CN116717271A - 一种傍山整体式中墙连拱棚洞隧道结构及施工工法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种傍山整体式中墙连拱棚洞隧道结构，涉及隧道工程领域。它包括整体式中墙、复合式衬砌和棚洞结构，整体式中墙包括中隔墙结构和挡土墙；复合式衬砌包括初期支护、二次衬砌和护拱结构，初期支护一端通过护拱结构与中隔墙结构左侧顶部连接、另一端与中隔墙结构底部左侧连接；二次衬砌位于初期支护和护拱结构内，二次衬砌一端与中隔墙结构左侧顶部连接、另一端与中隔墙结构底部左侧连接。本发明的复合式衬砌采用半明半暗方式施工，整体式中墙和棚洞结构采用明挖的方式施工，本发明适应大偏压地形，不仅能抵抗偏压，也能和围岩形成一个系统，实现隧道结构与围岩整体受力。

Description

一种傍山整体式中墙连拱棚洞隧道结构及施工工法
技术领域
本发明涉及隧道工程领域，更具体地说它是一种傍山整体式中墙连拱棚洞隧道结构。本发明还涉及这种傍山整体式中墙连拱棚洞隧道结构的施工工法。
背景技术
我国是一个多山的国家，在山区修建隧道难免会遇到傍山陡崖地段，在这样的地段修建隧道，往往会遇到隧道偏压以及边坡处理的问题；针对偏压隧道建设，在设计和施工中已积累了丰富理论和实践经验，随着铁路和高速公路建设的发展,特别是近年来山岭隧道的修建,偏压隧道得到了广泛运用。
对于大偏压隧道，铁路行业主要采用大开挖的设计施工方案，而公路行业主要推行常规半明半暗复合式双层隧道结构。
目前针对傍山陡崖大偏压隧道建设还存在有以下的局限性：
1)对于大开挖方案，其施工方法单一、施工工序繁琐，严重影响工期和造价，如何在确保安全稳定的前提下选择安全、经济、合理的施工方法还有进一步的研究；
2)常规半明半暗隧道结构无法适应高陡边坡的隧道建设，设计中只能牺牲平纵面线形参数来避免高陡边坡隧道的出现；
3)傍山陡崖隧道需要形成一种新型的隧道结构来适应该地形，不仅能抵抗偏压，也能和围岩形成一个系统，实现隧道结构与围岩整体受力，而在该方面国内外的研究相对滞后。
因此，研发一种适应大偏压地形，不仅能抵抗偏压，也能和围岩形成一个系统，实现隧道结构与围岩整体受力的傍山整体式中墙连拱棚洞隧道结构及其施工工法很有必要。
发明内容
本发明的第一目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种傍山整体式中墙连拱棚洞隧道结构。
本发明的第二的是为了提供这种傍山整体式中墙连拱棚洞隧道结构的施工工法。
为了实现上述第一目的，本发明的技术方案为：一种傍山整体式中墙连拱棚洞隧道结构，其特征在于：包括整体式中墙，位于整体式中墙左侧且靠近山体的复合式衬砌，位于整体式中墙右侧的棚洞结构，所述整体式中墙包括中隔墙结构和位于中隔墙结构顶部的挡土墙；
所述复合式衬砌包括初期支护、二次衬砌和护拱结构，所述初期支护一端通过护拱结构与中隔墙结构左侧顶部连接、另一端与中隔墙结构底部左侧连接；所述二次衬砌位于初期支护和护拱结构内，二次衬砌一端与中隔墙结构左侧顶部连接、另一端与中隔墙结构底部左侧连接；
所述护拱结构和棚洞结构与挡土墙之间从下到上均依次回填混凝土和绿化层。
在上述技术方案中，所述棚洞结构包括一端与中隔墙结构右侧顶部连接、另一端与顶托梁顶部连接的顶板，一端与中隔墙结构底部右侧连接、另一端与底纵梁连接的车行底板；
所述底纵梁底部间隔布置有多个桩基，所述顶托梁和底纵梁之间间隔布置有多个斜柱。
在上述技术方案中，所述中隔墙结构底部的地基通过小导管注浆加固，并预留50cm钢管嵌入中隔墙结构。
在上述技术方案中，所述棚洞结构顶部的绿化层的坡度为％，绿化层右侧与浆砌片石连接。
在上述技术方案中，所述棚洞结构顶部的绿化层中设置有截水沟。
在上述技术方案中，所述顶板右侧顶部设置有截水挡块，所述截水挡块上设置有护栏。
在上述技术方案中，所述绿化层有下上到依次包括水泥稳定土、粘土隔水层和种植土。
在上述技术方案中，所述中隔墙结构右侧内设置有环向排水管和纵向排水管。
为了实现上述第二目的，本发明的技术方案为：一种傍山整体式中墙连拱棚洞隧道结构的施工工法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：开挖出临时边坡后，首先，对中隔墙结构底部的地基进行小导管注浆加固，并预留50cm钢管，再施作整体式中墙，在中隔墙结构内预埋环向排水管和纵向排水管；
步骤2：施作复合式衬砌的护拱结构，然后在护拱结构保护下进行初期支护、防水和二次衬砌的施工；
步骤3：对护拱结构上方依次回填混凝土和绿化层；
步骤4：施作桩基和底纵梁，然后施作车行底板和斜柱、顶托梁和顶板；
步骤5：在棚洞结构顶部依次回填回填混凝土和绿化层，并做好截水挡块、护栏和截水沟，完成施工。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1)本发明的复合式衬砌采用半明半暗方式施工，整体式中墙和棚洞结构采用明挖的方式施工，本发明适应大偏压地形，不仅能抵抗偏压，也能和围岩形成一个系统，实现隧道结构与围岩整体受力。
2)本发明临空侧的棚洞结构为斜柱支撑，视野通透，有较好的景观效果。
3)本发明符合绿色公路的建设理念，挖方小，对环境友好。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的剖视图。
其中，1-整体式中墙，11-中隔墙结构，111-环向排水管，112-纵向排水管，12-挡土墙，2-复合式衬砌，21-初期支护，22-二次衬砌，23-护拱结构，3-棚洞结构，31-顶板，311-截水挡块，312-护栏，32-车行底板，33-顶托梁，34-底纵梁，35-桩基，36-斜柱，37-浆砌片石，41-混凝土，42-绿化层，421-水泥稳定土，422-粘土隔水层，423-种植土，43-截水沟，5-临时边坡。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
参阅附图可知：一种傍山整体式中墙连拱棚洞隧道结构，其特征在于：包括整体式中墙1，位于整体式中墙1左侧且靠近山体的复合式衬砌2，位于整体式中墙1右侧的棚洞结构3，所述整体式中墙1包括中隔墙结构11和位于中隔墙结构11顶部的挡土墙12；所述棚洞结构3为临空侧；
所述复合式衬砌2包括初期支护21、二次衬砌22和护拱结构23，所述初期支护21一端通过护拱结构23与中隔墙结构11左侧顶部连接、另一端与中隔墙结构11底部左侧连接；所述二次衬砌22位于初期支护21和护拱结构23内，二次衬砌22一端与中隔墙结构11左侧顶部连接、另一端与中隔墙结构11底部左侧连接；
所述护拱结构23和棚洞结构3与挡土墙12之间从下到上均依次回填混凝土41和绿化层42。
所述棚洞结构3包括一端与中隔墙结构11右侧顶部连接、另一端与顶托梁33顶部连接的顶板31，一端与中隔墙结构11底部右侧连接、另一端与底纵梁34连接的车行底板32；
所述底纵梁34底部间隔布置有多个桩基35，所述顶托梁33和底纵梁34之间间隔布置有多个斜柱36。
所述中隔墙结构11底部的地基通过小导管注浆加固，并预留50cm钢管嵌入中隔墙结构11。
所述棚洞结构3顶部的绿化层42的坡度为5％，绿化层42右侧与浆砌片石37连接。
所述棚洞结构3顶部的绿化层42中设置有截水沟43。
所述顶板31右侧顶部设置有截水挡块311，所述截水挡块311上设置有护栏312。
所述绿化层42有下上到依次包括水泥稳定土421、粘土隔水层422和种植土423。
所述中隔墙结构11右侧内设置有环向排水管111和纵向排水管112。
一种傍山整体式中墙连拱棚洞隧道结构的施工工法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：开挖出临时边坡5后，首先，对中隔墙结构11底部的地基进行小导管注浆加固，并预留50cm钢管，再施作整体式中墙1，在中隔墙结构11内预埋环向排水管111和纵向排水管112；
步骤2：施作复合式衬砌2的护拱结构23，然后在护拱结构23保护下进行初期支护21、防水和二次衬砌22的施工；
步骤3：对护拱结构23上方依次回填混凝土41和绿化层42；
步骤4：施作桩基35和底纵梁34，然后施作车行底板32和斜柱36、顶托梁33和顶板31；
步骤5：在棚洞结构3顶部依次回填回填混凝土41和绿化层42，并做好截水挡块311、护栏312和截水沟43，完成施工。
所述中隔墙结构11左侧的弧度与复合式衬砌2内隧道的弧度匹配，中隔墙结构11右侧的弧度与棚洞结构3内隧道的弧度匹配。
整体式中墙1为钢筋砼结构，整体式中墙1底部地基采取小导管注浆加固，并预留50cm钢管嵌入中隔墙结构11。挡土墙12做复合式衬砌2顶部的土体回填挡土墙。
初期支护21和二次衬砌22与整体式中墙1直接相连形成整体结构，棚洞结构3与整体式中墙1直接相连形成整体结构。
所述混凝土41为C20素砼。
本发明可用于傍山陡崖连拱隧道，尤其是高陡边坡大偏压连拱隧道。
其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (9)

1.一种傍山整体式中墙连拱棚洞隧道结构，其特征在于：包括整体式中墙(1)，位于整体式中墙(1)左侧且靠近山体的复合式衬砌(2)，位于整体式中墙(1)右侧的棚洞结构(3)，所述整体式中墙(1)包括中隔墙结构(11)和位于中隔墙结构(11)顶部的挡土墙(12)；
所述复合式衬砌(2)包括初期支护(21)、二次衬砌(22)和护拱结构(23)，所述初期支护(21)一端通过护拱结构(23)与中隔墙结构(11)左侧顶部连接、另一端与中隔墙结构(11)底部左侧连接；所述二次衬砌(22)位于初期支护(21)和护拱结构(23)内，二次衬砌(22)一端与中隔墙结构(11)左侧顶部连接、另一端与中隔墙结构(11)底部左侧连接；
所述护拱结构(23)和棚洞结构(3)与挡土墙(12)之间从下到上均依次回填混凝土(41)和绿化层(42)。
2.根据权利要求1所述的一种傍山整体式中墙连拱棚洞隧道结构，其特征在于：所述棚洞结构(3)包括一端与中隔墙结构(11)右侧顶部连接、另一端与顶托梁(33)顶部连接的顶板(31)，一端与中隔墙结构(11)底部右侧连接、另一端与底纵梁(34)连接的车行底板(32)；
所述底纵梁(34)底部间隔布置有多个桩基(35)，所述顶托梁(33)和底纵梁(34)之间间隔布置有多个斜柱(36)。
3.根据权利要求2所述的一种傍山整体式中墙连拱棚洞隧道结构，其特征在于：所述中隔墙结构(11)底部的地基通过小导管注浆加固，并预留50cm钢管嵌入中隔墙结构(11)。
4.根据权利要求3所述的一种傍山整体式中墙连拱棚洞隧道结构，其特征在于：所述棚洞结构(3)顶部的绿化层(42)的坡度为5％，绿化层(42)右侧与浆砌片石(37)连接。
5.根据权利要求4所述的一种傍山整体式中墙连拱棚洞隧道结构，其特征在于：所述棚洞结构(3)顶部的绿化层(42)中设置有截水沟(43)。
6.根据权利要求5所述的一种傍山整体式中墙连拱棚洞隧道结构，其特征在于：所述顶板(31)右侧顶部设置有截水挡块(311)，所述截水挡块(311)上设置有护栏(312)。
7.根据权利要求6所述的一种傍山整体式中墙连拱棚洞隧道结构，其特征在于：所述绿化层(42)有下上到依次包括水泥稳定土(421)、粘土隔水层(422)和种植土(423)。
8.根据权利要求7所述的一种傍山整体式中墙连拱棚洞隧道结构，其特征在于：所述中隔墙结构(11)右侧内设置有环向排水管(111)和纵向排水管(112)。
9.根据权利要求1-8中任一权利要求所述一种傍山整体式中墙连拱棚洞隧道结构的施工工法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：开挖出临时边坡(5)后，首先，对中隔墙结构(11)底部的地基进行小导管注浆加固，并预留50cm钢管，再施作整体式中墙(1)，在中隔墙结构(11)内预埋环向排水管(111)和纵向排水管(112)；
步骤2：施作复合式衬砌(2)的护拱结构(23)，然后在护拱结构(23)保护下进行初期支护(21)、防水和二次衬砌(22)的施工；
步骤3：对护拱结构(23)上方依次回填混凝土(41)和绿化层(42)；
步骤4：施作桩基(35)和底纵梁(34)，然后施作车行底板(32)和斜柱(36)、顶托梁(33)和顶板(31)；
步骤5：在棚洞结构(3)顶部依次回填回填混凝土(41)和绿化层(42)，并做好截水挡块(311)、护栏(312)和截水沟(43)，完成施工。
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