CN202707073U - 一种连拱隧道结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种连拱隧道结构，包括左右两个隧道，两个隧道通过中隔墙相连；隧道包括有初期支护、二次衬砌、仰拱和防排水系统；二次衬砌与仰拱成独立环状结构，两侧隧道的初期支护分别支撑于中隔墙顶部；二次衬砌与初期支护和中隔墙之间设有防排水构造层。本实用新型通过优化连拱隧道结构，改善了围岩、中隔墙和二次衬砌的受力状态，提高了整个结构的安全稳定性；简化了施工工艺，能实现机械化作业，加快了施工进度，增大了施工过程中的安全性；本实用新型还优化了连拱隧道的防排水设计，较好地解决了传统连拱隧道中隔墙渗漏水的问题。

Description

一种连拱隧道结构
技术领域
本实用新型属于隧道结构设计技术领域，具体涉及一种连拱隧道结构。
背景技术
随着我国铁路、公路建设的不断延伸发展，经常遇到需要穿越岩体的情况，因此铁路隧道、公路隧道工程日渐增多。分幅修建的单体隧道在选线、洞口位置选择等方面限制颇多；而且分幅修建两条单体隧道造价高，对环境影响较大。
连拱隧道结构是近三十年来随着高等级公路建设发展而出现的一种隧道结构形式，具有较好的适用性和优越性，尤其适用于用地受限、山区地形复杂、道路展现困难等情况。这类隧道往往设在浅埋偏压、围岩软弱、岩溶等地质复杂的路段，其在施工过程中围岩的稳定性备受关注。同时，连拱隧道结构恰好弥补了分幅修建单体隧道的不足，应用日趋广泛；进入90年代后，我国在云南、贵州等省的一些高速公路工程中多次应用了连拱隧道结构。
连拱隧道结构具备了一系列的特点：(1)可以避免隧道洞口大桥分幅建造；(2)占地面积少；(3)对环境影响范围小；(4)可以有效减少隧道施工长度，节约造价；(5)便于大桥与隧道的连接；(6)安全性能良好。
但是传统的连拱隧道结构，如公开号为CN 201363150Y的中国专利公开了一种双连拱隧道，其左右幅隧道的初期衬砌和二次衬砌结构均支撑在直墙式的中隔墙上，中隔墙处结构受力复杂，同时由于连拱隧道往往设在浅埋偏压处，左右幅的埋深不一致，中隔墙往往偏心受压较严重，易产生裂缝；中隔墙上方岩体呈牛鼻子状，该处岩体应力集中较大，对于V、IV、III级别的围岩，该处最窄宽度分别只有20cm、46cm、75cm，宽度越小，应力越集中，同时由于施工需经过几次直接的爆破影响，岩石强度大为降低，因此该处的岩体极易受压破坏，产生较大的变形，将影响整个隧道的稳定性：从岩体开挖轮廓面来讲，中隔墙上方岩体应力集中大，不利于发挥岩体的自承能力，这样往往造成加强支护措施，加密锚杆和喷砼厚度，从而增加工程造价。在从使用运行情况来看，传统的连拱隧道中隔墙处渗漏水问题突出，中隔墙处常出现裂缝。
发明内容
针对现有技术所存在的上述技术缺陷，本实用新型提供了一种连拱隧道结构，改善了围岩、中隔墙和二次衬砌的受力状态，提高了隧道整体的安全稳定性，解决了传统连拱隧道中隔墙渗漏水的问题。
一种连拱隧道结构，包括左右两个隧道，两个隧道通过中隔墙相连；所述的隧道包括有初期支护、二次衬砌、仰拱和防排水系统；所述的二次衬砌与仰拱成独立环状结构，两侧隧道的初期支护分别支撑于中隔墙顶部；所述的二次衬砌与初期支护和中隔墙之间设有防排水构造层。
所述的中隔墙为钢筋混凝土墙体；其采用复合曲墙式结构，其侧面和顶面均为曲面，其最小厚度为180cm；这样能够大大改善围岩的受力状态，可计算出中隔墙及其上方围岩的应力分布，明确了中隔墙的受力，减少了中隔墙上方岩体的应力集中，有利于充分发挥围岩自承能力，从而减少了对二次衬砌的压力。
所述的中隔墙侧面与两侧隧道洞的二次衬砌相配合；中隔墙顶面与围岩开挖面相配合；中隔墙只承受初期支护传递过来的力以及中隔墙上方围岩的压力。
所述的二次衬砌为模注钢筋混凝土；其横断面为圆形、二心圆、三心圆或椭圆形等；两个隧道的二次衬砌采用左右幅独立成拱，左右幅隧道围岩的松驰压力由独立拱承受，减少了对中隔墙的偏压和承载，这样的结构设计大大地改善了围岩、中隔墙和二次衬砌的受力状态，提高了整个结构的安全度，同时可避免因偏压引起的裂缝。
所述的防排水系统包括两条纵向排水盲沟、两条路基边沟和多条环向排水带；所述的环向排水带设置于防排水构造层与初期支护和中隔墙之间。
所述的环向排水带两端分别与两条纵向排水盲沟连接；两条纵向排水盲沟通过横向引水管分别与两条路基边沟连接。
所述的环向排水带的厚度为4mm，宽度为100～150mm，其横截面为矩形；相邻两条环向排水带的纵向间距为2～10m。
所述的防排水构造层包括防水层和设于防水层上的排水滤层；所述的防水层设置于二次衬砌上；这样左右幅隧道围岩(包括中隔墙上方的围岩)的渗水分别通过各自的排水滤层、经环向排水带排至两侧的纵向排水盲沟，再通过横向引水管排至两侧路基边沟。
本实用新型的有益效果为：
(1)本实用新型优化了连拱隧道结构，改善了围岩、中隔墙和二次衬砌的受力状态，提高了整个结构的安全稳定性。
(2)本实用新型优化了连拱隧道防排水系统，提高了隧道的防排水性能，解决了传统连拱隧道中隔墙渗漏水的问题。
(3)本实用新型结构便于施工，简化了施工工艺，便于发挥围岩的自承能力，能实现机械化作业，加快了施工进度，提高了施工过程中的安全性。
附图说明
图1为本实用新型连拱隧道的结构示意图。
图2为图1沿AA’方向的截面图。
具体实施方式
为了更为具体地描述本实用新型，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型的技术方案进行详细说明。
如图1所示，一种连拱隧道结构，包括左右两个隧道，两个隧道通过中隔墙3相连；隧道包括有初期支护1、二次衬砌2、仰拱4和防排水系统；二次衬砌2与仰拱4成独立环状结构，两侧隧道的初期支护1分别支撑于中隔墙3顶部；二次衬砌2与初期支护1和中隔墙3之间设有防排水构造层5。
中隔墙3为钢筋混凝土墙体；其采用复合曲墙式结构，其侧面和顶面均为曲面，底面为平面并设有墙脚，中隔墙3的最小厚度为180cm；这样能够大大改善围岩7的受力状态，可计算出中隔墙3及其上方围岩7的应力分布，明确了中隔墙3的受力，减少了中隔墙3上方岩体的应力集中，有利于充分发挥围岩7自承能力，从而减少了对二次衬砌2的压力。
中隔墙3侧面与两侧隧道洞的二次衬砌2相配合；中隔墙3顶面与围岩7开挖面相配合；中隔墙3只承受初期支护1传递过来的力以及中隔墙3上方围岩7的压力。
二次衬砌2为模注钢筋混凝土，其横断面为二心圆，其厚度可根据围岩级别取40～50cm；两个隧道的二次衬砌2采用左右幅独立成拱，左右幅隧道围岩的松驰压力由独立拱承受，减少了对中隔墙3的偏压和承载，这样的结构设计大大地改善了围岩7、中隔墙3和二次衬砌2的受力状态，提高了整个结构的安全度，同时可避免因偏压引起的裂缝。
防排水系统包括两条纵向排水盲沟62、两条路基边沟64和多条环向排水带61；如图2所示，环向排水带61设置于防排水构造层5与初期支护1和中隔墙3之间；防排水构造层5包括防水层51和设于防水层51上的排水滤层52；防水层51设置于二次衬砌2上；本实施方式中，排水滤层52采用400g/m2土工无纺布，防水层51采用隧道专用防水卷材，厚度为1.0～1.5mm；纵向排水盲沟62采用土工布包裹打孔波纹管，管径为100mm。
环向排水带61两端分别与两条纵向排水盲沟62连接；两条纵向排水盲沟62通过横向引水管63分别与两条路基边沟64连接；环向排水带61的厚度为4mm，宽度为100～150mm，其横截面为矩形；相邻两条环向排水带61的纵向间距为2～10m；可根据渗水量不同调节间距，渗水量大，取小值；渗水量小，取大值。
这样左右幅隧道围岩(包括中隔墙上方的围岩)的渗水分别通过各自的排水滤层52、经环向排水带61排至两侧的纵向排水盲沟62，再通过横向引水管63排至两侧路基边沟64。

Claims (9)

1.一种连拱隧道结构，包括左右两个隧道，两个隧道通过中隔墙相连；所述的隧道包括有初期支护、二次衬砌、仰拱和防排水系统；其特征在于：所述的二次衬砌与仰拱成独立环状结构，两侧隧道的初期支护分别支撑于中隔墙顶部；所述的二次衬砌与初期支护和中隔墙之间设有防排水构造层。
2.根据权利要求1所述的连拱隧道结构，其特征在于：所述的中隔墙为钢筋混凝土墙体。
3.根据权利要求1所述的连拱隧道结构，其特征在于：所述的中隔墙采用复合曲墙式结构，其侧面和顶面均为曲面，其最小厚度为180cm。
4.根据权利要求1所述的连拱隧道结构，其特征在于：所述的二次衬砌为模注钢筋混凝土。
5.根据权利要求1所述的连拱隧道结构，其特征在于：所述的二次衬砌的横断面为圆形、二心圆、三心圆或椭圆形。
6.根据权利要求1所述的连拱隧道结构，其特征在于：所述的排水系统包括两条纵向排水盲沟、两条路基边沟和多条环向排水带；所述的环向排水带设置于防排水构造层与初期支护和中隔墙之间；所述的环向排水带两端分别与两条纵向排水盲沟连接；两条纵向排水盲沟通过横向引水管分别与两条路基边沟连接。
7.根据权利要求6所述的连拱隧道结构，其特征在于：所述的环向排水带的横截面为矩形，其厚度为4mm，宽度为100～150mm。
8.根据权利要求6所述的连拱隧道结构，其特征在于：相邻两条环向排水带的纵向间距为2～10m。
9.根据权利要求1或6所述的连拱隧道结构，其特征在于：所述的防排水构造层包括防水层和设于防水层上的排水滤层，所述的防水层设置于二次衬砌上。
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