CN111287764A - 隧道二次衬砌结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种隧道二次衬砌结构，涉及隧道施工的技术领域，包括多道沿着隧道的延伸方向顺序排列且相互连接的隧道单元，所述隧道单元包括仰拱、分别设置在仰拱两侧的拱墙以及设置在拱墙上端的拱圈，所述仰拱、拱墙以及拱圈为钢筋混凝土预制结构，所述仰拱与拱墙、拱墙与拱圈相互连接处分别伸出有横向连接筋，且横向连接筋对应相互连接，所述横向连接筋处设置有后浇带。本发明具有装配率高、提高施工效率、节约施工周期、衬砌结构整体性好、防护性强的优点。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工的技术领域，尤其是涉及一种隧道二次衬砌结构及其施工方法。
背景技术
隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。目前，隧道施工包括初期支护和二次衬砌，二次衬砌结构包括仰拱和拱墙，其中隧道洞室采用人工开挖或者机械开挖，然后施工初期支护，完成之后，现浇隧道仰拱和拱墙采用现场绑扎钢筋，再浇筑混凝土的方式，该种施工方法存在机械化程度低，施工繁琐，费时费力，增加人工劳动强度，施工效率低的缺点。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种隧道二次衬砌结构，具有装配率高、提高施工效率、节约施工周期、衬砌结构整体性好、防护性强的优点。
本发明的第二个目的是提供一种隧道二次衬砌结构施工方法，具有施工简单、节约现场施工工序，提高施工效率的优点。
本发明的第一个目的是通过以下技术方案得以实现的：
隧道二次衬砌结构，包括多道沿着隧道的延伸方向顺序排列且相互连接的隧道单元，所述隧道单元包括仰拱、分别设置在仰拱两侧的拱墙以及设置在拱墙上端的拱圈，所述仰拱、拱墙以及拱圈为钢筋混凝土预制结构，所述仰拱与拱墙、拱墙与拱圈相互连接处分别伸出有横向连接筋，且横向连接筋对应相互连接，所述横向连接筋处设置有后浇带。
通过采用上述技术方案，通过将仰拱、拱墙以及拱圈在工厂预制形成，然后现场安装，无需现场浇筑，不需要临时支护和模板等减少了现场施工工序，从而大大改善了劳动条件，节省了劳动力，同时现场机械化拼装，有效的提高施工效率，缩短工期，仰拱、拱墙以及拱圈工厂化预制，保证结构质量；同时在有仰拱和拱墙、拱墙和拱圈之间利用横向连接筋固定连接，然后浇筑后浇带，能够保证衬砌结构的整体性以及密封性，防护性能强，避免发生变形或者渗漏的问题。
本发明进一步设置为：所述拱圈包括分别与拱墙连接的拼接部A和拼接部B，所述拼接部A和拼接部B对接处伸出有相互连接的横向连接筋，且所述拼接部A和拼接部B之间浇筑有后浇带。
通过采用上述技术方案，便于拱圈在隧洞内施工。
本发明进一步设置为：相邻所述隧道单元之间分别对应仰拱、拱墙和拱圈处分别伸出有纵向连接筋，且相互对应的纵向连接筋相互连接，相邻所述隧道单元之间于纵向连接筋处浇筑有现浇带。
通过采用上述技术方案，保证相邻隧道单元之间连接的整体性。
本发明进一步设置为：同一所述仰拱、拱墙和拱圈上的横向连接筋和纵向连接筋之间分别固设有连接钢板。
通过采用上述技术方案，当横向连接筋或者纵向连接筋无法搭接固定时，将其与连接钢板焊接固定即可，增加施工的便利性，以及保证连接强度。
本发明进一步设置为：所述仰拱、拱墙和拱圈上分别设置有注浆孔。
通过采用上述技术方案，通过注浆孔向衬砌结构与初衬结构之间注浆，将初衬结构和二衬结构之间填充密实，使二衬结构和初衬结构连接牢固，增加衬砌结构的密封性和防水性能。
本发明进一步设置为：所述后浇带处的横向连接筋上设置有纵向钢筋。
通过采用上述技术方案，提高后浇带的强度，增加其受力性能。
本发明进一步设置为：所述现浇带处的纵向连接筋之间设置有横向钢筋。
通过采用上述技术方案，提高现浇带的强度，增加其受力性能。
本发明进一步设置为：沿所述仰拱的长度方向于仰拱内预埋有排水管。
通过采用上述技术方案，保证隧道的排水性能。
本发明进一步设置为：所述后浇带和现浇带采用强度高于衬砌结构强度的混凝土浇筑形成。
通过采用上述技术方案，能够快速的达到衬砌结构所要求的强度，保证衬砌结构的稳定性，同时减少养护周期。
本发明的第二个目的是通过以下技术方案得以实现的：
隧道二次衬砌结构的施工方法，包括以下步骤：
S1、分道施工隧道单元，首先吊装仰拱，然后吊装仰拱两侧的拱墙；
S2、将拱墙和仰拱的横向连接筋固定连接，并在横向连接筋处设置纵向钢筋并使其与横向连接筋绑扎固定，浇筑后浇带；
S3、分别安装拱墙上端的拼接部A和拼接部B，并将拼接部A与拱墙、拼接部B与拱墙以及拼接部A和拼接部B之间的横向连接筋连接固定，同时设置纵向钢筋，然后浇筑后浇带，最后在分别对注浆孔处进行注浆；
S4、在一道隧道单元施工完成之后，重复步骤S1-S3施工下一道隧道单元，且在施工下一隧道单元之前将两道隧道单元之间的纵向连接筋连接固定，并设置横向钢筋，浇筑现浇带，同时在浇筑现浇带之前，在现浇带内预埋与相邻两道隧道单元内排水管连通的水管。
通过采用上述技术方案，
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.通过将仰拱、拱墙以及拱圈在工厂预制形成，然后现场安装，无需现场浇筑，不需要临时支护和模板等减少了现场施工工序，从而大大改善了劳动条件，节省了劳动力，同时现场机械化拼装，有效的提高施工效率，缩短工期，仰拱、拱墙以及拱圈工厂化预制，保证结构质量；同时在有仰拱和拱墙、拱墙和拱圈之间利用横向连接筋固定连接，然后浇筑后浇带，能够保证衬砌结构的整体性以及密封性，防护性能强，避免发生变形或者渗漏的问题；
2.通过设置连接钢板，当横向连接筋或者纵向连接筋无法搭接固定时，将其与连接钢板焊接固定即可，增加施工的便利性，以及保证连接强度。
附图说明
图1是本发明的正视图；
图2是本发明突出后浇带内部横向连接筋的结构示意图；
图3是本发明突出现浇带内部纵向连接筋的结构示意图。
图中，1、仰拱；11、注浆孔；12、排水管；2、拱墙；3、拱圈；31、拼接部A；32、拼接部B；4、横向连接筋；5、纵向连接筋；6、后浇带；7、现浇带；8、连接钢板；9、纵向钢筋；10、横向钢筋。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
结合图1和图2，为本发明公开的隧道二次衬砌结构，包括多道沿着隧道的延伸方向顺序排列且相互连接的隧道单元，每道隧道单元包括仰拱1、分别设置在仰拱1两侧的拱墙2以及设置在拱墙2上端的拱圈3，其中仰拱1、拱墙2以及拱圈3为钢筋混凝土结构，仰拱1、拱墙2和拱圈3内分别设置有相互交叉设置的多道横向连接筋4和纵向连接筋5，仰拱1与拱墙2、拱墙2与拱圈3相互连接处分别伸出有横向连接筋4，且对应位置处的横向连接筋4一一对应相互焊接固定，并在仰拱1和拱墙2、拱墙2和拱圈3之间于横向连接筋4处浇筑有后浇带6，其中浇筑后浇带6采用强度高于衬砌结构的混凝土浇筑形成，从而能够快速的达到衬砌结构所要求的强度，保证衬砌结构的稳定性，同时减少养护周期。
通过将仰拱1、拱墙2以及拱圈3在工厂预制形成，然后现场安装，无需现场浇筑，不需要临时支护和模板等减少了现场施工工序，从而大大改善了劳动条件，节省了劳动力，同时现场机械化拼装，有效的提高施工效率，缩短工期，仰拱1、拱墙2以及拱圈3工厂化预制，保证结构质量；同时在有仰拱1和拱墙2、拱墙2和拱圈3之间利用横向连接筋4固定连接，然后浇筑后浇带6，能够保证衬砌结构的整体性以及密封性，防护性能强，避免发生变形或者渗漏的问题。
为了便于拱圈3在隧洞内施工，将拱圈3分为两部分但是不限于两部分，可以根据隧道的大小或者施工条件选择将拱圈3分为几部分，分别包括拼接部A31和拼接部B32，拼接部A31和拼接部B32对接处分别伸出有相互焊接的横向连接筋4，同时拼接部A31和拼接部B32之间同样浇筑有后浇带6，并且后浇带6的位置设置在非拱顶的位置，从而便于后浇带6的安装以及受力。拼接部A31和拼接部B32对应拱墙2的位置同样伸出有横向连接筋4，且分别和拱墙2之间浇筑有后浇带6。通过后浇带6和横向连接筋4将仰拱1、拱墙2以及拱圈3连接成一个封闭的环形结构，保证衬砌结构的整体性和密封性，提高其受力性能和防渗性能。
参照图3，相邻隧道单元之间分别对应仰拱1、拱墙2和拱圈3处分别伸出有纵向连接筋5，且相互对应的纵向连接筋5之间相互连接固定，并于相邻隧道单元之间浇筑形成现浇带7，其中现浇带7和后浇带6采用的混凝土相同，从而保证相邻隧道单元之间连接的整体性。
结合图1和图2，进一步的，由于仰拱1、拱墙2以及拱圈3为弧形结构，所以在横向连接筋4和纵向连接筋5进行搭接固定时，会出现对应不上的问题，造成不易连接，影响施工以及衬砌结构之间的连接强度，因此在同一仰拱1、拱墙2和拱圈3上的横向连接筋4和纵向连接筋5之间分别焊接固定有连接钢板8，当横向连接筋4或者纵向连接筋5无法搭接固定时，将其与连接钢板8焊接固定即可，增加施工的便利性，以及保证连接强度。
同时为了提高后浇带6和现浇带7的强度，保证其受力时自身的稳定性，在后浇带6处的横向连接筋4上搭接固定有纵向钢筋9，在现浇带7处的纵向连接筋5上搭接固定横向钢筋10，从而增加两者的受力性能。
在仰拱1、拱墙2以及拱圈3上分别开设有注浆孔11，在每道隧道单元施工完成之后，通过注浆孔11向衬砌结构与初衬结构之间注浆，将初衬结构和二衬结构之间填充密实，使二衬结构和初衬结构连接牢固，增加衬砌结构的密封性和防水性能。
为了保证隧道的排水性能，沿仰拱1的长度方向于仰拱1内预埋有排水管12，其中在浇筑现浇带7之前，利用与排水管12相同材质的水管将相邻两个排水管12连接，保证隧道的排水性能。
隧道二次衬砌结构的施工方法，包括以下步骤：
S1、在施工之前，在工厂提前预制仰拱1、拱墙2以及拱圈3，待其达到强度之后，进行隧道开挖施工，然后分道施工隧道单元，首先吊装仰拱1，然后吊装仰拱1两侧的拱墙2。
S2、将拱墙2和仰拱1的横向连接筋4固定连接，并在横向连接筋4处设置纵向钢筋9并使其与横向连接筋4绑扎或者焊接固定，浇筑后浇带6。
S3、分别安装拱墙2上端的拼接部A31和拼接部B32，并将拼接部A31与拱墙2、拼接部B32与拱墙2以及拼接部A31和拼接部B32之间的横向连接筋4连接固定，同时设置纵向钢筋9，然后浇筑后浇带6，最后在分别对注浆孔11处进行注浆。
S4、在一道隧道单元施工完成之后，重复步骤S1-S3施工下一道隧道单元，且在施工下一隧道单元之前将两道隧道单元之间的纵向连接筋5连接固定，并设置横向钢筋10，浇筑现浇带7，同时在浇筑现浇带7之前，在现浇带7内预埋与相邻两道隧道单元内排水管12连通的水管。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.隧道二次衬砌结构，其特征在于：包括多道沿着隧道的延伸方向顺序排列且相互连接的隧道单元，所述隧道单元包括仰拱(1)、分别设置在仰拱(1)两侧的拱墙(2)以及设置在拱墙(2)上端的拱圈(3)，所述仰拱(1)、拱墙(2)以及拱圈(3)为钢筋混凝土预制结构，所述仰拱(1)与拱墙(2)、拱墙(2)与拱圈(3)相互连接处分别伸出有横向连接筋(4)，且横向连接筋(4)对应相互连接，所述横向连接筋(4)处设置有后浇带(6)。
2.根据权利要求1所述的隧道二次衬砌结构，其特征在于：所述拱圈(3)包括分别与拱墙(2)连接的拼接部A(31)和拼接部B(32)，所述拼接部A(31)和拼接部B(32)对接处伸出有相互连接的横向连接筋(4)，且所述拼接部A(31)和拼接部B(32)之间浇筑有后浇带(6)。
3.根据权利要求1所述的隧道二次衬砌结构，其特征在于：相邻所述隧道单元之间分别对应仰拱(1)、拱墙(2)和拱圈(3)处分别伸出有纵向连接筋(5)，且相互对应的纵向连接筋(5)相互连接，相邻所述隧道单元之间于纵向连接筋(5)处浇筑有现浇带(7)。
4.根据权利要求1-3任意所述的隧道二次衬砌结构，其特征在于：同一所述仰拱(1)、拱墙(2)和拱圈(3)上的横向连接筋(4)和纵向连接筋(5)之间分别固设有连接钢板(8)。
5.根据权利要求1所述的隧道二次衬砌结构，其特征在于：所述仰拱(1)、拱墙(2)和拱圈(3)上分别设置有注浆孔(11)。
6.根据权利要求1所述的隧道二次衬砌结构，其特征在于：所述后浇带(6)处的横向连接筋(4)上设置有纵向钢筋(9)。
7.根据权利要求1所述的隧道二次衬砌结构，其特征在于：所述现浇带(7)处的纵向连接筋(5)之间设置有横向钢筋(10)。
8.根据权利要求1所述的隧道二次衬砌结构，其特征在于：沿所述仰拱(1)的长度方向于仰拱(1)内预埋有排水管(12)。
9.根据权利要求3所述的隧道二次衬砌结构，其特征在于：所述后浇带(6)和现浇带(7)采用强度高于衬砌结构强度的混凝土浇筑形成。
10.隧道二次衬砌结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、分道施工隧道单元，首先吊装仰拱(1)，然后吊装仰拱(1)两侧的拱墙(2)；
S2、将拱墙(2)和仰拱(1)的横向连接筋(4)固定连接，并在横向连接筋(4)处设置纵向钢筋(9)并使其与横向连接筋(4)绑扎固定，浇筑后浇带(6)；
S3、分别安装拱墙(2)上端的拼接部A(31)和拼接部B(32)，并将拼接部A(31)与拱墙(2)、拼接部B(32)与拱墙(2)以及拼接部A(31)和拼接部B(32)之间的横向连接筋(4)连接固定，同时设置纵向钢筋(9)，然后浇筑后浇带(6)，最后在分别对注浆孔(11)处进行注浆；
S4、在一道隧道单元施工完成之后，重复步骤S1-S3施工下一道隧道单元，且在施工下一隧道单元之前将两道隧道单元之间的纵向连接筋(5)连接固定，并设置横向钢筋(10)，浇筑现浇带(7)，同时在浇筑现浇带(7)之前，在现浇带(7)内预埋与相邻两道隧道单元内排水管(12)连通的水管。
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