一种隧道用UHPC衬砌结构及其施工方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110905555A(43)申请公布日2020.03.24(21)申请号201911265921.XC04B28/04(2006.01)(22)申请日2019.12.11(71)申请人湘潭大学地址411105湖南省湘潭市雨湖区湘潭大学土木工程与力学学院(72)发明人罗彪罗正东黄河尹鸿达李检保李进益杨桃李雨沈程鹏谢测坤刘智林(74)专利代理机构深圳市兴科达知识产权代理有限公司44260代理人阳江军(51)Int.Cl.E21D11/10(2006.01)E21D20/02(2006.01)E21F16/02(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种隧道用UHPC衬砌结构及其施工方法(57)摘要本发明公开了一种隧道用UHPC衬砌结构及其施工方法，是由锚杆支护体、UHPC衬砌支护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衬砌支护层包括排水盲管、喷射UHPC衬砌层、装饰层、隧道轮廓反光条。本发明具有如下有益效果：UHPC喷射混凝土支护层具有高抗压强度、高抗弯强度、高韧性、高耐久性及优良的微裂缝自愈能力，采用UHPC作为隧道工程衬砌材料，衬砌结构施工速度快，支护性能好，其衬砌结构的厚度可显著减少，从而能有效降低隧道实际开挖断面积和出渣量，降低施工难度；相对传统隧道支护结构可减免钢筋网、防水层和钢架的设置，有效提高施工效率，降低造价。CN110905555ACN110905555A权利要求书1/2页1.一种隧道用UHPC衬砌结构，包括锚杆支护体和UHPC衬砌支护层组成的复合衬砌结构，其特征在于：所述锚杆支护体包括围岩(2)上成形的锚杆孔(3)，锚杆孔(3)内嵌入有锚杆(4)，锚杆孔(3)的内壁与锚杆(4)之间注入有UHPC孔道注浆料(5)；UHPC衬砌支护层组成的复合衬砌结构包括喷射UHPC衬砌层和排水盲管(10)；所述锚杆(4)一端嵌入锚杆孔(3)，另一端锚固喷射UHPC衬砌层，喷射UHPC衬砌层固定在围岩(2)表面，喷射UHPC衬砌层外固定有装饰层(8)和隧道轮廓反光条(9)。2.如权利要求1所述的隧道用UHPC衬砌结构，其特征在于，所述喷射UHPC衬砌层材料的组成和重量份数如下：硅酸盐水泥用量720～800份；复合有机纤维用量80～120份；高纯石英砂用量1320～1600份；硅粉用量40～80份；矿渣灰用量310～380份；有机早强剂用量6～10份；复合速凝剂用量40～56份；聚合型固化剂用量36～50份；聚羧酸类高效减水剂用量16～26份；拌和用水用量210～260份。3.如权利要求2所述的隧道用UHPC衬砌结构，其特征在于，所述硅酸盐水泥粒径范围为5μm～60μm；所述复合有机纤维的直径为0.11mm～0.20mm，长度为10mm～22mm；所述高纯石英砂的二氧化硅含量不低于99.6％；高纯石英砂粒径为0.15～0.40mm；所述硅粉粒径为1nm～150nm；硅粉的二氧化硅含量不低于96％；所述矿渣灰粒径为0.5nm～10nm；矿渣灰的比表面积为350m2/kg，细度为11％，密度为2.45g/cm3；所述有机早强剂为腐植酸钠；聚合型固化剂的聚硅化合物含量不低于33％；复合速凝剂的铝酸钠和有机醇胺总含量不低于50％；铝酸钠和有机醇胺的重量比为1:1。4.根据权利要求1所述的一种隧道用UHPC衬砌结构，其特征在于：所述喷射UHPC衬砌层包括与围岩(2)紧邻的喷射UHPC基础层(6)，喷射UHPC基础层(6)外为喷射UHPC加强层(7)，其中喷射UHPC衬砌层厚度，锚杆(4)长度和锚杆(4)间距都依据隧道的围岩级别来确定，具体如下所示：。5.根据权利要求1所述的一种隧道用UHPC衬砌结构，其特征在于：所述装饰层(8)涂抹在喷射UHPC衬砌层的表面，起到美观、预防眩目和提高隧道亮度的作用；装饰层(8)厚度为2cm～3cm。6.根据权利要求1所述的一种隧道用UHPC衬砌结构，其特征在于：所述隧道轮廓反光条(9)固定在喷射UHPC衬砌层上，用于警示、导向，隧道轮廓反光条(9)上设置有隧道剩余长度标识，隧道轮廓反光条(9)高度为10cm～15cm，并沿着隧洞(1)纵向每隔200m～300m设置一2CN110905555A权利要求书2/2页道。7.根据权利要求1所述的一种隧道用UHPC衬砌结构，其特征在于：所述排水盲管(10)设置于围岩(2)和喷射UHPC衬砌层之间，用于引导和排出渗流水；排水盲管(10)的直径为2cm～3cm，沿着隧洞(1)纵向每隔2m～4m设置一道。8.根据权利要求4所述的一种隧道用UHPC衬砌结构，其特征在于：所述喷射UHPC基础层(6)和喷射UHPC加强层(7)由喷射UH