CN203308470U - 一种适用于大断面偏压隧道洞口段的套拱结构型式 - Google Patents

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薛晓辉
申俊敏
宿钟鸣
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山西省交通科学研究院
山西交科公路勘察设计院
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Abstract

本实用新型公开了一种适用于大断面偏压隧道洞口段的套拱结构型式,该套拱结构型式包括了位于隧道洞口一侧的挡土墙、位于隧道洞口顶部的套拱和位于隧道洞口另一侧的预加固桩。隧道顶部套拱两侧分别与挡土墙和预加固桩相连接,并利用片石混凝土进行回填,减缓了偏压程度,其上部荷载经过隧道顶部套拱传递后主要由挡土墙和预加固桩承受。本实用新型的套拱结构型式稳定性强,施工工法简单,力学性能好,避免了常规套拱基底下沉、拱顶开裂等病害的发生,预防了隧道洞口地段的滑坡、坍塌,使得“暗挖法”顺利进行,保证了施工人员和机械的安全;同时避免了偏压洞口段的“大挖大刷”,保护了生态环境。

Description

一种适用于大断面偏压隧道洞口段的套拱结构型式

技术领域

[0001] 本实用新型属于隧道施工时洞口加固领域,具体涉及一种适用于大断面偏压隧道洞口段的套拱结构型式。

背景技术

[0002] 随着我国高速公路的发展及交通量的不断增大,大跨度、大断面、多车道高速公路隧道的建设已成为必然趋势。尤其是偏压地形条件下大断面软弱围岩段隧道,其洞口部位围岩比较破碎松散,风化程度高,且偏压隧道洞口极易形成滑坡、坍塌等。洞口段施工通常先设置管棚套拱,然后进行暗挖施工,但在大断面偏压情况下,常规管棚套拱极易发生基底下沉、拱顶开裂等病害,已不能适应现在隧道工程的发展。

发明内容

[0003] 本实用新型所要解决的技术问题就是要提供一种适用于大断面偏压隧道洞口段的套拱结构型式。

[0004] 本实用新型的技术方案:一种适用于大断面偏压隧道洞口段的套拱结构型式,其特征是它包括挡土墙2、预加固桩6和隧道顶部套拱9,挡土墙2设在偏压隧道地势较低的一侧,预加固桩6设在隧道洞口另一侧,隧道顶部套拱9两侧分别与挡土墙2和预加固桩6连接,隧道顶部套拱9顶部载荷主要由挡土墙2和预加固桩6承受,隧道顶部套拱9之间设有管棚套管10。

[0005] 所述挡土墙2正面适当位置设置连接套管3,连接套管3中插入连接钢筋8,挡土墙2通过连接钢筋8与隧道顶部套拱9连接。

[0006] 所述挡土墙2适当高度处设置泄水孔4。

[0007] 所述预加固桩6内设有连接钢筋8,预加固桩6通过连接钢筋8与隧道顶部套拱9连接。

[0008] 所述预加固桩6上设有冠梁7。

[0009] 所述隧道顶部套拱9与挡土墙2连接处回填粗粒材料11。

[0010] 所述挡土墙2正面与原地面I之间的低凹处用C15片石混凝土 5进行回填。

[0011] 所述在挡土墙2背后,用废土、弃渣等作为反压回填土 12进行反压回填。

[0012] 一种适用于大断面偏压隧道洞口段的套拱结构型式的具体施工步骤如下:

[0013] (I)挡土墙施工:在偏压隧道地势较低的一侧开挖,设置配筋,浇注挡土墙2,并在挡土墙2正面适当位置设置连接套管3,在挡土墙2适当高度处设置泄水孔4。

[0014] (2)片石混凝土回填:在挡土墙2正面与原地面之间的低凹处进行地表清理后,用C15片石混凝土 5进行回填。

[0015] (3)预加固桩施工:在隧道洞口另一侧开挖,浇注预加固桩6,并在其桩顶预埋连接钢筋8。

[0016] (4)隧道顶部的管棚套拱施工:开挖隧道顶部套拱9断面,但保留其核心土,在挡土墙2中的连接套管3中插入连接钢筋8,将隧道顶部套拱9与挡土墙2连接起来,并在隧道顶部套拱9与挡土墙2连接处回填粗粒材料11。

[0017] (5)反压回填土:在挡土墙2背后,用废土、弃渣等作为反压回填土 12进行反压回填,并将其夯实,从而提高挡土墙2的整体稳定性。

[0018] 本实用新型的有益效果:既利用挡土墙对偏压地形进行了改善,使得围岩荷载趋于均衡,又利用了洞桩式复合套拱能够适应大断面隧道的优势。因此其结构稳定性强、力学性能好、避免了偏压地形造成的洞口失稳、避免了大断面隧道洞口常规套拱拱顶开裂,且该结构型式的施工步骤简单、可操作性强、施工安全性高、环保性强、经济效益和社会效益较闻。

附图说明

[0019] 图1为本实用新型套拱正面截面示意图,

[0020] 图2为图1的俯视图,

[0021] 图3为图1中A处局部放大图。

具体实施方式

[0022] 下面结合具体实施例对本实用新型进一步说明。

[0023] 某高速公路隧道,四车道断面,开挖跨度达22m,开挖断面面积达到110 m%属超大断面隧道;洞口段位于黄土塬墚深切沟谷斜坡地貌,坡面陡峻,坡度为45°〜50°,因此洞口段地形偏压程度较大。该隧道洞口段围岩风化程度高、岩体破碎、自成拱能力较差,进洞施工难度较大,因此采用本实用新型对洞口进行处理。具体实施方法如下:(I)挡土墙施工。对隧道洞口段进行地表清理,在隧道地势较低一侧进行挡土墙基础开挖,其开挖深度为14.4m,宽度为10.0m,长度为3.0m ;利用C25混凝土进行挡土墙墙体浇注,浇注高度为27.2m,在挡土墙顶部进行水泥砂浆抹面处理,在挡土墙墙身距离墙底高度为14m处设置OllOPVC排水管,并设置四个Φ 125连接套管。(2)片石混凝土回填。在在挡土墙正面与原地面之间的低凹处进行地表清理后,用C15片石混凝土进行回填,逐层夯实,顶部应保持2%〜3%的坡度,使地表水能够及时排走。(3)预加固桩施工。在隧道洞口另一侧开挖、浇注预加固桩,其桩身宽为1.2m,高10.5m,其冠梁宽L 75m,高L 25m。(4)管棚套拱施工。在挡土墙上的连接套管中插入连接钢筋,浇注管棚套拱,并在管棚套拱内预设Φ 125连接套管,用连接钢筋将管棚套拱与预加固桩连接起来。(5)反压回填土。在挡土墙背后,用废土、弃渣进行反压回填,其填土高度为10.5m,并将其夯实,其坡面应用水泥砂浆进行抹面处理。

[0024] 本实用新型的复合套拱结构型式施工完成后,可在管棚套管中进行管棚的施工。由于该结构型式使得挡土墙、管棚套拱、预加固桩形成一个整体,其受力性能较好,既改善了偏压地形荷载不均匀的程度,又提高了大断面隧道拱脚承载能力,避免产生套拱基底不均匀沉降、套拱拱顶开裂等病害。在该新型复合套拱结构型式的保护作用下,大断面偏压隧道暗挖法的安全性、经济性得到极大提高。

Claims (7)

1.一种适用于大断面偏压隧道洞口段的套拱结构型式,其特征是它包括挡土墙(2)、预加固桩(6)和隧道顶部套拱(9),所述挡土墙(2)设在偏压隧道地势较低的一侧,预加固桩(6)设在隧道洞口另一侧,隧道顶部套拱(9)两侧分别与挡土墙(2)和预加固桩(6)连接,隧道顶部套拱(9)顶部载荷主要由挡土墙(2)和预加固桩(6)承受,隧道顶部套拱(9)之间设有管棚套管(10)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于大断面偏压隧道洞口段的套拱结构型式,其特征是挡土墙(2)正面适当位置设置连接套管(3),连接套管(3)中插入连接钢筋(8),挡土墙(2)通过连接钢筋(8)与隧道顶部套拱(9)连接。
3.根据权利要求1所述的一种适用于大断面偏压隧道洞口段的套拱结构型式,其特征是挡土墙(2 )适当高度处设置泄水孔(4 )。
4.根据权利要求1所述的一种适用于大断面偏压隧道洞口段的套拱结构型式,其特征是预加固桩(6)内设有连接钢筋(8),预加固桩(6)通过连接钢筋(8)与隧道顶部套拱(9)连接。
5.根据权利要求1所述的一种适用于大断面偏压隧道洞口段的套拱结构型式,其特征是预加固桩(6 )上设有冠梁(7 )。
6.根据权利要求1所述的一种适用于大断面偏压隧道洞口段的套拱结构型式,其特征是隧道顶部套拱(9 )与挡土墙(2 )连接处回填粗粒材料(11)。
7.根据权利要求1所述的一种适用于大断面偏压隧道洞口段的套拱结构型式,其特征是挡土墙(2)正面与原地面(I)之间的低凹处用C15片石混凝土(5)进行回填。
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