CN115478869A - 隧道交叉口结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种隧道交叉口结构及施工方法。当隧道采用离壁式衬砌与贴壁式衬砌交叉施工时，其接口处的结构施工和防排水处理是工程建设的难点。本发明的结构中，贴壁式衬砌接入离壁式衬砌的接口处设置有交叉口堵头墙、堵头墙下方框架梁和堵头墙框架柱，堵头墙框架柱位于接口处两侧，堵头墙下方框架梁位于两侧堵头墙框架柱的顶部，交叉口堵头墙位于堵头墙下方框架梁上方；交叉口堵头墙边缘与贴壁式衬砌的二次衬砌连接，堵头墙下方框架梁侧面与离壁式衬砌的离壁式屋面连接。本发明稳定性好，工程量小，在保证使用功能的同时可有效隔绝围岩、地层渗漏，防止洞内脱离物下落，安全、防潮、保温、恒湿，扩展了两种或多种结构型式的组合应用范围。

Description

隧道交叉口结构及施工方法

技术领域

本发明涉及隧道及地下工程技术领域，具体涉及一种隧道交叉口结构及施工方法。

背景技术

当前隧道及地下空间开发不断发展，地下结构的支护结构根据不同的围岩、地层条件和使用环境需求，可采用离壁式衬砌结构或贴壁式衬砌结构，其中，离壁式衬砌一般适用于围岩完整性好、节理裂隙较少，石质坚硬稳定或基本稳定的情况。

某些工程中，会有离壁式衬砌结构与贴壁式衬砌结构交叉贯通的施工应用需求，当两种不同的结构型式出现T型交叉时，其接口处的结构施工和防排水处理就成为工程建设的难点，也是保证地下空间安全建造和安全使用的关键，因此，提供安全、简洁、有效、可靠的接口结构及防水方案，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种隧道交叉口结构及施工方法，以至少解决离壁式衬砌与贴壁式衬砌交叉施工中接口处的结构衔接和防排水处理等问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

隧道交叉口结构，所述结构包括离壁式衬砌和贴壁式衬砌，贴壁式衬砌从离壁式衬砌的侧部与离壁式衬砌相接；

所述离壁式衬砌外层为喷射混凝土初期支护，内层为离壁式墙体和离壁式屋面，外层和内层之间留有空隙；

所述贴壁式衬砌外层为喷射混凝土初期支护，内层为二次衬砌，内层与外层之间紧贴；

所述贴壁式衬砌接入离壁式衬砌的接口处设置有交叉口堵头墙、堵头墙下方框架梁和堵头墙框架柱，所述堵头墙框架柱位于接口处两侧，所述堵头墙下方框架梁位于两侧堵头墙框架柱的顶部，所述交叉口堵头墙位于堵头墙下方框架梁上方；

所述交叉口堵头墙的边缘与贴壁式衬砌的二次衬砌连接，所述堵头墙下方框架梁侧面与离壁式衬砌的离壁式屋面连接。

进一步地，所述交叉口堵头墙的外侧设置有喷射混凝土初期支护，交叉口堵头墙外侧的喷射混凝土初期支护分别与离壁式衬砌外层的喷射混凝土初期支护和贴壁式衬砌外层的喷射混凝土初期支护喷混为一体。

进一步地，所述喷射混凝土初期支护的外侧均打设有锚杆。

进一步地，所述离壁式墙体包括离壁式屋面框架柱和离壁式砌体墙；

所述离壁式屋面框架柱沿离壁式衬砌方向间隔设置在离壁式衬砌内层的两侧；

所述离壁式砌体墙设置在沿离壁式衬砌方向相邻的离壁式屋面框架柱之间。

进一步地，所述离壁式屋面包括离壁式屋面框架纵梁、离壁式屋面框架横梁和屋面板；

所述离壁式屋面框架纵梁设置在沿离壁式衬砌方向相邻的离壁式屋面框架柱的顶部；

所述离壁式屋面框架横梁设置在垂直于离壁式衬砌方向相邻的离壁式屋面框架柱的顶部；

所述屋面板设置在离壁式屋面框架纵梁和离壁式屋面框架横梁的上方。

进一步地，堵头墙下方框架梁与离壁式衬砌内部与堵头墙下方框架梁相邻的离壁式屋面框架纵梁之间设置有连接板；

所述连接板之间设变形缝，变形缝处的连接板内设置有中埋式止水带。

进一步地，贴壁式衬砌和交叉口堵头墙的喷射混凝土初期支护内侧铺设有贴壁式衬砌外防水材料，贴壁式衬砌外防水材料向离壁式衬砌一侧铺设到堵头墙下方框架梁顶部和侧部、连接板的顶部、离壁式屋面框架纵梁侧部和顶部以及屋面板顶部边缘。

进一步地，离壁式墙体和离壁式屋面外侧铺设有离壁式衬砌外防水材料，离壁式衬砌外防水材料向贴壁式衬砌一侧覆盖到贴壁式衬砌外防水材料之上，并覆盖过变形缝。

进一步地，连接板上方的离壁式衬砌外防水材料和贴壁式衬砌外防水材料上方铺设有防水保护层。

另一方面，提供隧道交叉口结构的施工方法，所述方法包括：

在贴壁式衬砌与离壁式衬砌接口处，向围岩打设锚杆；

贴壁式衬砌的喷射混凝土初期支护完成后，铺设贴壁式衬砌外防水材料，并完成交叉口堵头墙、堵头墙下方框架梁和堵头墙框架柱的施工；同时，完成离壁式衬砌内的离壁式屋面框架柱、离壁式屋面框架纵梁、离壁式屋面框架横梁、屋面板及离壁式砌体墙的施工，离壁式砌体墙上间隔预留后期检修门洞；

施工离壁式衬砌和贴壁式衬砌接口处的连接板，连接板两侧分别与离壁式衬砌的离壁式屋面框架纵梁和贴壁式衬砌的堵头墙下方框架梁锚固连接；连接板施工时留有变形缝，在变形缝内设置有中埋式止水带；

连接板施工完成后，进行连接板外侧防水材料的搭接及防水保护层的施工，防水保护层外侧设置排水纵坡。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明充分利用两种地下空间结构型式的特点，结构稳定性好，工程量小，成本低，在保证使用功能的同时可有效隔绝围岩、地层渗漏，防止洞内脱离物下落，保证了使用环境的安全、防潮、保温、恒湿等特性，扩展了两种或多种结构型式的组合应用范围。

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，下面将对实施例或现有技术描述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实施例的附图。

图1是T型交叉口结构的平面布置图。

图2是图1中的A-A剖面图。

图3是图2中的B节点大样图。

图中标识为：

1-离壁式衬砌，2-贴壁式衬砌，3-离壁式屋面框架柱，4-离壁式屋面框架纵梁，5-离壁式屋面框架横梁，6-屋面板，7-离壁式砌体墙，8-锚杆，9-喷射混凝土初期支护，10-交叉口堵头墙，11-堵头墙下方框架梁，12-堵头墙框架柱，13-连接板，14-离壁式衬砌外防水材料，15-贴壁式衬砌外防水材料，16-变形缝，17-防水保护层，18-中埋式止水带，19-二次衬砌。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”等应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

地下结构支护包括离壁式衬砌结构和贴壁式衬砌结构，适用于不同的围岩、地层条件和使用环境需求。如图1和图2中，左侧地下空间为离壁式衬砌结构，右侧地下空间为贴壁式衬砌结构，隧道需要从右侧接入左侧地下空间，即贴壁式衬砌结构需要从右侧接入左侧离壁式衬砌结构，由于两种支护结构的内外层结构不同，因此，交叉口结构需要在充分考虑衔接稳定性和防水可靠性等因素的前提下妥善设计。

实施例1：

本实施例提供了一种隧道交叉口结构，如图1和图2所示，具体是一种贴壁式衬砌结构接入离壁式衬砌结构的交叉口结构。也可以根据本实施例进行简单推理和修改得到离壁式衬砌结构接入贴壁式衬砌结构的交叉口结构，二者可以正交方式形成T型交叉口，也可以根据实际情况斜交实施。

如图1，本实施例的隧道交叉口结构包括离壁式衬砌1和贴壁式衬砌2，贴壁式衬砌2从离壁式衬砌1的侧部接入离壁式衬砌1，如图2，贴壁式衬砌2顶部高于离壁式衬砌1顶部，底部可共面。离壁式衬砌1可采用预制装配式结构或现浇工艺施工，贴壁式衬砌2一般采用现浇工艺施工。如图2，离壁式衬砌1外层为喷射混凝土初期支护9，顶部呈拱形，两侧为直墙，内层为离壁式墙体和离壁式屋面，离壁式墙体为直墙，离壁式屋面为平面，外层和内层之间留有一定空隙，可以起到防水、隔潮、保温等作用。贴壁式衬砌2外层为喷射混凝土初期支护9，内层为二次衬砌19，内层紧贴外层。

如图2，贴壁式衬砌2接入离壁式衬砌1的接口处设置有交叉口堵头墙10、堵头墙下方框架梁11和堵头墙框架柱12。如图1，堵头墙框架柱12位于接口处两侧，堵头墙下方框架梁11位于两侧堵头墙框架柱12的顶部，水平向设置，交叉口堵头墙10位于堵头墙下方框架梁11的上方。交叉口堵头墙10边缘与贴壁式衬砌2的二次衬砌19锚固连接，堵头墙下方框架梁11侧面与离壁式衬砌1的离壁式屋面连接。

如图1，交叉口处的初期支护整体喷射混凝土施工，交叉口堵头墙10的外侧设置有喷射混凝土初期支护9，交叉口堵头墙10外侧的喷射混凝土初期支护9分别与离壁式衬砌1外层的喷射混凝土初期支护9和贴壁式衬砌2外层的喷射混凝土初期支护9喷混为一体。所有喷射混凝土初期支护9实施之前，外侧围岩中均打设有锚杆8，对地层进行不同程度的加固。

如图2，离壁式墙体在离壁式衬砌1内沿离壁式衬砌1方向纵向设置在两侧，包括离壁式屋面框架柱3和离壁式砌体墙7。屋面框架柱3沿离壁式衬砌1方向间隔设置在离壁式衬砌1内层的两侧，离壁式砌体墙7设置在沿离壁式衬砌1方向相邻的屋面框架柱3之间。离壁式屋面位于两侧离壁式墙体上方，水平向设置，离壁式屋面和离壁式墙体组成离壁式衬砌1内部的房屋结构。离壁式屋面包括离壁式屋面框架纵梁4、离壁式屋面框架横梁5和屋面板6。离壁式屋面框架纵梁4设置在沿离壁式衬砌1方向相邻屋面框架柱3的顶部，离壁式屋面框架横梁5设置在垂直于离壁式衬砌1方向相邻屋面框架柱3的顶部，屋面板6设置在离壁式屋面框架纵梁4和离壁式屋面框架横梁5上方。

如图3，堵头墙下方框架梁11侧面与离壁式衬砌1的离壁式屋面连接，具体连接细节包括：堵头墙下方框架梁11与离壁式衬砌1的离壁式屋面框架纵梁4之间设置有连接板13。连接板13设置有变形缝16，变形缝16处设置有中埋式止水带18。连接板13与相邻的堵头墙下方框架梁11和离壁式屋面框架纵梁4均采用锚固方式连接。

如图3，本实施例对交叉口结构的防水体系进行了完整设计，具体包括：贴壁式衬砌2和交叉口堵头墙10的喷射混凝土初期支护9内侧铺设有贴壁式衬砌外防水材料15，贴壁式衬砌外防水材料15向离壁式衬砌1一侧铺设到堵头墙下方框架梁11顶部和侧部、连接板13顶部、离壁式屋面框架纵梁4侧部和顶部、以及屋面板6顶部边缘。离壁式墙体和离壁式屋面外侧铺设有离壁式衬砌外防水材料14，离壁式衬砌外防水材料14向贴壁式衬砌2一侧覆盖到贴壁式衬砌外防水材料15之上，并覆盖变形缝16。连接板13上方的离壁式衬砌外防水材料14和贴壁式衬砌外防水材料15上方铺设有防水保护层17。防水保护层17设有排水纵坡，利于积水引导和排出。防水体系的设置，保证了结构的可靠性及完整性，将结构内部环境与外面的围岩/地层环境有效隔绝，在确保结构体系稳固的同时有利于防水、防潮、保温等使用功能。

实施例2：

本实施例提供了一种隧道交叉口结构的施工方法，用于施做实施例1所述的结构，具体包括以下步骤：

步骤一：开挖地下空间，在贴壁式衬砌2与离壁式衬砌1接口处，向围岩打设锚杆8，离壁式衬砌1内的房屋结构与围岩开挖面之间预留作业空间，满足洞内人员施做最小作业空间的要求。

步骤二：贴壁式衬砌2的喷射混凝土初期支护9完成后，铺设贴壁式衬砌外防水材料15，并完成交叉口堵头墙10、堵头墙下方框架梁11、堵头墙框架柱12的施工；同时，完成离壁式衬砌1内的离壁式屋面框架柱3、离壁式屋面框架纵梁4、离壁式屋面框架横梁5、屋面板6及离壁式砌体墙7的施工，离壁式砌体墙7上间隔预留后期检修门洞。

步骤三：施工离壁式衬砌1和贴壁式衬砌2接口处的连接板13，连接板13两侧分别与离壁式屋面框架纵梁4和堵头墙下方框架梁11锚固连接；连接板13施工时留有变形缝16并设置有中埋式止水带18；

步骤四：连接板13施工完成后，进行连接板外侧防水材料的搭接及防水保护层17的施工，防水保护层17外侧设置排水纵坡，防止积水淤积。

实施例1和实施例2提供的隧道交叉口结构及施工方法，解决了离壁式衬砌和贴壁式衬砌交叉口处的衔接问题，尤其在交叉口处设计了合理的支撑组件和防水体系，可有效隔绝围岩渗漏水并保温保湿，有效保障隧道及地下空间的使用环境，结构稳固并兼具防水、防潮、保温等使用功能，为类似工程提供了有价值的参考，具有重要推广意义。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.隧道交叉口结构，其特征在于：

所述结构包括离壁式衬砌(1)和贴壁式衬砌(2)，贴壁式衬砌(2)从离壁式衬砌(1)的侧部与离壁式衬砌(1)相接；

所述离壁式衬砌(1)外层为喷射混凝土初期支护(9)，内层为离壁式墙体和离壁式屋面，外层和内层之间留有空隙；

所述贴壁式衬砌(2)外层为喷射混凝土初期支护(9)，内层为二次衬砌(19)，内层与外层之间紧贴；

所述贴壁式衬砌(2)接入离壁式衬砌(1)的接口处设置有交叉口堵头墙(10)、堵头墙下方框架梁(11)和堵头墙框架柱(12)，所述堵头墙框架柱(12)位于接口处两侧，所述堵头墙下方框架梁(11)位于两侧堵头墙框架柱(12)的顶部，所述交叉口堵头墙(10)位于堵头墙下方框架梁(11)上方；

所述交叉口堵头墙(10)的边缘与贴壁式衬砌(2)的二次衬砌(19)连接，所述堵头墙下方框架梁(11)侧面与离壁式衬砌(1)的离壁式屋面连接。

2.根据权利要求1所述的隧道交叉口结构，其特征在于：

所述交叉口堵头墙(10)的外侧设置有喷射混凝土初期支护(9)，交叉口堵头墙(10)外侧的喷射混凝土初期支护(9)分别与离壁式衬砌(1)外层的喷射混凝土初期支护(9)和贴壁式衬砌(2)外层的喷射混凝土初期支护(9)喷混为一体。

3.根据权利要求2所述的隧道交叉口结构，其特征在于：

所述喷射混凝土初期支护(9)的外侧均打设有锚杆(8)。

4.根据权利要求3所述的隧道交叉口结构，其特征在于：

所述离壁式墙体包括离壁式屋面框架柱(3)和离壁式砌体墙(7)；

所述离壁式屋面框架柱(3)沿离壁式衬砌(1)方向间隔设置在离壁式衬砌(1)内层的两侧；

所述离壁式砌体墙(7)设置在沿离壁式衬砌(1)方向相邻的离壁式屋面框架柱(3)之间。

5.根据权利要求4所述的隧道交叉口结构，其特征在于：

所述离壁式屋面包括离壁式屋面框架纵梁(4)、离壁式屋面框架横梁(5)和屋面板(6)；

所述离壁式屋面框架纵梁(4)设置在沿离壁式衬砌(1)方向相邻的离壁式屋面框架柱(3)的顶部；

所述离壁式屋面框架横梁(5)设置在垂直于离壁式衬砌(1)方向相邻的离壁式屋面框架柱(3)的顶部；

所述屋面板(6)设置在离壁式屋面框架纵梁(4)和离壁式屋面框架横梁(5)的上方。

6.根据权利要求5所述的隧道交叉口结构，其特征在于：

堵头墙下方框架梁(11)与离壁式衬砌(1)内部与堵头墙下方框架梁(11)相邻的离壁式屋面框架纵梁(4)之间设置有连接板(13)；

所述连接板(13)之间设变形缝(16)，变形缝(16)处的连接板(13)内设置有中埋式止水带(18)。

7.根据权利要求6所述的隧道交叉口结构，其特征在于：

贴壁式衬砌(2)和交叉口堵头墙(10)的喷射混凝土初期支护(9)内侧铺设有贴壁式衬砌外防水材料(15)，贴壁式衬砌外防水材料(15)向离壁式衬砌(1)一侧铺设到堵头墙下方框架梁(11)顶部和侧部、连接板(13)的顶部、离壁式屋面框架纵梁(4)侧部和顶部以及屋面板(6)顶部边缘。

8.根据权利要求7所述的隧道交叉口结构，其特征在于：

离壁式墙体和离壁式屋面外侧铺设有离壁式衬砌外防水材料(14)，离壁式衬砌外防水材料(14)向贴壁式衬砌(2)一侧覆盖到贴壁式衬砌外防水材料(15)之上，并覆盖过变形缝(16)。

9.根据权利要求8所述的隧道交叉口结构，其特征在于：

连接板(13)上方的离壁式衬砌外防水材料(14)和贴壁式衬砌外防水材料(15)上方铺设有防水保护层(17)。

10.隧道交叉口结构的施工方法，其特征在于：

所述方法包括：

在贴壁式衬砌(2)与离壁式衬砌(1)接口处，向围岩打设锚杆(8)；

贴壁式衬砌(2)的喷射混凝土初期支护(9)完成后，铺设贴壁式衬砌外防水材料(15)，并完成交叉口堵头墙(10)、堵头墙下方框架梁(11)和堵头墙框架柱(12)的施工；同时，完成离壁式衬砌(1)内的离壁式屋面框架柱(3)、离壁式屋面框架纵梁(4)、离壁式屋面框架横梁(5)、屋面板(6)及离壁式砌体墙(7)的施工，离壁式砌体墙(7)上间隔预留后期检修门洞；

施工离壁式衬砌(1)和贴壁式衬砌(2)接口处的连接板(13)，连接板(13)两侧分别与离壁式衬砌(1)的离壁式屋面框架纵梁(4)和贴壁式衬砌(2)的堵头墙下方框架梁(11)锚固连接；连接板(13)施工时留有变形缝(16)，在变形缝(16)内设置有中埋式止水带(18)；

连接板(13)施工完成后，进行连接板(13)外侧防水材料的搭接及防水保护层(17)的施工，防水保护层(17)外侧设置排水纵坡。

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