一种输水隧洞复合衬砌结构的制作方法

本申请涉及水利工程，尤其是涉及一种输水隧洞复合衬砌结构。

背景技术：

1、在水利工程中，需要开凿输水隧道来输送水资源。当在岩石中开凿出隧道后，为了防止围岩变形或坍塌，需要沿着隧道洞内侧壁用钢筋混凝土等材料修建永久性的支护结构；上述支护结构一般也称为衬砌结构。在现有技术中，工作人员在隧道内架设钢筋网，然后往隧道侧壁上喷涂混凝土；以形成隧洞的衬砌结构。

2、但是输水隧道内部输送的水流对衬砌结构存在一定侧压力，在水压作用下，隧洞内侧壁喷涂的混凝土壁存在开裂的风险。

技术实现思路

1、为了提高输水隧道中衬砌结构抵抗内部水压力的能力，减少隧道衬砌结构受力开裂的风险，本申请提供一种输水隧洞复合衬砌结构。

2、本申请提供的一种输水隧洞复合衬砌结构，采用如下的技术方案：

3、一种输水隧洞复合衬砌结构，包括拱形的混凝土面层、钢筋网和若干个工字钢拱架；所述混凝土面层用于覆盖隧洞本体的内表面，所述钢筋网与所述工字钢拱架埋设于所述混凝土面层内，所述钢筋网设置于所述隧洞本体内表面与所述工字钢拱架之间，若干个所述工字钢拱架沿着所述隧洞本体长度方向间隔设置。

4、通过采用上述技术方案，通过在拱形的混凝土面层中设置钢筋和工字钢拱架，工字钢拱架具有良好的结构刚度和承载力；从而提高隧洞本体结构抵抗内部水压力和外部岩土压力的能力，减少混凝土面层的开裂，减少隧洞本体的衬砌结构出现渗水的风险。

5、可选的，所述工字钢拱架包括若干个工字钢组件，若干个工字钢组件依次固定连接。

6、通过采用上述技术方案，工字钢拱架通过若干个工字钢组件固定而成，从而便于工作人员在狭小的隧洞本体内安装工字钢拱架。

7、可选的，所述工字钢拱架还包括若干个端板，所述端板设置于所述工字钢组件两端，所述端板与所述工字钢组件固定连接；所述端板开设有供螺栓穿设的安装孔，相邻工字钢组件通过所述端板螺栓连接。

8、通过采用上述技术方案，若干个工字钢拱架通过端板进行螺栓连接，便于工作人员安装工字钢拱架的同时，也能保证相邻工字钢组件的连接强度。

9、可选的，还包括若干个固定组件，所述固定组件包括两个插接杆和限位杆，所述插接杆设置于所述工字钢拱架两侧，所述插接杆一端插接固定于所述隧洞本体内侧壁中；所述限位杆设置于工字钢拱架远离所述隧洞内侧壁一侧，所述限位杆与所述工字钢拱架相抵接，所述限位杆与所述插接杆固定连接。

10、通过采用上述技术方案，通过固定组件对工字钢拱架的位置做进一步约束，从而提高工字钢拱架安装的稳定性，提高施工的安全性。

11、可选的，还包括若干根斜拉杆，所述斜拉杆设置于相邻所述工字钢拱架之间，所述斜拉杆端部均与两侧的所述工字钢拱架固定连接；若干个所述斜拉杆沿着所述工字钢长度方向间隔设置。

12、通过采用上述技术方案，通过在相邻工字钢拱架之间设置斜拉杆，从而将若干个工字钢拱架连接成一个整体，提高工字钢拱架体系的结构刚度，和工字钢拱架的稳定性。

13、可选的，还包括玻璃纤维格栅，所述玻璃纤维格栅埋设于所述混凝土面层中，且所述玻璃纤维格栅与所述斜拉杆固定连接。

14、通过上述技术方案，玻璃纤维格栅起到加筋作用，能有效提高混凝土面层的抗拉强度与抗变形能力，减少混凝土面层的开裂。

15、可选的，还包括若干根纵向联结钢筋，所述纵向联结钢筋埋设于所述混凝土面层中，所述纵向联结钢筋长度方向与所述隧洞本体长度方向相一致，若干个所述纵向联结钢筋沿着所述混凝土面层环形间隔设置。

16、通过采用上述技术方案，通过在混凝土面层中设置纵向联结钢筋，从而进一步提高混凝土面层抵抗外界压力的能力，以减少混凝土面层开裂的风险。

17、可选的，还包括若干个锚杆，所述隧洞本体内侧壁开设有用锚杆插接的插接槽，所述锚杆另一端与所述混凝土面层固定连接。

18、通过采用上述技术方案，锚杆加强了混凝土面层与隧洞本体的连接强度，以减少混凝土面层的受力变形。

19、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

20、1.通过在拱形的混凝土面层中设置钢筋和工字钢拱架，工字钢拱架具有良好的结构刚度和承载力；从而提高隧洞本体结构抵抗内部水压力和外部岩土压力的能力，减少混凝土面层的开裂，减少隧洞本体的衬砌结构出现渗水的风险；

21、2.通过固定组件对工字钢拱架的位置做进一步约束，从而提高工字钢拱架安装的稳定性，提高施工的安全性；

22、3.通过在混凝土面层中设置纵向联结钢筋，从而进一步提高混凝土面层抵抗外界压力的能力，以减少混凝土面层开裂的风险。

技术特征：

1.一种输水隧洞复合衬砌结构，其特征在于：包括拱形的混凝土面层（1）、钢筋网（2）和若干个工字钢拱架（3）；所述混凝土面层（1）用于覆盖隧洞本体（9）的内表面，所述钢筋网（2）与所述工字钢拱架（3）埋设于所述混凝土面层（1）内，所述钢筋网（2）设置于所述隧洞本体（9）内表面与所述工字钢拱架（3）之间，若干个所述工字钢拱架（3）沿着所述隧洞本体（9）长度方向间隔设置。

2.根据权利要求1所述的输水隧洞复合衬砌结构，其特征在于：所述工字钢拱架（3）包括若干个工字钢组件（31），若干个工字钢组件（31）依次固定连接。

3.根据权利要求2所述的输水隧洞复合衬砌结构，其特征在于：述工字钢拱架（3）还包括若干个端板（32），所述端板（32）设置于所述工字钢组件（31）两端，所述端板（32）与所述工字钢组件（31）固定连接；所述端板（32）开设有供螺栓穿设的安装孔，相邻工字钢组件（31）通过所述端板（32）螺栓连接。

4.根据权利要求1所述的输水隧洞复合衬砌结构，其特征在于：还包括若干个固定组件（5），所述固定组件（5）包括两个插接杆（51）和限位杆（52），所述插接杆（51）设置于所述工字钢拱架（3）两侧，所述插接杆（51）一端插接固定于所述隧洞本体（9）内侧壁中；所述限位杆（52）设置于工字钢拱架（3）远离所述隧洞内侧壁一侧，所述限位杆（52）与所述工字钢拱架（3）相抵接，所述限位杆（52）与所述插接杆（51）固定连接。

5.根据权利要求1所述的输水隧洞复合衬砌结构，其特征在于：还包括若干根斜拉杆（6），所述斜拉杆（6）设置于相邻所述工字钢拱架（3）之间，所述斜拉杆（6）端部均与两侧的所述工字钢拱架（3）固定连接；若干个所述斜拉杆（6）沿着所述工字钢长度方向间隔设置。

6.根据权利要求5所述的输水隧洞复合衬砌结构，其特征在于：还包括玻璃纤维格栅（7），所述玻璃纤维格栅（7）埋设于所述混凝土面层（1）中，且所述玻璃纤维格栅（7）与所述斜拉杆（6）固定连接。

7.根据权利要求1所述的输水隧洞复合衬砌结构，其特征在于：还包括若干根纵向联结钢筋（4），所述纵向联结钢筋（4）埋设于所述混凝土面层（1）中，所述纵向联结钢筋（4）长度方向与所述隧洞本体（9）长度方向相一致，若干个所述纵向联结钢筋（4）沿着所述混凝土面层（1）环形间隔设置。

8.根据权利要求1所述的输水隧洞复合衬砌结构，其特征在于：还包括若干个锚杆（8），所述隧洞本体（9）内侧壁开设有用锚杆（8）插接的插接槽，所述锚杆（8）另一端与所述混凝土面层（1）固定连接。

技术总结本申请涉及一种输水隧洞复合衬砌结构，包括拱形的混凝土面层、钢筋网和若干个工字钢拱架；所述混凝土面层用于覆盖隧洞本体的内表面，所述钢筋网与所述工字钢拱架埋设于所述混凝土面层内，所述钢筋网设置于所述隧洞本体内表面与所述工字钢拱架之间，若干个所述工字钢拱架沿着所述隧洞本体长度方向间隔设置。在本申请中，通过在拱形的混凝土面层中设置钢筋和工字钢拱架，工字钢拱架具有良好的结构刚度和承载力；从而提高隧洞本体结构抵抗内部水压力和外部岩土压力的能力，减少混凝土面层的开裂，减少隧洞本体的衬砌结构出现渗水的风险。技术研发人员：肖荣美,林雄伟,潘春硕,刘典金受保护的技术使用者：福建省水利水电工程局有限公司技术研发日：20231130技术公布日：2024/7/11