CN109881556A - 一种公路隧道及施工操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种公路隧道及施工操作方法，其特征在于：所述公路隧道具有道路路体结构；道路路体结构的左右两侧开有护栏凹槽，护栏凹槽中用于安装可收拢的道路护栏；在护栏凹槽的内侧开有弧形排水凹槽，弧形排水凹槽中安装有排水过滤装置，在道路路体结构的顶部安装有隧道喷淋装置。本发明具有工序简单明了、安全系数高、路面承载能力好等优点；另外，从施工整体性上来讲，本发明还具有设计合理、实现方便、施工过程简便、施工效果好等优点。

Description

一种公路隧道及施工操作方法

技术领域

本发明涉及隧道施工领域，具体来讲是一种公路隧道及施工操作方法。

背景技术

随着我国国民经济的飞速发展，交通量在日益增大，部分既有道路已不能适应交通运输 的要求，需要进行相应的改扩建才能达到相应的服务水平。在经济发达地区，这些问题已日益突出，如沈大高速公路、沪杭高速公路的改扩建等。公路、市政基础设施的持续进行，隧 道工程得到了快速发展，隧道由单洞双向行驶发展到双洞上下行分离。不论城市道路的改造 还是各等级公路的扩建，对于隧道而言，作为公路的一部分，同样遇到了改扩建问题。隧道不同于地面结构，因此对于已建隧道的改扩建方案应结合工程的具体条件综合论证，寻求最 合理的改扩建方式。

目前我国公路隧道、铁路隧道软岩隧道施工的快速修建设备配套技术水平、施工装备及国产化仍处于隧道施工机械化初期，整体技术仍落后于发达国家。以钻爆法为基础的机械化快速施工技术体系尚未完成，设备配套关键技术难题尚未取得突破，施工进度差别很大 ，施工过程中事故隐患较多。其作业线上的主要施工设备多从国外引进，自主开发的品种比较少、质量较差、故障率较高，主要技术性能参数与隧道现有施工条件不匹配等。而国产化设备多数采用挖掘机等改造，从而专业程度低，影响作业效率，不容易形成全面的机械化施工作业线。特别在开挖、出作、喷锚、支护、二次混凝土衬砌等工序上。对于软围岩和土质隧道，大多数仍采用人工作业，工序循环时间长，围岩扰动大，安全风险高，支护困难，造成软岩隧道不能快速施工，也不能形成机械化作业。

经过检索发现，专利号CN201210220525.7的发明公开了一种隧道换拱施工方法，包括以下步骤：在隧道侵限段下方搭建临时支撑，在隧道原初期支护的拱部表面钻注浆孔，将钢花管伸入到注浆孔内并压注水泥浆，以加固隧道开挖轮廓线外的围岩；再在隧道拱部沿环向设置超前管棚，最后按照原初期支护钢拱架的间距逐榀拆除原初期支护，每拆除一榀后紧接着重做一榀，拆除-重作交替进行，直至完成隧道侵限段的全部换拱施工。

专利号CN201410751945.7的发明公开了一种隧道仰拱施工模架及隧道仰拱施工工艺，该模架包括两个分别对所施工仰拱的两个侧部拱段进行施工的侧部模架；侧部模架包括对侧部拱段的上表面进行成型施工的弧形钢模板、位于弧形钢模板上方且对弧形钢模板进行支撑的模板支撑架和位于弧形钢模板前侧的前支撑及定位机构；所采用的隧道仰拱施工工艺包括步骤：一、第一个仰拱节段施工：侧部模架安装及定位、仰拱混凝土浇筑和拆模；二、下一个仰拱节段施工；三、多次重复步骤二，直至完成所施工仰拱的全部施工过程。

专利号CN201810715571.1的发明公开了一种用于公路隧道、铁路隧道支护施工的设备及其工法，提供了一种集成式的施工设备和施工工法，通过拱架机械手实现对钢拱架的抓取和各方向的调整，工作平台臂总成输送施工人员对钢拱架进行固定，凿岩臂总成实现钻取锁脚锚杆孔，施工设备的注浆系统。进行注浆，本设备集钢拱架安装、钻系统瞄杆孔、钻锁脚锚杆孔、注浆于一体。本发明的有益效果是：结构紧凑、降低了施工难度、降低了施工成本、提高了施工效率、钢拱架安装精度高、避免钢拱架在施工过程中倾斜，钻系统瞄杆孔、钻锁脚锚杆孔、安装锁脚锚杆及注浆等辅助功能集成一体快速施工工法；减少了钢拱架安装台车与锚杆台车钻和锚杆台车钻与注浆台车注浆更换设备进出场时间。

国内目前钢拱架安装工艺落后，简单依靠装载机和挖机进行施工，仍以大量人工作业为主。国外拱架安装台车设备已进军中国市场，但价格昂贵，现场配套工艺要求严格，据查隧道工地实际应用很少。国内多家工程设备公司看好钢拱架安装台车市场前景，但样机以履带行走工程设备改造为主，样机在工地施工效果不明显并不被用户接受。

对于现有的隧道结构来讲，隧道改扩建工程因技术复杂、施工难度大，国内类似工程相对较少。目前国内针对隧道改扩建的设计施工技术研究较少，主要只停留在某单个工程施工技术分析的层面上。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种公路隧道及施工操作方法；本发明具有工序简单明了、安全系数高、路面承载能力好等优点；另外，从施工整体性上来讲，本发明还具有设计合理、实现方便、施工过程简便、施工效果好等优点。

本发明是这样实现的，构造一种公路隧道，其特征在于：所述隧道具有道路路体结构；道路路体结构的左右两侧开有护栏凹槽，护栏凹槽中用于安装可收拢的道路护栏；在护栏凹槽的内侧开有弧形排水凹槽，弧形排水凹槽中安装有排水过滤装置，在道路路体结构的顶部安装有隧道喷淋装置。

根据本发明所述一种公路隧道，其特征在于：隧道喷淋装置包括定位基座、顶升气缸、顶升基板、旋转驱动系统、喷洒工作圆台以及喷洒组件；定位基座位于该机构的底部，用于实现该装置的整体固定；喷洒工作圆台位于顶升基板上方，由旋转驱动系统驱动顶升基板上方喷洒工作圆台实现旋转；顶升气缸为两组，且固定在定位基座上端面，且对应于顶升基板下方用于顶升起顶升基板、旋转驱动系统、喷洒工作圆台的整体；喷洒工作圆台上安装有多组喷洒组件；

所述旋转驱动系统包括旋转驱动气缸、旋转驱动齿条、旋转驱动齿轮、转动轴、轴承座、圆台固定座、圆台固定端；转驱动气缸通过基座安装于顶升基板的侧面，转驱动气缸的伸缩端连接旋转驱动齿条，旋转驱动齿条同时与固定在转动轴下方的驱动齿轮啮合，轴承座和圆台固定座位于顶升基板的上端面，转动轴的上端伸出轴承座后与圆台固定座连接，圆台固定座上设置有两个圆台固定端，并通过两个圆台固定端与喷洒工作圆台固定连接。

根据本发明所述一种公路隧道，其特征在于：所述道路路体结构包括表面保护层、防水粘接层、沥青混凝土、复合土工布、沥青层、碎石层、路基；表面保护层通过防水粘接层设置在沥青混凝土上方，沥青混凝土下方设置有复合土工布，复合土工布下方为沥青层、碎石层和路基。

根据本发明所述一种公路隧道，其特征在于：碎石层选用以下四种规格的卵石扎制而成，规格为：0～4.75mm、4.75～9.5mm、9.5～19mm、19～31.5mm；施工配合比为：0～4.75mm：4.75～9.5mm：9.5～19mm：19～31.5mm=26:12:22:40，形成混合料；按照整个混合料外掺质量配比4～5%的矿粉。

根据本发明所述一种公路隧道，其特征在于：所述可收拢的道路护栏具有上栏杆管、下栏杆座、可转动的竖向栏杆管、连接件、穿插座、穿插件提手、弹簧和穿插管；连接件与上栏杆管固定，穿插座与可转动的竖向栏杆管固定，穿插管贯穿在连接件内部，弹簧穿套在穿插管上，穿插管的上部与穿插件提手连接，穿插管的下部对应于穿插座中，下栏杆座与竖向栏杆管的下端采用活动连接，竖向栏杆管的上端与连接件采用活动连接。

根据本发明所述一种公路隧道，其特征在于：弧形排水凹槽具有陶瓷锦砖层、防水层、混凝土层；排水过滤装置具有气缸、气缸固定座、滤渣网；滤渣网对应于陶瓷锦砖层内，滤渣网与气缸伸缩端连接，气缸安装在气缸固定座上。

一种隧道的施工方法，其特征在于：按照如下方式实施；

（1）、建造道路路体结构和隧道的主体结构；

（2）、在道路路体结构的左右两侧开设护栏凹槽和弧形排水凹槽；

（3）、在护栏凹槽中安装可收拢的道路护栏；在弧形排水凹槽中安装有排水过滤装置；

（4）、在隧道的主体结构中安装隧道喷淋装置。

本发明具有如下优点：本发明通过改进在此提供一种公路隧道，具有如下改进及优点；

优点1：所述隧道具有道路路体结构；道路路体结构的左右两侧开有护栏凹槽，护栏凹槽中用于安装可收拢的道路护栏；在护栏凹槽的内侧开有弧形排水凹槽，弧形排水凹槽中安装有排水过滤装置，在道路路体结构的顶部安装有隧道喷淋装置。本发明具有工序简单明了、安全系数高、路面承载能力好等优点。本发明设计合理、实现方便、施工过程简便、施工效果好。

优点2：本发明所述一种隧道中，隧道喷淋装置包括定位基座、顶升气缸、顶升基板、旋转驱动系统、喷洒工作圆台以及喷洒组件；定位基座位于该机构的底部，用于实现该装置的整体固定；喷洒工作圆台位于顶升基板上方，由旋转驱动系统驱动顶升基板上方喷洒工作圆台实现旋转；顶升气缸为两组，且固定在定位基座上端面，且对应于顶升基板下方用于顶升起顶升基板、旋转驱动系统、喷洒工作圆台的整体；喷洒工作圆台上安装有多组喷洒组件；所述旋转驱动系统包括旋转驱动气、旋转驱动齿条、旋转驱动齿轮、转动轴、轴承座、圆台固定座、圆台固定端；转驱动气缸通过基座安装于顶升基板的侧面，转驱动气缸的伸缩端连接旋转驱动齿条，旋转驱动齿条同时与固定在转动轴下方的驱动齿轮啮合，轴承座和圆台固定座位于顶升基板的上端面，转动轴的上端伸出轴承座后与圆台固定座连接，圆台固定座上设置有两个圆台固定端，并通过两个圆台固定端与喷洒工作圆台固定连接。本发明由隧道喷淋装置可对隧道内部实现喷淋，可防止内部路面有灰尘飘逸，在喷洒过程中，由旋转驱动系统带动实现喷洒工作圆台的180度往复旋转。

优点3：本发明所述一种公路隧道，所述道路路体结构包括表面保护层、防水粘接层、沥青混凝土、复合土工布、沥青层、碎石层、路基；表面保护层通过防水粘接层设置在沥青混凝土上方，沥青混凝土下方设置有复合土工布，复合土工布下方为沥青层、碎石层和路基。碎石层选用以下四种规格的卵石扎制而成，规格为：0～4.75mm、4.75～9.5mm、9.5～19mm、19～31.5mm；施工配合比为：0～4.75mm：4.75～9.5mm：9.5～19mm：19～31.5mm=26:12:22:40，形成混合料；按照整个混合料外掺质量配比4～5%的矿粉。所述道路路体结构设计合理，满足施工需要；完善、简便，可操作性强；透水性强、隔水性好，满足规范要求。

优点4：本发明所述一种隧道，所述可收拢的道路护栏具有上栏杆管、下栏杆座、可转动的竖向栏杆管、连接件、穿插座、穿插件提手、弹簧和穿插管；连接件与上栏杆管固定，穿插座与可转动的竖向栏杆管固定，穿插管贯穿在连接件内部，弹簧穿套在穿插管上，穿插管的上部与穿插件提手连接，穿插管的下部对应于穿插座中，下栏杆座与竖向栏杆管的下端采用活动连接，竖向栏杆管的上端与连接件采用活动连接。对于公路隧道来讲，回采用护栏将机动车道与非机动车道分开，但现有的护栏结构不易合拢，而本发明所述的道路护栏具有合拢于护栏凹槽中的能力。

优点5：本发明所述一种隧道，弧形排水凹槽具有陶瓷锦砖层、防水层、混凝土层；排水过滤装置具有气缸、气缸固定座、滤渣网；滤渣网对应于陶瓷锦砖层内，滤渣网与气缸伸缩端连接，气缸安装在气缸固定座上。根据本发明的排水凹槽，有利于节省造价，此外，陶瓷锦砖层增加了防水层的强度，由此有利于防止防水层开裂，从而提高了排水沟的防水功能。同时，水直接与陶瓷锦砖层接触，杂质、污泥等直接沉积在陶瓷锦砖层表面，由于陶瓷锦砖层表面光滑，由此方便了排水沟的清理，有利于提高排水沟的整洁程度，并且有利于排水沟提升美观性。另外，可通过气缸提升滤渣网，将收集的垃圾提出。

附图说明

图1是本发明专利隧道实施的整体示意图；

图2是本发明专利中道路路体结构示意图；

图3是本发明专利中可收拢的道路护栏的整体示意图；

图4是本发明专利中道路护栏侧面示意图；

图5是图4对应的A-A示意图；

图6是本发明专利中弧形排水凹槽示意图；

图7-图9是本发明专利中隧道喷淋装置示意图。

具体实施方式

下面将结合附图1-图9对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过改进在此提供一种隧道，可以按照如下方式予以实施；所述隧道具有道路路体结构1；道路路体结构1的左右两侧开有护栏凹槽2，护栏凹槽2中用于安装可收拢的道路护栏3；在护栏凹槽2的内侧开有弧形排水凹槽4，弧形排水凹槽4中安装有排水过滤装置5，在道路路体结构1的顶部安装有隧道喷淋装置6。本发明具有工序简单明了、安全系数高、路面承载能力好等优点。本发明设计合理、实现方便、施工过程简便、施工效果好。

本发明所述一种隧道中，隧道喷淋装置6包括定位基座61、顶升气缸62、顶升基板63、旋转驱动系统、喷洒工作圆台64以及喷洒组件65；定位基座61位于该机构的底部，用于实现该装置的整体固定；喷洒工作圆台64位于顶升基板63上方，由旋转驱动系统驱动顶升基板63上方喷洒工作圆台64实现旋转；顶升气缸62为两组，且固定在定位基座61上端面，且对应于顶升基板63下方用于顶升起顶升基板63、旋转驱动系统、喷洒工作圆台64的整体；喷洒工作圆台64上安装有多组喷洒组件65；所述旋转驱动系统包括旋转驱动气缸66、旋转驱动齿条67、旋转驱动齿轮68、转动轴69、轴承座70、圆台固定座71、圆台固定端72；转驱动气缸66通过基座安装于顶升基板63的侧面，转驱动气缸66的伸缩端连接旋转驱动齿条67，旋转驱动齿条67同时与固定在转动轴69下方的驱动齿轮68啮合，轴承座69和圆台固定座71位于顶升基板63的上端面，转动轴69的上端伸出轴承座70后与圆台固定座71连接，圆台固定座71上设置有两个圆台固定端72，并通过两个圆台固定端72与喷洒工作圆台64固定连接。

本发明由隧道喷淋装置6可对隧道内部实现喷淋，可防止内部路面有灰尘飘逸，在喷洒过程中，由旋转驱动系统带动实现喷洒工作圆台的180度往复旋转。

本发明所述一种隧道，所述道路路体结构1包括表面保护层11、防水粘接层12、沥青混凝土13、复合土工布14、沥青层15、碎石层16、路基17；表面保护层11通过防水粘接层12设置在沥青混凝土13上方，沥青混凝土13下方设置有复合土工布14，复合土工布14下方为沥青层15、碎石层16和路基17。

碎石层16选用以下四种规格的卵石扎制而成，规格为：0～4.75mm、4.75～9.5mm、9.5～19mm、19～31.5mm；施工配合比为：0～4.75mm：4.75～9.5mm：9.5～19mm：19～31.5mm=26:12:22:40，形成混合料；按照整个混合料外掺质量配比4～5%的矿粉。

所述道路路体结构1设计合理，满足施工需要；完善、简便，可操作性强；透水性强、隔水性好，满足规范要求。

本发明所述一种隧道，所述可收拢的道路护栏3具有上栏杆管31、下栏杆座32、可转动的竖向栏杆管33、连接件34、穿插座35、穿插件提手36、弹簧37和穿插管38；连接件34与上栏杆管31固定，穿插座35与可转动的竖向栏杆管33固定，穿插管38贯穿在连接件34内部，弹簧37穿套在穿插管38上，穿插管38的上部与穿插件提手36连接，穿插管38的下部对应于穿插座35中，下栏杆座32与竖向栏杆管33的下端采用活动连接，竖向栏杆管33的上端与连接件34采用活动连接。

对于公路隧道来讲，回采用护栏将机动车道与非机动车道分开，但现有的护栏结构不易合拢，而本发明所述的道路护栏3具有合拢于护栏凹槽2中的能力。

本发明所述一种隧道，弧形排水凹槽4具有陶瓷锦砖层41、防水层42、混凝土层43；排水过滤装置5具有气缸51、气缸固定座52、滤渣网53；滤渣网53对应于陶瓷锦砖层41内，滤渣网53与气缸51伸缩端连接，气缸51安装在气缸固定座52上。根据本发明的排水凹槽4，有利于节省造价，此外，陶瓷锦砖层增加了防水层的强度，由此有利于防止防水层开裂，从而提高了排水沟的防水功能。同时，水直接与陶瓷锦砖层接触，杂质、污泥等直接沉积在陶瓷锦砖层表面，由于陶瓷锦砖层表面光滑，由此方便了排水沟的清理，有利于提高排水沟的整洁程度，并且有利于排水沟提升美观性。另外，可通过气缸51提升滤渣网53，将收集的垃圾提出。

一种隧道的施工方法，按照如下方式实施；

（1）、建造道路路体结构1和隧道的主体结构；

（2）、在道路路体结构1的左右两侧开设护栏凹槽2和弧形排水凹槽4；

（3）、在护栏凹槽2中安装可收拢的道路护栏3；在弧形排水凹槽4中安装有排水过滤装置5；

（4）、在隧道的主体结构中安装隧道喷淋装置6。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种公路隧道，其特征在于：所述隧道具有道路路体结构（1）；道路路体结构（1）的左右两侧开有护栏凹槽（2），护栏凹槽（2）中用于安装可收拢的道路护栏（3）；在护栏凹槽（2）的内侧开有弧形排水凹槽（4），弧形排水凹槽（4）中安装有排水过滤装置（5），在道路路体结构（1）的顶部安装有隧道喷淋装置（6）。

2.根据权利要求1所述一种公路隧道，其特征在于：隧道喷淋装置（6）包括定位基座（61）、顶升气缸（62）、顶升基板（63）、旋转驱动系统、喷洒工作圆台（64）以及喷洒组件（65）；定位基座（61）位于该机构的底部，用于实现该装置的整体固定；喷洒工作圆台（64）位于顶升基板（63）上方，由旋转驱动系统驱动顶升基板（63）上方喷洒工作圆台（64）实现旋转；顶升气缸（62）为两组，且固定在定位基座（61）上端面，且对应于顶升基板（63）下方用于顶升起顶升基板（63）、旋转驱动系统、喷洒工作圆台（64）的整体；喷洒工作圆台（64）上安装有多组喷洒组件（65）；

所述旋转驱动系统包括旋转驱动气缸（66）、旋转驱动齿条（67）、旋转驱动齿轮（68）、转动轴（69）、轴承座（70）、圆台固定座（71）、圆台固定端（72）；转驱动气缸（66）通过基座安装于顶升基板（63）的侧面，转驱动气缸（66）的伸缩端连接旋转驱动齿条（67），旋转驱动齿条（67）同时与固定在转动轴（69）下方的驱动齿轮（68）啮合，轴承座（69）和圆台固定座（71）位于顶升基板（63）的上端面，转动轴（69）的上端伸出轴承座（70）后与圆台固定座（71）连接，圆台固定座（71）上设置有两个圆台固定端（72），并通过两个圆台固定端（72）与喷洒工作圆台（64）固定连接。

3.根据权利要求1所述一种公路隧道，其特征在于：所述道路路体结构（1）包括表面保护层（11）、防水粘接层（12）、沥青混凝土（13）、复合土工布（14）、沥青层（15）、碎石层（16）、路基（17）；表面保护层（11）通过防水粘接层（12）设置在沥青混凝土（13）上方，沥青混凝土（13）下方设置有复合土工布（14），复合土工布（14）下方为沥青层（15）、碎石层（16）和路基（17）。

4.根据权利要求3所述一种公路隧道，其特征在于：碎石层（16）选用以下四种规格的卵石扎制而成，规格为：0～4.75mm、4.75～9.5mm、9.5～19mm、19～31.5mm；施工配合比为：0～4.75mm：4.75～9.5mm：9.5～19mm：19～31.5mm=26:12:22:40，形成混合料；按照整个混合料外掺质量配比4～5%的矿粉。

5.根据权利要求1所述一种公路隧道，其特征在于：所述可收拢的道路护栏（3）具有上栏杆管（31）、下栏杆座（32）、可转动的竖向栏杆管（33）、连接件（34）、穿插座（35）、穿插件提手（36）、弹簧（37）和穿插管（38）；连接件（34）与上栏杆管（31）固定，穿插座（35）与可转动的竖向栏杆管（33）固定，穿插管（38）贯穿在连接件（34）内部，弹簧（37）穿套在穿插管（38）上，穿插管（38）的上部与穿插件提手（36）连接，穿插管（38）的下部对应于穿插座（35）中，下栏杆座（32）与竖向栏杆管（33）的下端采用活动连接，竖向栏杆管（33）的上端与连接件（34）采用活动连接。

6.根据权利要求1所述一种公路隧道，其特征在于：弧形排水凹槽（4）具有陶瓷锦砖层（41）、防水层（42）、混凝土层（43）；排水过滤装置（5）具有气缸（51）、气缸固定座（52）、滤渣网（53）；滤渣网（53）对应于陶瓷锦砖层（41）内，滤渣网（53）与气缸（51）伸缩端连接，气缸（51）安装在气缸固定座（52）上。

7.一种公路隧道的施工操作方法，其特征在于：按照如下方式实施；

（1）、建造道路路体结构（1）和隧道的主体结构；

（2）、在道路路体结构（1）的左右两侧开设护栏凹槽（2）和弧形排水凹槽（4）；

（3）、在护栏凹槽（2）中安装可收拢的道路护栏（3）；在弧形排水凹槽（4）中安装有排水过滤装置（5）；

（4）、在隧道的主体结构中安装隧道喷淋装置（6）。