CN111396079A - 一种叠合装配式隧道二次衬砌结构及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种叠合装配式隧道二次衬砌结构及其施工方法，包括连续设置在隧道毛洞顶拱、侧墙和仰拱上的初期支护及全外包防水层内部的二次衬砌结构,二次衬砌包括二次衬砌叠合预制构件以及设置在全外包防水层与二次衬砌叠合预制构件之间的现浇混凝土层；二次衬砌叠合预制构件包括二次衬砌钢筋笼和叠合板，叠合板固定设置在二次衬砌钢筋笼远离全外包防水层一侧。二次衬砌内侧采用单层叠合板的形式，可以省去施做二次衬砌模板，大大节省工期、施工成本、降低了材料的浪费。全外包防水，保证地下结构防水性能。由于二次衬砌各单元接头处均为现浇，故能使接头的防水效果得到极大的提高，易于满足隧道对防水的严格要求。提高隧道使用年限。

Description

一种叠合装配式隧道二次衬砌结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及叠合装配式施工技术领域，特别是一种叠合装配式隧道二次衬砌结构及其施工方法。
背景技术
随着经济的飞速发展和城市化水平的不断提高，地下空间的开发成为目前城市空间开发的主要方向之一，同时暗挖结构也越来越多，暗挖隧道作为城市地下空间开发的主要组成部分，占据了重要地位，然而，目前暗挖隧道二次衬砌大部分主要采用现浇施工。
然而，由于现浇式地下结构采用现场人工浇筑，不可避免的存在一些缺陷和弊病。主要问题集中在：第一，绑钢筋笼及支模需要时间。主体结构内部施工需要使用大量的模板和支架，不仅会造成工期延长还会造成材料浪费。第二，浇筑时质量不易保证。大量现浇混凝土需要耗时很长时间，浇筑时可能出现振捣不密实，影响结构的质量。第三，墙面平整度也不易控制。现浇结构的表面难免出现蜂窝麻面，往往需要处理才能使用。
虽然，采用预制技术可能解决以上问题，但是依旧存在第一，预制技术如何与现浇部分在施工工艺上合理衔接的问题，第二，如何合理的采用预制与现浇的搭配形式，合理的施工顺序和施工流程完成地下主体结构的施工，保证地下结构具有良好的结构稳定性和防水性能的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种叠合装配式隧道二次衬砌结构及其施工方法，要解决绑钢筋笼及支模时间长、成本高、浇筑质量不可控、墙面平整度低、防水性不好的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明提供一种叠合装配式隧道二次衬砌结构，包括连续设置在隧道毛洞顶拱、侧墙和仰拱上的初期支护1及全外包防水层2内部的二次衬砌结构,所述二次衬砌包括二次衬砌叠合预制构件以及设置在全外包防水层2与二次衬砌叠合预制构件之间的现浇混凝土层5；
所述二次衬砌叠合预制构件包括二次衬砌钢筋笼3和叠合板4，所述叠合板4固定设置在二次衬砌钢筋笼3远离全外包防水层2一侧。
进一步，叠合板4的厚度至少为80mm。
本发明另一方面提供一种上述叠合装配式隧道二次衬砌结构的施工方法，具体步骤如下：
步骤一，材料准备：根据施工图纸在预制厂准备相应标号混凝土及钢筋等材料；
步骤二，确定尺寸和分节方式；
步骤三，依据步骤二确定的尺寸和分节方式，根据预制加工图纸，对二次衬砌钢筋笼3进行工厂内绑扎；
步骤四，对绑扎好的二次衬砌钢筋笼3进行叠合板4部分预制；
步骤五，将步骤四中预制好带叠合板4的二次衬砌钢筋笼3，即二次衬砌叠合预制件运输到施工现场；
步骤六，将带叠合板4的二次衬砌钢筋笼3放入施做完初期支护1及外包防水层的隧道内，采用机械臂进行拼装；
步骤七，待拼装完毕后，对二次衬砌的初期支护1与叠合层之间进行现场浇筑；待现浇部分混凝土强度足够后拆除临时支撑6；
步骤八，重复步骤六和七，直至隧道二次衬砌施工完毕。
进一步，步骤二中，横断面分节方式如下：
S1，若隧道断面较小，跨度≤5m，则分为上下两节，纵向分节长度为1.5m；
S2，若隧道断面较大，跨度＞5m，则根据隧道受力特点，从弯矩为零处进行分节，纵向分节长度为1.5m。
进一步，步骤六，拼装顺序为由下而上，即先拼装仰拱部分，再拼装侧墙，最后拼装隧道顶拱部分；拼装侧墙和隧道顶拱时，同时架设临时支撑6。
本发明的有益效果体现在：
1，本发明提供的一种叠合装配式隧道二次衬砌结构及其施工方法，二次衬砌内侧采用单层叠合板的形式，可以省去施做二次衬砌模板，大大节省工期、施工成本、降低了材料的浪费。
2，全外包防水，保证地下结构防水性能。
3，由于二次衬砌各单元接头处均为现浇，故能使接头的防水效果得到极大的提高，易于满足隧道对防水的严格要求。形成封闭的环形防水结构体系，确保隧道不出现渗水和漏水现象。提高了隧道使用年限、保证了使用安全。
4，二次衬砌各单元接头处均为现浇，且叠合与现浇部分主筋均能有效连接，易于满足接头处的受力要求。很好的加强二次衬砌结构整体和局部的强度和刚度，并能保证二次衬砌的自防水性能。
本发明提供的施工方法有利于叠合装配式预制装配技术在地下工程中的推广应用，为地下工程的工业化和产业化起到促进作用。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明叠合装配式隧道二次衬砌结构结构示意图。
图2是施工示意图。
附图标记：1-初期支护、2-全外包防水、3-二次衬砌钢筋笼、4-叠合板、5-混凝土层、6-临时支撑。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为对本发明技术方案的限制。
如图1所示，本发明提供一种叠合装配式隧道二次衬砌结构，包括连续设置在隧道毛洞顶拱、侧墙和仰拱上的初期支护1及全外包防水层2内部的二次衬砌结构,所述二次衬砌包括二次衬砌叠合预制构件以及设置在全外包防水层2与二次衬砌叠合预制构件之间的现浇混凝土层5；
所述二次衬砌叠合预制构件包括二次衬砌钢筋笼3和叠合板4，所述叠合板4固定设置在二次衬砌钢筋笼3远离全外包防水层2一侧。其中，叠合板4的厚度至少为80mm，叠合板4的具体厚度可以按照实际的施工需求调整。二次衬砌叠合预制构件可以采用预制构件厂加工的形式制作，大大节约了工期、省去做二次衬砌模板的时间；由于隧道已经开挖完成，故隧道内部有较大的作业空间，便于二次衬砌结构的施工。
上述叠合装配式隧道二次衬砌结构的施工方法，具体步骤如下：
步骤一，材料准备：根据施工图纸在预制厂准备相应标号混凝土及钢筋等材料；
步骤二，确定尺寸和分节方式；横断面分节方式如下：
S1，若隧道断面较小，跨度≤5m，则分为上下两节，纵向分节长度为1.5m；
S2，若隧道断面较大，跨度＞5m，则根据隧道受力特点，从弯矩为零处进行分节，纵向分节长度为1.5m。
步骤三，依据步骤二确定的尺寸和分节方式，根据预制加工图纸，对二次衬砌钢筋笼3进行工厂内绑扎；
步骤四，对绑扎好的二次衬砌钢筋笼3进行叠合板4部分预制；
步骤五，将步骤四中预制好带叠合板4的二次衬砌钢筋笼3，即二次衬砌叠合预制件运输到施工现场；
步骤六，将带叠合板4的二次衬砌钢筋笼3放入施做完初期支护1及外包防水层的隧道内，采用机械臂进行拼装；拼装顺序为由下而上，即先拼装仰拱部分，再拼装侧墙，最后拼装隧道顶拱部分；拼装侧墙和隧道顶拱时，同时架设临时支撑6。
步骤七，待拼装完毕后，对二次衬砌的初期支护1与叠合层之间进行现场浇筑；待现浇部分混凝土强度足够后拆除临时支撑6；
步骤八，重复步骤六和七，直至隧道二次衬砌施工完毕。参见图2所示。
具体的，步骤六-步骤八，将带有叠合板4的二次衬砌钢筋笼3放入施做完初期支护1及外包防水层的隧道内，采用机械臂先拼装仰拱部分，接着拼装侧墙，最后拼装顶拱。需要注意的是：拼装侧墙和顶拱时加设临时支撑6，可以很好的防止上部构件掉下来。拼合完成后对二次衬砌的初期支护1与叠合层之间进行现场浇筑，全部浇筑完成后待混凝土并达到足够强度，拆除临时支撑6，沿隧道轴线方向向前推进继续施工，直到隧道二次衬砌整体施工完毕。
本发明的二次衬砌采用内侧单层叠合板4，二次衬砌的初期支护1与叠合层之间的现浇部分，并采用全包防水。同时每幅二次衬砌现浇部分同时浇筑，配合节点部分的钢筋连接方式，保证节点的有效连接，加强二次衬砌结构整体和局部的强度和刚度，并能保证二次衬砌的自防水性能，很好的形成封闭的环形防水结构体系，确保隧道不出现渗水和漏水现象。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种叠合装配式隧道二次衬砌结构，包括连续设置在隧道毛洞顶拱、侧墙和仰拱上的初期支护(1)及全外包防水层(2)内部的二次衬砌结构,其特征在于，所述二次衬砌包括二次衬砌叠合预制构件以及设置在全外包防水层(2)与二次衬砌叠合预制构件之间的现浇混凝土层(5)；
所述二次衬砌叠合预制构件包括二次衬砌钢筋笼(3)和叠合板(4)，所述叠合板(4)固定设置在二次衬砌钢筋笼(3)远离全外包防水层(2)一侧。
2.如权利要求1所述的叠合装配式隧道二次衬砌结构，其特征在于：叠合板(4)的厚度至少为80mm。
3.一种如权利要求1或2所述的叠合装配式隧道二次衬砌结构的施工方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤一，材料准备：根据施工图纸在预制厂准备相应标号混凝土及钢筋等材料；
步骤二，确定尺寸和分节方式；
步骤三，依据步骤二确定的尺寸和分节方式，根据预制加工图纸，对二次衬砌钢筋笼(3)进行工厂内绑扎；
步骤四，对绑扎好的二次衬砌钢筋笼(3)进行叠合板(4)部分预制；
步骤五，将步骤四中预制好带叠合板(4)的二次衬砌钢筋笼(3)，即二次衬砌叠合预制件运输到施工现场；
步骤六，将带叠合板(4)的二次衬砌钢筋笼(3)放入施做完初期支护(1)及外包防水层的隧道内，采用机械臂进行拼装；
步骤七，待拼装完毕后，对二次衬砌的初期支护(1)与叠合层之间进行现场浇筑；待现浇部分混凝土强度足够后拆除临时支撑(6)；
步骤八，重复步骤六和七，直至隧道二次衬砌施工完毕。
4.如权利要求3所述的施工方法，其特征在于，步骤二中，横断面分节方式如下：
S1，若隧道断面较小，跨度≤5m，则分为上下两节，纵向分节长度为1.5m；
S2，若隧道断面较大，跨度＞5m，则根据隧道受力特点，从弯矩为零处进行分节，纵向分节长度为1.5m。
5.如权利要求3所述的施工方法，其特征在于，步骤六，拼装顺序为由下而上，即先拼装仰拱部分，再拼装侧墙，最后拼装隧道顶拱部分；拼装侧墙和隧道顶拱时，同时架设临时支撑(6)。
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