CN110617077B - 一种隧底仰拱防底臌施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种隧底仰拱防底臌施工方法，采用双层可伸缩拱架仰拱结构。隧底开挖应力释放槽，释放隧底部分应力；双层拱架结构，第一层为可伸缩拱架，可释放部分应力；双层拱架间夹10cm泡沫板夹层，形成可活动应力释放夹层；隧底释放结构，在释放应力时，形成不规则竖向应力，在仰拱初支底部形成不规则受力结构，防止竖向应力集中，有效防止仰拱起拱、隆起、裂纹病害。

Description

一种隧底仰拱防底臌施工方法
技术领域
本发明涉及隧底仰拱施工技术领域，特别是涉及一种隧底仰拱防底臌施工方法。
背景技术
某高速铁路隧道设计为单洞双线、全长9100m，设置斜井1处，与线路左线相交于DK566+350。按进口、出口及斜井3个工区4个工作面组织施工。场地属太行构造侵蚀中山区，地形起伏较大，地形复杂，相对高差约360m。
施工揭示，地质情况复杂多变，有高应力岩爆、岩层破碎带、软弱围岩、地下涌水等不良地质结构。隧道地质主要为泥质灰岩、白云岩、钙质页岩，寒武系页岩、泥灰岩，泥质灰岩、砾砂岩、灰岩、细砂岩、白云岩，震旦系石英岩状砂岩、石英砂岩、页岩、砂质页岩。隧址地表水不发育，无常年性地表水体。场区地下水可分为地下水主要为松散岩类孔隙潜水、碳酸盐类裂隙溶洞水和碎屑岩类裂隙水。施工过程中出现局部仰拱隆起、仰拱填充发展裂纹等质量病害。
根据上述情况，现有的解决方案为，隆起部位为V级围岩，采用Vc支护参数，见图1。
①隧底加固：采用隧底φ42mm小导管注浆加固，长4.0m，间隔1.2×1.2m。
②仰拱初支：采用C25湿喷纤维混凝土，厚度25cm，拱架采用20型钢钢架，间距0.75m。
③仰拱衬砌：采用C35钢筋混凝土，厚度45cm，纵向钢筋φ25@200mm、环向钢筋φ14@250mm。
④仰拱填充：采用C20素混凝土，最厚134cm，中线设中线水沟。
但现有的解决方案存在以下缺点：隧底注浆，费时、费力，投入大，注浆加固圈，很容易被围岩应力挤压破碎，加固效果较差；仰拱初支、衬砌、仰拱填充为刚性、弧形结构，受力均匀、没有活动空间，地应力过大，竖向应力沿断裂面向上集中到一定程度，会造成结构破坏，引起仰拱断裂、隆起、裂纹等病害。
针对现有解决方案的不足，需要提供一种新的隧底施工方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种隧底仰拱防底臌施工方法，以解决上述现有技术存在的问题，可以释放隧底应力，并能够防止仰拱初支、衬砌和填充结构破坏。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种隧底仰拱防底臌施工方法，包括以下步骤：
1)隧底开挖，并在隧底处开挖应力释放槽；
2)隧底开挖结束后，安装第一层可伸缩拱架；
3)在安装好的第一层可伸缩拱架上部铺设泡沫板夹层；
4)在泡沫板夹层上部安装第二层钢架，并喷射混凝土进行封闭；
5)仰拱衬砌和仰拱填充：先采用钢筋混凝土进行仰拱衬砌，然后采用素混凝土进行仰拱填充，在仰拱填充的中线处设置中线水沟；
6)最后在仰拱顶部铺设有碴轨道。
优选的，所述应力释放槽的规格为深30cm、宽50cm，相邻两应力释放槽之间间隔2m设置。
优选的，所述可伸缩拱架中相邻两拱架的接头采用限位卡槽连接，通过拱架在限位卡槽中可移动来实现拱架的可伸缩。
优选的，所述泡沫板夹层的铺设厚度为10cm。
优选的，所述步骤4)中安装第二层钢架后喷射的混凝土为C25混凝土。
优选的，第一层可伸缩拱架与第二层钢架的结构相同。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
①隧底开挖应力释放槽，释放隧底部分应力。②双层拱架结构，第一层为可伸缩拱架，可释放部分应力。③双层拱架间夹10cm泡沫板夹层，形成可活动应力释放夹层。④隧底释放结构，在释放应力时，形成不规则竖向应力，在仰拱初支底部形成不规则受力结构，防止竖向应力集中，有效防止仰拱起拱、隆起、裂纹病害。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为原仰拱设计结构；
图2为本发明中双层可伸缩拱架结构示意图；
图3为可伸缩拱架接头示意图；
图4为应力释放槽分布示意图；
其中，1第一层可伸缩拱架；2泡沫板夹层；3第二层拱架；4仰拱衬砌；5仰拱填充；6应力释放槽；7限位卡槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
本发明的目的是提供一种隧底仰拱防底臌施工方法，以解决上述现有技术存在的问题，可以释放隧底应力，并能够防止仰拱初支、衬砌和填充结构破坏。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图2-4所示，本发明提供一种隧底仰拱防底臌施工方法，采用双层可伸缩拱架仰拱结构，具体施工方法如下:
①隧底开挖时，隧底比图1中的原设计多挖28cm，开挖30(深)×50(宽)cm的应力释放槽6，间隔2.0m，如图4。
②隧底开挖结束后，安装第一层可伸缩拱架1，可伸缩拱架接头采用限位卡槽7结构，见图3；可伸缩拱架中相邻两拱架的接头采用限位卡槽7连接，通过拱架在限位卡槽7中可移动来实现拱架的可伸缩。
③第一层可伸缩拱架1安装后，在上部铺设10cm厚硬质泡沫板夹层2。
④在泡沫板夹层2上部安装第二层拱架3，喷射C25混凝土封闭。
⑤进行仰拱衬砌和填充：仰拱衬砌4采用C35钢筋混凝土，厚度45cm，纵向钢筋φ25@200mm、环向钢筋φ14@250mm；仰拱填充5采用C20素混凝土，最厚134cm，中线设中线水沟。
⑥原设计隧道内是无砟轨道，本发明中改为有碴轨道。
本发明中的隧底仰拱防底臌施工方法，具有如下特点：
①施工操作简便，现有机械、设备即可操作，避免隧底注浆等繁琐工艺，费时、费力且效果差的特点。②隧底应力释放槽6，可有效释放部分应力。③双层拱架结构，第一层为伸缩拱架，可释放部分应力。④双层拱架间夹10cm硬质泡沫板，形成可活动应力释放夹层。⑤隧底释放结构，在释放应力时，形成不规则竖向应力，在仰拱初支底部形成不规则受力结构，防止竖向应力集中，有效防止仰拱起拱、隆起、裂纹病害。⑥高铁列车在修改设计后的有碴轨道上运行，与隧道底释放槽、可伸缩拱架和硬泡沫缓压层结合，有效降低振动的传递，阻止底部变形和鼓起，延长高铁隧道使用寿命和运营安全。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种隧底仰拱防底臌施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)隧底开挖，并在隧底处开挖应力释放槽；
2)隧底开挖结束后，安装第一层可伸缩拱架；
3)在安装好的第一层可伸缩拱架上部铺设泡沫板夹层；
4)在泡沫板夹层上部安装第二层钢架，并喷射混凝土进行封闭；
5)仰拱衬砌和仰拱填充：先采用钢筋混凝土进行仰拱衬砌，然后采用素混凝土进行仰拱填充，在仰拱填充的中线处设置中线水沟；
6)最后在仰拱顶部铺设有碴轨道。
2.根据权利要求1所述的隧底仰拱防底臌施工方法，其特征在于：所述应力释放槽的规格为深30cm、宽50cm，相邻两应力释放槽之间间隔2m设置。
3.根据权利要求1所述的隧底仰拱防底臌施工方法，其特征在于：所述可伸缩拱架中相邻两拱架的接头采用限位卡槽连接，通过拱架在限位卡槽中可移动来实现拱架的可伸缩。
4.根据权利要求1所述的隧底仰拱防底臌施工方法，其特征在于：所述泡沫板夹层的铺设厚度为10cm。
5.根据权利要求1所述的隧底仰拱防底臌施工方法，其特征在于：所述步骤4)中安装第二层钢架后喷射的混凝土为C25混凝土。
6.根据权利要求1所述的隧底仰拱防底臌施工方法，其特征在于：第一层可伸缩拱架与第二层钢架的结构相同。
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