CN113027468A - 一种隧道小变大加固结构及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种隧道小变大加固结构及施工方法，包括小隧道、大隧道和用于连通小隧道和大隧道的连通隧道，所述连通隧道靠近小隧道一端的半径大小到连通隧道靠近大隧道一端的半径大小逐渐增大，所述小隧道在与连通隧道连通处设置有挖前支护结构；所述小隧道在靠近连通隧道的一侧开设有支护槽，所述挖前支护结构包括若干个间隔设置在支护槽内的注浆支护管和浇筑在支护槽内的钢筋混凝土，所述注浆支护管的周壁上开设有若干个注浆孔，所述注浆支护管穿设到土层内，所述注浆支护管由靠近小隧道的一端倾斜朝向靠近大隧道的一端。本申请具有提高隧道在半径变化位置处加固稳定性的效果。

Description

一种隧道小变大加固结构及施工方法
技术领域
本申请涉及隧道施工的技术领域，尤其是涉及一种隧道小变大加固结构及施工方法。
背景技术
随着我国对交通营运的要求日益增长，轨道交通越来越体现出其重要性，其每年完成的旅客周转量占全社会旅客周转量的1/3以上，完成货物周转量占全社会货物周转量的55％以上，在城市中地铁更是缓解城市交通压力的最有效的交通工具。
隧道是轨道交通的重要通道，隧道的大小需要根据实际的需要开挖的，在隧道开挖过程中，尤其是地铁隧道，需要改变隧道的半径大小，达到适用于不同的隧道大小需求，在隧道建设过程中，隧道内的防护也是重中之重。
针对上述中的相关技术，发明人发现，在隧道半径大小变化位置处的结构稳定性，相对于其他位置的结构稳定性较差，为此需要设计一种专门适用于该隧道位置的加固结构，来保证隧道的稳定性。
发明内容
为了提高隧道在半径变化位置处的加固稳定性，本申请提供一种隧道小变大加固结构及施工方法。
本申请提供一种隧道小变大加固结构，采用如下的技术方案：
一种隧道小变大加固结构，包括小隧道、大隧道和用于连通小隧道和大隧道的连通隧道，所述连通隧道靠近小隧道一端的半径大小到连通隧道靠近大隧道一端的半径大小逐渐增大，所述小隧道在与连通隧道连通处设置有挖前支护结构；
所述小隧道在靠近连通隧道的一侧开设有支护槽，所述挖前支护结构包括若干个间隔设置在支护槽内的注浆支护管和浇筑在支护槽内的钢筋混凝土，所述注浆支护管的周壁上开设有若干个注浆孔，所述注浆支护管穿设到土层内，所述注浆支护管由靠近小隧道的一端倾斜朝向靠近大隧道的一端。
通过采用上述技术方案，当需要从小隧道处开挖大隧道时，首先在小隧道的端部开挖支护槽，然后将注浆支护管插入到图层内，并使注浆倾斜朝向需要挖设大隧道的土层内，然后在注浆支护管内注浆，使浆液填充到土层内，然后用钢筋混凝土对支护槽进行填充，注浆支护管的设置，不仅提高了开挖前隧道上方土层的稳定性，而且保证了隧道挖设完成后，隧道周壁的稳定性。
优选的，所述连通隧道内设置有稳固结构，所述稳固结构包括若干个均匀间隔穿设在连通隧道土层内的注浆稳固管、铺设在连通隧道内周壁的稳固网和沾附在连通隧道内周壁并覆盖稳固网的泥浆稳固层，所述注浆稳固管的周壁上开设有若干个注浆孔。
通过采用上述技术方案，当连通隧道开挖完成后，将注浆稳固管插入到连通隧道的土层内，然后向注浆稳固管内注浆，使浆液进入到连通隧道的土层内，对连通隧道的土层进行加固，然后用泥浆稳固层对连通隧道的内壁进行防护，保证连通隧道内壁的平整性，以便后续对连通隧道进行加固。
优选的，所述泥浆稳固层在背离连通隧道内周壁的端面上依次设置有防水层结构和衬砌结构。
通过采用上述技术方案，防水层结构的设置，提高了连通隧道的防水性能，衬砌结构的设置，进一步提高了连通隧道的稳定性。
优选的，所述防水层结构包括铺设在泥浆稳固层上的无纺布缓冲层、铺设在无纺布缓冲层上的防水板、铺设在防水板背离缓冲层端面的无纺布保护层和浇筑在无纺布保护层背离防水板端面的混凝土保护层，所述泥浆稳固层上设置有用于固定无纺布缓冲层和防水板的固定件。
通过采用上述技术方案，无纺布缓冲层不仅对防水板起到一个缓冲的作用，而且对防水板进行了保护，避免防水板与泥浆稳固层直接接触，进而对防水板产生损坏，无纺布保护层和混凝土保护层，对防水板进行了保护，避免了后续的衬砌结构对防水板产生损坏。
优选的，所述固定件包括插入到泥浆稳固层内并固定无纺布缓冲层的膨胀螺栓和套设膨胀螺栓的塑料垫片，所述膨胀螺栓和塑料垫片沉头于防水板设置，并且防水板与塑料垫片焊接固定。
通过采用上述技术方案，膨胀螺纹的设置，方便了工作人员将无纺布缓冲层和防水板进行固定，塑料垫片的设置，不仅提高了防水板固定的稳定性，而且保证了防水板的密封性。
优选的，相邻所述防水板之间有拼接缝，所述拼接缝内填充有焊接材料，所述焊接材料与防水板通过热熔焊接固定。
通过采用上述技术方案，搭接缝和焊接材料的设置，不仅方便了工作人员对相邻两个防水板进行固定，而且保证了相邻防水板固定后的密封性。
优选的，所述防水板与无纺布缓冲层相抵触的端面上开设有若干个平行布设的集水槽，所述集水槽沿隧道的长度方向布设，相邻两个所述集水槽之间连通设置有连通槽，所述隧道底部的一侧埋设有与集水槽连通设置的导水管，所述导水管沿隧道的长度方向布设，并且导水管的两端延伸出隧道。
通过采用上述技术方案，集水槽的设置，对进入到防水板上的水进行收集和引流，然后进入到导水管内，将水排放出隧道，避免了隧道长时间的使用后，由于防水板上的积水问题，影响隧道的结构强度。
优选的，所述衬砌结构包括铺设在混凝土保护层上的钢筋网和浇筑钢筋网的衬砌混凝土。
通过采用上述技术方案，钢筋网和衬砌混凝土，保证了连通隧道内壁的结构稳定性。
本申请还提供一种隧道小变大加固结构，采用如下的技术方案：
一种隧道小变大加固施工方法，包括以下步骤：
搭建挖前支护结构，先在小隧道的端部挖设支护槽，然后在支护槽内钻取支护洞，支护洞方向倾斜布设，然后将注浆支护管插入到支护洞内，向注浆支护管内注浆，最后用钢筋混凝土对支护槽进行填补；
连通隧道挖设完毕后，在连通隧道内周壁搭建稳固结构，将注浆稳固管插入到连通隧道的土层内，然后向注浆稳固管内注浆，注浆完毕后，在连通隧道内壁铺设稳固网，最后在稳固网上浇筑泥浆，直到泥浆将稳固网完全覆盖即可；
铺设防水层结构，首先在泥浆稳固层上铺设无纺布缓冲层，然后通过固定件将无纺布缓冲层固定，然后依次铺设并固定防水板和无纺布保护层，最后浇筑混凝土保护层即可；
铺设衬砌结构，在混凝土保护层上铺设钢筋网，然后用衬砌台车，在钢筋网上浇筑衬砌混凝土。
通过采用上述技术方案，开挖前的支护结构，保证了挖设隧道时，土层的稳定性，而且保证了隧道完成后土层不易塌陷，稳固结构、防水层结构和衬砌机构，不仅保证了隧道内部结构的稳定性，而且保证了隧道的防水性能。
优选的，还包括以下步骤：
在铺设防水层前，先在隧道底部挖设预埋槽，在预埋槽内埋设导水管，并调整导水管的位置，使防水板在铺设后，防水板中的集水槽与导水管连通设置。
通过采用上述技术方案，集水槽的设置，有效的解决了防水板上积水的问题，保证了隧道长时间使用后的稳定性。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.挖前支护结构的设置，不仅保证了挖设隧道时，土层的稳定性，而且保证了隧道完成后土层不易塌陷；
2.防水层的设置，提高了隧道内部的防水性能；
3.防水板上集水槽的设置，有效的解决了防水板上积水的问题，保证了隧道长时间使用后的稳定性。
附图说明
图1是本申请实施例的整体图。
图2是本申请实施例的剖视图。
图3是图2中A部分的放大图。
图4是本申请实施例中体现防水板的示意图。
附图标记说明：1、小隧道；11、支护槽；2、大隧道；3、连通隧道；4、挖前支护结构；41、注浆支护管；42、钢筋混凝土；5、稳固结构；51、注浆稳固管；52、稳固网；53、泥浆稳固层；6、防水层结构；61、无纺布缓冲层；62、防水板；621、集水槽；622、连通槽；63、无纺布保护层；64、混凝土保护层；7、衬砌结构；71、钢筋网；72、衬砌混凝土；8、固定件；81、膨胀螺栓；82、塑料垫片；9、拼接缝；91、焊接材料；10、导水管。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种隧道小变大加固结构。参照图1和图2，加固结构包括小隧道1、大隧道2和连通隧道3，小隧道1和大隧道2通过连通隧道3连通，并且连通隧道3靠近小隧道1一端的半径大小到靠近大隧道2一端的半径大小逐渐增大。
如图2和图3所示，小隧道1在与连通隧道3连通处设置有挖前支护结构4，连通隧道3的内周壁上依次设置有稳固结构5、防水层结构6和衬砌结构7，稳固结构5与连通隧道3的内周壁相抵触。
挖前支护结构4包括支护槽11、注浆支护管41和钢筋混凝土42，支护槽11开设在小隧道1靠近连通隧道3的一侧，注浆支护管41由支护槽11插入到连通隧道3的土层内，注浆支护管41由朝向小隧道1的一端朝向大隧道2的一端倾斜布设，注浆支护管41设置有多个，多个注浆支护管41沿隧道的挖设曲面间隔布设，注浆支护管41上开设有若干个注浆孔，工作人员可向注浆支护管41内注浆，已达到对连通隧道3上方土层的加固支护，当注浆支护管41注浆完毕后，再用钢筋混凝土42填充支护槽11。
稳固结构5包括注浆稳固管51、稳固网52和泥浆稳固层53，注浆稳固管51设置有多个，多个注浆稳固管51均匀间隔设置在连通隧道3的上端部，并且注浆稳固管51插入到连通隧道3的土层内，工作人员可向注浆稳固管51内注浆，进一步提高连通隧道3上端部土层的稳定性，稳固网52为钢筋编织网，稳固网52铺设在连通隧道3的内周壁上，泥浆稳固层53用于对稳固网52进行固定，并且泥浆稳固层53背离土层的端面为光滑端面，以便由于对防水层结构6的铺设。
防水层结构6包括无纺布缓冲层61、防水板62、无纺布保护层63和混凝土保护层64，无纺布缓冲层61铺设在泥浆稳固层53上，防水板62铺设在无纺布缓冲层61上，无纺布保护层63铺设在防水板62的另一端面，混凝土保护层64浇筑在无纺布保护层63上，泥浆稳固层53与无纺布缓冲层61和防水板62之间设置有用于连接三者的固定件8。
固定件8包括膨胀螺栓81和塑料垫片82，膨胀螺栓81穿过防水板62和无纺布缓冲层61并插入到泥浆稳固层53内，塑料垫片82套设在膨胀螺栓81靠近帽头的一侧，并且塑料垫片82用于将防水板62和无纺布缓冲层61压紧在泥浆稳固层53上，膨胀螺栓81和塑料垫片82均嵌设在防水板62内，并且防水板62和塑料垫片82后续通过热熔焊接实现密封。
连通隧道3的长度较长，需要多个防水板62进行拼接，相邻两个防水板62之间预留拼接缝9，拼接缝内填充有焊接材料91，相邻两个防水板62通过焊接材料91进行热熔焊接固定，以保证相邻两个防水板62连接后的密封性。
结合图1和图4，防水板62在与无纺布缓冲层61相抵触的端面上开设有集水槽621，集水槽621设置有多个，多个集水槽621平行且沿隧道的长度方向布设，防水板62在相邻两个集水槽621之间开设有连通槽622，相邻两个集水槽621通过连通槽622实现连通，隧道底部的两侧均设置有导水管10，导水管10预埋在隧道下方的土层内，导水管10沿隧道的长度方向布设，并且导水管10的两端延伸出隧道的两端，位于下方的集水槽621与导水管10连通设置，集水槽621的设置，对进入到防水板62上的水进行收集和引流，然后进入到导水管10内，将水排放出隧道，避免了隧道长时间的使用后，由于防水板62上的积水问题，影响隧道的结构强度。
如图2和图3所示，衬砌结构7为隧道内周壁最外层的防护，衬砌结构7包括钢筋网71和衬砌混凝土72，钢筋网71预先编制，然后固定在混凝土保护层64上，然后使用衬砌台车，将衬砌混凝土72浇筑，保证衬砌结构7的稳定性。
本申请还公开了一种隧道小变大加固施工方法，包括以下步骤：
S1、搭建挖前支护结构4，先在小隧道1的端部挖设支护槽11，然后在支护槽11内钻取支护洞，支护洞方向倾斜布设，然后将注浆支护管41插入到支护洞内，向注浆支护管41内注浆，最后用钢筋混凝土42对支护槽11进行填补。
S2、连通隧道3挖设完毕后，在连通隧道3内周壁搭建稳固结构5，将注浆稳固管51插入到连通隧道3的土层内，然后向注浆稳固管51内注浆，注浆完毕后，在连通隧道3内壁铺设稳固网52，最后在稳固网52上浇筑泥浆，直到泥浆将稳固网52完全覆盖即可。
S3、导水管10布设，在铺设防水层前，先在隧道底部挖设预埋槽，在预埋槽内埋设导水管10，并调整导水管10的位置，使防水板62在铺设后，防水板62中的集水槽621与导水管10连通设置。
S4、铺设防水层结构6，首先在泥浆稳固层53上铺设无纺布缓冲层61，然后通过固定件8将无纺布缓冲层61固定，然后依次铺设并固定防水板62和无纺布保护层63，最后浇筑混凝土保护层64即可。
S5、铺设衬砌结构7，在混凝土保护层64上铺设钢筋网71，然后用衬砌台车，在钢筋网71上浇筑衬砌混凝土72。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种隧道小变大加固结构，包括小隧道(1)、大隧道(2)和用于连通小隧道(1)和大隧道(2)的连通隧道(3)，其特征在于：所述连通隧道(3)靠近小隧道(1)一端的半径大小到连通隧道(3)靠近大隧道(2)一端的半径大小逐渐增大，所述小隧道(1)在与连通隧道(3)连通处设置有挖前支护结构(4)；
所述小隧道(1)在靠近连通隧道(3)的一侧开设有支护槽(11)，所述挖前支护结构(4)包括若干个间隔设置在支护槽(11)内的注浆支护管(41)和浇筑在支护槽(11)内的钢筋混凝土(42)，所述注浆支护管(41)的周壁上开设有若干个注浆孔，所述注浆支护管(41)穿设到土层内，所述注浆支护管(41)由靠近小隧道(1)的一端倾斜朝向靠近大隧道(2)的一端。
2.根据权利要求1所述的一种隧道小变大加固结构，其特征在于：所述连通隧道(3)内设置有稳固结构(5)，所述稳固结构(5)包括若干个均匀间隔穿设在连通隧道(3)土层内的注浆稳固管(51)、铺设在连通隧道(3)内周壁的稳固网(52)和沾附在连通隧道(3)内周壁并覆盖稳固网(52)的泥浆稳固层(53)，所述注浆稳固管(51)的周壁上开设有若干个注浆孔。
3.根据权利要求2所述的一种隧道小变大加固结构，其特征在于：所述泥浆稳固层(53)在背离连通隧道(3)内周壁的端面上依次设置有防水层结构(6)和衬砌结构(7)。
4.根据权利要求3所述的一种隧道小变大加固结构，其特征在于：所述防水层结构(6)包括铺设在泥浆稳固层(53)上的无纺布缓冲层(61)、铺设在无纺布缓冲层(61)上的防水板(62)、铺设在防水板(62)背离缓冲层端面的无纺布保护层(63)和浇筑在无纺布保护层(63)背离防水板(62)端面的混凝土保护层(64)，所述泥浆稳固层(53)上设置有用于固定无纺布缓冲层(61)和防水板(62)的固定件(8)。
5.根据权利要求4所述的一种隧道小变大加固结构，其特征在于：所述固定件(8)包括插入到泥浆稳固层(53)内并固定无纺布缓冲层(61)的膨胀螺栓(81)和套设膨胀螺栓(81)的塑料垫片(82)，所述膨胀螺栓(81)和塑料垫片(82)沉头于防水板(62)设置，并且防水板(62)与塑料垫片(82)通过焊接固定。
6.根据权利要求4所述的一种隧道小变大加固结构，其特征在于：相邻所述防水板(62)之间有拼接缝(9)，所述拼接缝(9)内填充有焊接材料(91)，所述焊接材料(91)与防水板(62)通过热熔焊接固定。
7.根据权利要求4所述的一种隧道小变大加固结构，其特征在于：所述防水板(62)与无纺布缓冲层(61)相抵触的端面上开设有若干个平行布设的集水槽(621)，所述集水槽(621)沿隧道的长度方向布设，相邻两个所述集水槽(621)之间连通设置有连通槽(622)，所述隧道底部的一侧埋设有与集水槽(621)连通设置的导水管(10)，所述导水管(10)沿隧道的长度方向布设，并且导水管(10)的两端延伸出隧道。
8.根据权利要求4所述的一种隧道小变大加固结构，其特征在于：所述衬砌结构(7)包括铺设在混凝土保护层(64)上的钢筋网(71)和浇筑钢筋网(71)的衬砌混凝土(72)。
9.一种隧道小变大加固施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
搭建挖前支护结构，先在小隧道的端部挖设支护槽，然后在支护槽内钻取支护洞，支护洞方向倾斜布设，然后将注浆支护管插入到支护洞内，向注浆支护管内注浆，最后用钢筋混凝土对支护槽进行填补；
连通隧道挖设完毕后，在连通隧道内周壁搭建稳固结构，将注浆稳固管插入到连通隧道的土层内，然后向注浆稳固管内注浆，注浆完毕后，在连通隧道内壁铺设稳固网，最后在稳固网上浇筑泥浆，直到泥浆将稳固网完全覆盖即可；
铺设防水层结构，首先在泥浆稳固层上铺设无纺布缓冲层，然后通过固定件将无纺布缓冲层固定，然后依次铺设并固定防水板和无纺布保护层，最后浇筑混凝土保护层即可；
铺设衬砌结构，在混凝土保护层上铺设钢筋网，然后用衬砌台车，在钢筋网上浇筑衬砌混凝土。
10.根据权利要求9所述的一种隧道小变大加固施工方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在铺设防水层前，先在隧道底部挖设预埋槽，在预埋槽内埋设导水管，并调整导水管的位置，使防水板在铺设后，防水板中的集水槽与导水管连通设置。
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