CN115354693B - 一种明挖隧道装配式u型槽结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种明挖隧道装配式U型槽结构及施工方法，所述结构包括T型预制块、一型预制块、环向接缝、纵向接缝，所述T型预制块为两块，分别设置于一型预制块的两侧，纵向相邻的T型预制块、纵向相邻的一型预制块间设置有环向接缝，所述T型预制块与一型预制块间设置有纵向接缝，所述环向接缝包括相互对应的点状凹槽、点状凸榫，所述纵向接缝包括通长凹槽与通长凸榫，所述环向接缝与纵向接缝设置通长密封垫槽，所述T型预制块与一型预制块下方设置有基底垫层，能够提高U型槽结构的施工效率和质量，缩短施工工期，减少施工风险与作业对周边环境的影响。

Description

一种明挖隧道装配式U型槽结构及施工方法

技术领域

本发明涉及明挖隧道U型槽结构施工领域，具体涉及一种明挖隧道装配式U型槽结构及施工方法。

背景技术

随着我国交通基础设施建设的快速发展，城市地下空间的开发利用越来越高，相应的城市隧道工程占比越来也大，在隧道与路基的衔接段多采用明挖U型槽结构。U型槽结构传统施工均采用现浇法，即完成基坑开挖后，布设钢筋骨架，立模浇筑混凝土并进行现场养护。该方法现场工程量大，施工周期长，风险高，对场地要求较高且对周边环境影响较大，因此不适用于场地狭小受限或环境保护要求严格的地段。为解决U型槽现浇施工中存在的问题，有必要结合装配式施工工艺，研究一种适用于明挖隧道的U型槽结构以及施工方法，以加快施工进度，减小环境污染与施工风险。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明一方面提供了一种明挖隧道装配式U型槽结构，通过预制结构的组合大幅提升施工效率。

另一方面提供一种明挖隧道装配式U型槽结构的施工方法，对预制结构按顺序进行施工安装，缩短工期，减小对周边环境的影响。

为实现上述目的，本发明提供了一种明挖隧道装配式U型槽结构，包括T型预制块、一型预制块、环向接缝、纵向接缝，纵向相邻的T型预制块、纵向相邻的一型预制块间设置有环向接缝，所述T型预制块与一型预制块间设置有纵向接缝，所述环向接缝包括相互对应的点状凹槽、点状凸榫，所述纵向接缝包括通长凹槽与通长凸榫，所述T型预制块与一型预制块下方设置有基底垫层。

优选的，所述T型预制块与一型预制块通过两组环向斜螺栓连接。

进一步的，所述相邻的T型预制块通过一组纵向直螺栓与四组纵向斜螺栓连接，所述相邻的一型预制块通过四组纵向斜螺栓连接。

进一步的，所述T型预制块与一型预制块分别设置有斜螺栓套管、直螺栓套管、斜螺栓手孔、直螺栓手孔。

优选的，所述T型预制块上设置有钢制雨棚结构，所述钢制雨棚结构通过竖向直螺栓与T型预制块中的竖向直螺栓套管连接。

优选的，所述环向接缝与纵向接缝分别设置有通长密封垫槽。

优选的，所述T型预制块为变高度整体式结构，所述变高度整体式结构为T型预制块的底面随隧道坡度调整，所述T型预制块的顶面保持平整的一体式结构。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种明挖隧道装配式U型槽结构的施工方法，包括：

施作明挖隧道围护结构，完成基坑开挖，并施作基底垫层；

先将两侧T型预制块吊装就位并与已拼装环进行纵向连接后，将一型预制块沿线路纵向插入并与已拼装环与两侧的T型预制块进行连接；

隧道贯通后，浇筑预制结构上的轨底找平层，待达到设计强度要求后，浇筑预制结构上的轨道底座板，回填T型预制块两侧的开挖空间；

安装钢制雨棚结构。

与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果：

通过模块化的结构，大幅提高U型槽结构的施工效率和质量，缩短施工工期，减少施工风险与作业对周边环境的影响，而在T型块的外侧延伸结构上覆土体的压重解决构件的抗浮问题，同时T型块的变高度整体式设计解决了线路的坡度问题提升线路完整性，垫槽尺寸设计综合考虑凹凸榫与螺栓的限制位移，保证了在发生一定错动位移的情况下也可满足防水要求。

同时在日后检修等日常维护中便于确定问题具体结构，提升线路安全性。

附图说明

图1是本发明提供的一种明挖隧道装配式U型槽结构横断面图；

图2是本发明提供的一种明挖隧道装配式U型槽结构纵断面图；

图3是本发明提供的一种明挖隧道装配式U型槽结构平面拼装图

图4-a为纵缝设计大样图，图4-b为环缝设计大样图；

图5-a为环向斜螺栓连接大样图；图5-b为纵向斜螺栓连接大样图；图5-c为纵向直螺栓连接大样图；图5-d为竖向直螺栓连接大样图；

附图说明：

1、T型预制块；2、一型预制块；3、环向接缝；4、点状凹槽；5、点状凸榫；6、纵向接缝；7、通长凹槽；8、通长凸榫；9、密封垫槽；10、围护结构；11、基底垫层；12、环向斜螺栓；13、纵向直螺栓；14、纵向斜螺栓；15、斜螺栓套管；16、直螺栓套管；17、斜螺栓手孔；18、直螺栓手孔；19、开挖空间；20、轨底找平层；21、钢制雨棚结构；22、竖向直螺栓；23、竖向直螺栓套管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明提供了一种明挖隧道装配式U型槽结构，如图1所示，包括T型预制块1、一型预制块2、环向接缝3、纵向接缝6，所述T型预制块1为两块，所述两个T型预制块1与一个一型预制块2组成U型槽结构，所述明挖隧道线路上设置有若干相邻的U型槽结构，所述T型预制块1为变高度整体式结构，所述变高度整体式结构为T型预制块1的底面随隧道坡度调整，所述T型预制块1的顶面保持平整的一体式结构，分别设置于一型预制块2的两侧，所述T型预制块1与一型预制块2下方设置有基底垫层11，所述T型预制块1上设置有钢制雨棚结构21，如图2与图3所示，纵向相邻的T型预制块1、纵向相邻的一型预制块2间设置有环向接缝3，所述T型预制块1与一型预制块2间设置有纵向接缝6，如图4-a所示，所述纵向接缝6包括通长凹槽7与通长凸榫8，如图4-b所示，所述环向接缝3包括相互对应的点状凹槽4、点状凸榫5，所述环向接缝3与纵向接缝6分别设置有通长密封垫槽9，如图5-a所示，所述T型预制块1与一型预制块2分别设置有斜螺栓套管15、直螺栓套管16、斜螺栓手孔17、直螺栓手孔18，所述T型预制块1与一型预制块2通过两组环向斜螺栓12连接，如图5-b与图5-c所示，相邻的T型预制块1通过一组纵向直螺栓13与四组纵向斜螺栓14连接，所述相邻的一型预制块2通过四组纵向斜螺栓14连接，如图5-d所示，所述钢制雨棚结构21通过竖向直螺栓22与T型预制块1中的竖向直螺栓套管23连接。

本实施例中，一种明挖隧道装配式U型槽结构，所述T型预制块1、一型预制块2为钢筋混凝土实体结构，各分块结构底部均为平面，幅宽为2m，结构分块根据结构受力分析将接缝设置在底板弯矩零点处；T型预制块宽度为4.5m，底板厚度0.8m，侧墙厚度0.8m，侧墙高度为变值，根据周边地形环境与线路纵坡综合确定高度变化斜率为1:10；一型预制块的宽度为6.08m，厚度为0.8mm。

本实施例中，一种明挖隧道装配式U型槽结构，U型槽装配式结构环缝上布设6组点状凹凸榫，凸榫尺寸为700mm×400mm×120mm（长×宽×厚），两端为半圆形，凹槽的尺寸比凸榫大20mm；纵缝布设通长凹凸榫，凸榫尺寸为2000mm×360mm×120mm（长×宽×厚），凹槽的尺寸比凸榫大20mm。

本实施例中，一种明挖隧道装配式U型槽结构，U型槽装配式结构环、纵向接缝均设置通长密封垫槽，结构尺寸为80mm×12mm（宽×深），用于防水材料的布设，以满足防水设计要求。

本实施例中，一种明挖隧道装配式U型槽结构，螺栓直径为30mm，机械性能为8.8级。

本实施例中，一种明挖隧道装配式U型槽结构，通过利用“T型块”外侧延伸结构上覆土体的压重解决构件的抗浮问题，同时为解决线路的坡度问题，本发明中的Ｔ型块结构采用变高度结构，而且钢制雨棚不参与受力且无法为侧墙结构提供约束，且无法对侧墙结构提供横向约束，侧墙结构为悬臂受力状态，在侧向压力作用下，其与底板交接处受力较大，因此采用整体式结构，同时变高度结构可保证T型块的底面随坡度走势调整且不影响顶面的连续平整性。

本实施例中，一种明挖隧道装配式U型槽结构，在环缝上设计点状凹凸榫，解决了拼装过程中的精确定位问题，纵缝上设计通长凹凸榫，提高了预制构件的横向抗剪承载力，满足精确定位需求，结构防水方面，结构环向接缝与纵向接缝均设置通长的密封垫槽，结构拼装完成后形成完整的闭水路径，垫槽尺寸设计综合考虑凹凸榫与螺栓的限制位移，即保证在发生一定错动位移的情况下也可满足防水要求。

实施例2：

一种明挖隧道装配式U型槽结构的施工方法，包括：施作明挖隧道围护结构10，完成基坑开挖后，施作基底垫层11；先将两侧T型预制块1吊装就位后，将一型预制块2沿线路纵向插入形成已拼接环，再将两侧T型预制块1吊装就位并与已拼装环的T型预制块1进行纵向连接后，将一型预制块2沿线路纵向插入并与已拼装环的一型预制块2连接，并与两侧的T型预制块1进行连接；浇筑预制结构上的轨道底座板后，回填T型预制块1两侧的开挖空间19；浇筑预制结构上的轨底找平层20；安装钢制雨棚结构21。

本实施例中，一种明挖隧道装配式U型槽结构的施工方法，首先，在工厂内采用高精度模具预制生产U型槽拼装块，主要包括两块“T型预制块1、一块一型预制块2，在环向接缝3处设置6组点状凹槽4、点状凸榫5，纵向接缝6设置通长凹槽7、通长凸榫8，同时为满足接缝防水要求，环向接缝与纵向接缝均设置通长密封垫槽9，用于防水材料的布设，其次，施作明挖隧道围护结构10，完成基坑开挖，并施作基底垫层11，在上述步骤的基础上，采用拼装吊机将装配式U型槽各分块结构吊装就位，按照“先T型预制块、后一型预制块”的原则进行拼装施工，即先将两侧T型预制块1吊装就位并与已拼装环进行纵向连接，再将底部的一型预制块2沿线路纵向插入并与已拼装环与两侧的T型预制块1进行连接，依次循环上述步骤完成结构的拼装。再次，在U型槽预制结构拼装完成，隧道贯通后，对T型预制块1两侧的开挖空间19进行分层回填并压实，待结构变形稳定后，浇筑预制结构上的轨底找平层20，找平层内布设钢筋网片。最后，安装钢制雨棚结构21，其采用竖向直螺栓22与T型预制块1进行连接，构件内预埋相应的竖向直螺栓套管23。

本实施例中，一种明挖隧道装配式U型槽结构的施工方法，所述施工过程可采用龙门吊机吊装施工，更为灵活，效率更高。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种明挖隧道装配式U型槽结构，其特征在于，包括T型预制块（1）、一型预制块（2）、环向接缝（3）、纵向接缝（6），所述T型预制块（1）为两块，分别设置于一型预制块（2）的两侧，纵向相邻的T型预制块（1）、纵向相邻的一型预制块（2）间设置有环向接缝（3），所述T型预制块（1）与一型预制块（2）间设置有纵向接缝（6），所述环向接缝（3）包括相互对应的点状凹槽（4）、点状凸榫（5），所述纵向接缝（6）包括通长凹槽（7）与通长凸榫（8），所述T型预制块（1）与一型预制块（2）下方设置有基底垫层（11），所述T型预制块（1）为变高度整体式结构，所述变高度整体式结构为T型预制块（1）的底面随隧道坡度调整，所述T型预制块（1）的顶面保持平整的一体式结构。

2.根据权利要求1所述的一种明挖隧道装配式U型槽结构，其特征在于，所述T型预制块（1）与一型预制块（2）通过两组环向斜螺栓（12）连接。

3.根据权利要求2所述的一种明挖隧道装配式U型槽结构，其特征在于，所述相邻的T型预制块（1）通过一组纵向直螺栓（13）与四组纵向斜螺栓（14）连接，所述相邻的一型预制块（2）通过四组纵向斜螺栓（14）连接。

4.根据权利要求3所述的一种明挖隧道装配式U型槽结构，其特征在于，所述T型预制块（1）与一型预制块（2）分别设置有斜螺栓套管（15）、直螺栓套管（16）、斜螺栓手孔（17）、直螺栓手孔（18）。

5.根据权利要求1所述的一种明挖隧道装配式U型槽结构，其特征在于，所述T型预制块（1）上设置有钢制雨棚结构（21），所述钢制雨棚结构（21）通过竖向直螺栓（22）与T型预制块（1）中的竖向直螺栓套管（23）连接。

6.根据权利要求1所述的一种明挖隧道装配式U型槽结构，其特征在于，所述环向接缝（3）与纵向接缝（6）分别设置有通长密封垫槽（9）。

7.一种基于上述权利要求1-6任一项所述明挖隧道装配式U型槽结构的施工方法，其特征在于，包括：

施作明挖隧道围护结构（10），完成基坑开挖后，施作基底垫层（11）；

先将两侧T型预制块（1）吊装就位并与已拼装环进行纵向连接后，将一型预制块（2）沿线路纵向插入并与已拼装环与两侧的T型预制块（1）进行连接；

浇筑预制结构上的轨底找平层（20），待达到设计强度后，浇筑预制结构上的轨道底座板，回填T型预制块（1）两侧的开挖空间（19）；

安装钢制雨棚结构（21）。

Images