藏於陰涼乾燥處。
(5)防水層施工的安全技術、防護用品均按國家有關規定辦理。

施工要求

(1)防水層應在初期支護變形基本穩定后,二次襯砌施作前進行。
(2)防水層鋪設前,噴混凝土層表面不得有錨桿頭或鋼筋斷頭外露;對凸凹不平部位應修鑿、噴補,使混凝土表面平順;噴層表面漏水時,應及時引排。
(3)防水層可在拱部和邊牆按環狀鋪設,並視材質採取相應的接合方法。塑料板用焊接,搭接寬度為10CM,兩側焊縫寬應不小於2.5CM;橡膠防水粘接時,搭接帶為10CM,粘縫寬不小於5CM。
(4)防水層的接頭處應擦凈。塑料防水板應用與材質相同的焊條焊接;橡膠防水板應用粘合劑連接。塗刷膠漿應均勻,用量應充足;防水層的接頭處不得有氣泡、折皺及空隙,接頭處應牢固,強度應不小於同質材料。
(5)防水層用墊圈和繩扣弔掛在固定點上,其固定點的間距,拱部應為0.5~0.7M,側牆為1.0~1.2M,在凹凸處應適當增加固定點。點間防水層不得繃緊,以保證灌築混凝土時板面與噴混凝土面能密貼。
(6)採用無紡布作濾層時,防水板與無紡布應密切疊合,整體鋪掛。
(7)開挖和襯砌作業不得損壞防水層,當發現層面有損壞時應及時修補。
(8)防水層縱橫向一次鋪設長度應根據開挖方法和設計斷面確定。鋪設前,宜先行試鋪,並加以調整。防水層在下一階段施工前的連接部分,應保護不得弄髒和破損。
(9)防水層屬隱蔽工程,二次襯砌灌筑前應檢查防水層質量,做好接頭標記,並填寫質量檢查記錄。

複合方式


複合式襯砌的外、內層複合方式有以下幾種:噴錨支護和混凝土襯砌;噴錨支護和噴射混凝土襯砌;可縮式鋼拱噴射混凝土支護和模築或噴射混凝土襯砌,以及裝配式襯砌(管片)和模築混凝土襯砌等。最通用的是外層採用噴錨支護或輕型管片,內層採用整體式模築混凝土襯砌。

施工


複合式襯砌施工中的一個重要環節是噴塗或粘貼防水層,要求做到與初期支護相密貼,故在防水層施工前需要對初期支護的表面進行適當處理,使其平整圓順,無較大滲水。初次支護的施工方法和要求,與一般噴錨支護或裝配式襯砌的相同。內層模築襯砌多採用模板台車和混凝土泵進行連續灌築。

區別


可以理解成複合式襯砌形式上比整體式的多初期支護和防水板。但是初期支護是新奧法的主要體現,可以最大限度的發揮圍岩自身的承載力。
1、複合式襯砌結構的初襯,可以及時封閉圍岩,充分發揮圍岩的自身承載力,與二襯之間設置防水層,便於防水。 
2、減薄式襯砌(整體式襯砌)用於圍岩條件較好,減少工程造價。 
3、錨噴支護襯砌,用於圍岩穩定,不做襯砌也可保證洞室穩定的情況下,封閉圍岩,避免風化,並起到一定的裝飾作用。