CN202451164U - 具有开孔明洞结构的隧道 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有开孔明洞结构的隧道，该隧道主要由实体结构和开孔结构连接而成，实体结构包括位于隧道两侧的边墙、位于隧道中部的中墙以及由边墙和中墙支承的第一顶板；开孔结构包括位于隧道两侧的边墙和位于隧道中部的支承件，支承件与其一侧边墙的顶部铺设第二顶板，支承件与其另一侧边墙的顶部间隔铺设有若干大梁，大梁上方铺设有第三顶板，第三顶板围成一开孔，开孔上方覆设透光板。本实用新型的隧道具有结构形式简单、施工方便、节约用地、节能环保等优点。

Description

具有开孔明洞结构的隧道

技术领域

本实用新型涉及一种隧道，尤其涉及一种具有开孔明洞结构的隧道。

背景技术

随着国民经济现代化水平的不断提高，人类因居住和从事各种活动而争占土地的矛盾日趋激化。从宏观上看，人口的增加和生活需求的增长与土地等自然条件的日益恶化和资源的逐渐枯竭引起的人类生存空间问题，应该说已达到了危机程度。在这种情况下，地下空间资源的开发与综合利用，为人类生存空间的扩展提供了具有很大潜力的自然资源。

目前在城市的建设过程中，大量的采用了隧洞这种结构形式下穿城市的商业和生活区，以便节约用地，减少对环境的破坏。一般公路隧道建设中采用的结构形式主要有以下几种：

（1）按隧道断面形状可以分为矩形、拱形、圆形和椭圆形等断面形式；

（2）矩形断面可分为单跨、双跨及多跨等种类；

（3）拱形断面可分为单拱、双拱及多拱等种类；

（4）圆形断面可分为单圆和多圆两种形式。

双向通行的公路隧道根据施工方法不同，采用的断面形式也有差异。采用钻爆法施工的隧道一般采用拱形断面，采用盾构法施工的隧道一般采用圆形断面，采用沉管法施工的隧道可采用圆形或矩形断面。一般来说，暗挖施工的隧道采用圆形或近圆形的拱形断面对结构受力较好，明挖施工的隧道则宜采用矩形或圆形断面。

隧道设置矩形断面的目的是尽可能地利用断面的有效面积、降低工程规模及与接线的可靠衔接，并可有效减少拱部高度，适用于路线纵面标高受限制的区域，一般在城市道路中较为常见。矩形断面的隧洞结构受力不如圆形断面的好，拱顶一般不考虑额外增加荷载，故利用率不高，形成浪费，尤其在人口稠密的商业生活区，这种现象更加突出。

隧道其实是一个封闭的地下管状结构，洞内空气流通速度慢，有害气体浓度较隧道外高，烟雾及粉尘不易消散。目前一般采用在隧道内设机械通风的形式解决此问题，利用风机从洞口送风进隧道或排风出隧道，后期的运营及养护成本均较高。

为此，我们有必要对隧道的结构形式及通风系统进行改进，以解决节约用地及隧道运营期的通风防灾问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构形式简单、施工方便、节约用地、节能环保的具有开孔明洞结构的隧道。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为一种具有开孔明洞结构的隧道，所述隧道主要由实体结构和开孔结构连接而成，所述实体结构包括位于隧道两侧的边墙、位于隧道中部的中墙以及由所述边墙和中墙支承的第一顶板；所述开孔结构包括位于隧道两侧的边墙和位于隧道中部的支承件，所述支承件与其一侧边墙的顶部铺设第二顶板，所述支承件与其另一侧边墙的顶部间隔铺设有若干大梁，大梁上方铺设有第三顶板，第三顶板围成一开孔，开孔上方覆设透光板。

上述的具有开孔明洞结构的隧道中，所述支承件优选包括一排间隔布置的立柱和立柱上方设置的框架梁；所述第二顶板的两侧分别固接在所述框架梁和所述开孔结构的一侧边墙上；所述大梁的两侧分别固接在所述框架梁和所述开孔结构的另一侧边墙上。

上述的具有开孔明洞结构的隧道中，所述实体结构和开孔结构交替布置，所述开孔结构中的开孔位置沿隧道走向在隧道左右幅交替布设。

上述本实用新型的技术方案中，整个隧道结构根据开孔设置的有无化分为实体结构和开孔结构两种类型。实体结构和开孔结构均采用双洞型的“M”截面。实体结构中两个隧洞结构的设置方式可以完全相同，即在隧道左右两侧各设置边墙一片，在隧道中部设置中墙一片，顶部则可设置两跨连续板（即上述的第一顶板），第一顶板与两侧的边墙均可采用固结方式；所有边墙及中墙的墙体基础均采用条形基础，条形基础需设置在稳定并符合承载力要求的地基上，墙背需回填密实，并做好相应的排水工作。开孔结构中两个隧洞结构的设置方式则存在差异，左右幅的隧洞需分别考虑，一般一处开孔结构只在左幅或右幅开孔，在优选的技术方案中，第三顶板上的开孔还应沿隧道走向左右幅错开设置，以便更好地实现通风和采光功能。开孔结构在隧道左右两侧同样各设置一片边墙，中间则设置支承件，在优选的技术方案中，该支承件采用一排间隔布置的立柱替代，柱顶设置框架梁，单根立柱之间形成通风道，使左右两侧的隧洞能够互相通风。开孔结构不开孔的半幅侧顶部可直接采用现浇板（即第二顶板）铺设，第二顶板分别与边墙和中间的框架梁固接；开孔结构开孔的半幅侧顶部则设置有若干大梁（大梁数量一般与立柱的数量相等，且设于立柱上方），大梁分别与边墙及中间的框架梁固接，现浇面板（即第三顶板）支撑在大梁上部，其共同围成孔口的截面形式。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的上述隧道采用双孔明洞结构，隧道截面呈类似的“M”形，两孔通道将上下行交通分隔，整个隧道结构由墙、梁、板、柱等组合而成，结构简单，容易施工。本实用新型隧道的上部可作为人群集散广场，隧洞中是行车通道，能充分利用土地。另外，本实用新型隧道的顶部每隔一定距离设置通风采光孔，可少设或不设隧道风机，充分利用自然条件通风照明，减少能耗和设备维护费用，尤其适用于城市中的长隧道。综上，本实用新型的隧道不仅可大大提高隧道的空间利用率，而且结构形式新颖，施工方便，为今后公路隧道的施工建造开辟了广阔的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型实施例中具有开孔明洞结构的隧道平面布置结构示意图（局部俯视）。

图2为图1中A-A处的剖面图。

图3为图1中B-B处的剖面图。

图4为图1中左侧开孔结构的局部放大图。

图5为本实用新型实施例中隧道施工方式的状态示意图。

图例说明：

1. 实体结构； 11. 第一顶板； 2. 开孔结构； 21. 第二顶板； 22. 大梁； 23. 第三顶板； 24. 透光板； 25. 椭圆形开孔； 26. 立柱； 27. 框架梁； 28. 支撑架； 3. 边墙； 4. 中墙； 5. 支承件； 6. 条形基础； 7. 满堂支架。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例：

某地拟将贯穿城区的高速公路采用隧道方式改造，将城区的两大部分连接，并利用隧道的洞顶作为人群活动的广场。设计的隧道长度为超过1.5km，原高速公路采用双向四车道设计施工，考虑到通行能力的限制，将来会拓宽为双向六车道，故隧道按双向六车道设计，以便满足规划的使用要求。整个隧道结构净空根据原高速公路的设计标准拟定。由于本实施例的隧道路线较长，连成整体后的隧道将成为一个长隧道，而长隧道需考虑照明、通风等各项要求。为降低工程规模、并节约运营费用，本实施例采用了一种如图1～图4所示的本实用新型的具有开孔明洞结构的隧道。

如图1～图4所示，本实施例的隧道主要由实体结构1和开孔结构2连接而成，实体结构1包括位于隧道两侧的边墙3、位于隧道中部的中墙4以及由边墙3和中墙4支承的第一顶板11；开孔结构2包括位于隧道两侧的边墙3和位于隧道中部的支承件5，支承件5与其一侧边墙3的顶部铺设第二顶板21，支承件与其另一侧边墙的顶部间隔铺设有若干大梁22，大梁22上方铺设有第三顶板23，第三顶板23围成一椭圆形开孔25，开孔上方覆设具有一定透光系数的透光板24，透光板24通过支撑架28支撑，这使得椭圆形开孔25能起到很好的自然通风和采光效果。

由图1可见，本实施例的具有开孔明洞结构的隧道中，实体结构1和开孔结构2交替布置，且开孔结构2中的椭圆形开孔25的位置沿隧道走向在隧道左右幅交替布设，本实施例中椭圆形开孔25的纵向间距设计为60m（两椭圆中心的水平距离）。

图2为本实施例的隧道中实体结构1的断面结构示意图，由图2可见，实体结构1的截面呈“M”形，其基础均采用条形基础。实体结构1顶部的第一顶板11采用钢筋混凝土板，厚度根据受力分析确定，由于本实施例的隧道顶部将用作人群集散的城市广场，可过人而不能行车，因此计算时需考虑广场荷载的影响。实体结构1的边墙3受力一般较中墙4大，边墙3的设置也较中墙4厚，但考虑单幅施工时的施工荷载，故中墙4也需要一定的承载能力。第一顶板11与边墙3和中墙4连接的节点受冲切影响较大，本实施例采用了加腋的办法扩大受力面积，减少混凝土的应力集中现象。

图3为本实施例的隧道中开孔结构2的断面结构示意图，由图3可见，开孔结构2的部分结构与实体结构1大体相同，其基础均采用条形基础。开孔结构2未开孔侧顶部铺设的第二顶板21采用钢筋混凝土板，开孔侧顶部设有钢筋混凝土大梁22，大梁22上方设置的第三顶板23采用钢筋混凝土板，钢筋混凝土板的厚度根据受力分析确定，计算时同样需考虑广场荷载的影响。开孔结构2中顶部的孔口可采用圆形、椭圆形、方形等形状，本实施例中采用椭圆形开孔25，椭圆形开孔25由大梁22及与之连接的第三顶板23共同围成，第三顶板23同样需考虑广场集中荷载的作用。两侧的边墙3同实体结构1，但开孔结构2的中央分隔带部分则不采用实体结构1中的中墙4，而采用支承件5的形式，本实施例中的支承件5包括一排间隔布置的立柱26和立柱26上方设置的钢筋混凝土框架梁27；第二顶板21的两侧分别固接在框架梁27和开孔结构2的一侧边墙3上；大梁22的两侧分别固接在框架梁27和开孔结构2的另一侧边墙3上。为减少大梁、顶板等构件对节点冲切力的影响，在节点处均采用加腋方式处理。相邻两立柱26之间形成一定大小的通道，这样有利于左右隧洞的通风和防灾。

本实施例的隧道施工过程中，为尽量减少对隧道内高速公路通行的干扰，本实施例采用半幅施工、半幅放行的方式进行施工。实体结构1的施工状态示意图如图5所示，半幅施工采用碗扣式满堂支架7方式整体半幅现浇，先施工中墙4及一侧的边墙3和第一顶板11，待左幅（或右幅）施工完毕后再施工另一侧的边墙3和第一顶板11。开孔结构2的施工方式与实体结构1相同，也采用半幅施工、半幅放行的施工方式。另外，考虑到本实施例的隧道主要应用于旧路改造工程，为控制工程规模，应尽可能保留原高速公路的路面及路基，设计方案考虑不破坏原路面及路基，只在高速公路的路基两侧及中间分隔带部位进行施工，拆除路基两侧的挡墙和维护结构。不论是实体结构1部分还是开孔结构2部分均要先在公路的两侧及中央分隔带位置开挖基坑，施作好基础垫层及条形基础6；基础宽度根据上部结构传至基础的力和地基的基底承载力确定，局部有孔洞需要跨越的地方需设置基础梁。

由上可见，本实施例提出的这种隧道结构形式是一种双跨箱型明洞，该结构分为左右两个隧洞，分别通行上、下行车辆，该结构适用于各种双向通行的公路隧道。整个隧道结构为现浇钢筋混凝土结构，两孔相连，整个隧道结构的横截面呈“M”形，上、下行交通可通过中墙4和支承件5分离，顶板作为人群集散的城市广场，可过人而不行车。本实施例的隧道不仅达到连接城市、增设人行广场的目的，而且具有节地、环保和节能的显著优势。

上述实施例仅仅是为了进一步阐释和描述本实用新型的技术方案，以帮助本领域技术人员进一步理解本实用新型技术方案的核心思想。本领域的普通技术人员在应用本实用新型的过程中，在具体实施方式及细节上所作的非实质性改变（包括开孔形式、结构形状等），均在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种具有开孔明洞结构的隧道，其特征在于，所述隧道主要由实体结构和开孔结构连接而成，所述实体结构包括位于隧道两侧的边墙、位于隧道中部的中墙以及由所述边墙和中墙支承的第一顶板；所述开孔结构包括位于隧道两侧的边墙和位于隧道中部的支承件，所述支承件与其一侧边墙的顶部铺设第二顶板，所述支承件与其另一侧边墙的顶部间隔铺设有若干大梁，大梁上方铺设有第三顶板，第三顶板围成一开孔，开孔上方覆设透光板。

2.根据权利要求1所述的具有开孔明洞结构的隧道，其特征在于，所述支承件包括一排间隔布置的立柱和立柱上方设置的框架梁；所述第二顶板的两侧分别固接在所述框架梁和所述开孔结构的一侧边墙上；所述大梁的两侧分别固接在所述框架梁和所述开孔结构的另一侧边墙上。

3.根据权利要求1所述的具有开孔明洞结构的隧道，其特征在于，所述实体结构和开孔结构交替布置，所述开孔结构中的开孔位置沿隧道走向在隧道左右幅交替布设。

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