CN205895242U - 一种小角度交叉口隧道结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种小角度交叉口隧道结构，包括沿隧道开挖方向上依次分布的四个区段：护壁区、减跨区、扩挖区及一般洞身段，所述的护壁区、减跨区、扩挖区以及一般洞身段按照开挖跨度及中夹岩厚度划分。本实用新型按照新奥法基本原理，视围岩为结构的一部分，充分发挥岩体自承能力为原则进行设计，本实用新型无需大规模扩挖围岩，通过预先加固中夹岩，设中隔墙减小跨度，增设施工支洞等措施，实现隧道线形平顺，行车舒适，结构安全、经济可行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种小角度交叉口隧道结构，即两平交隧道夹角在0~25°范围的交叉口结构，适用于Ⅱ~Ⅳ级水电场内、社会改扩建等工程的中等跨度交通隧道，采用小角度交叉的结构进行隧道洞内改线，改线后线型平顺。
背景技术
现行公路隧道规范定义，隧道内交叉口是指两相交洞室在拱部相交的岔洞结构，其受力关系复杂，计算和施工都比较繁琐。目前隧道洞内斜井、横通道及隧道间交叉口普遍采用大角度相交，洞内交叉线型布置受限。市政公路隧道主线与匝道间夹角小，其交叉口均采用大断面逐段过渡，开挖断面大，虽然很好的解决了现场施工安全问题，但施工难度大，投资高，工期长。
安全、经济、快速的修建隧道是建设者的共同目标，场内交通地下洞室群规模庞大，传统的交叉口设计不足以满足隧道线形优化及节约投资的需要。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：结合隧道交叉口设计现状，提供一种小角度交叉口隧道结构，是一种适用于Ⅱ~Ⅳ级的围岩段的中跨隧道结构，其安全、经济、实用。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：一种小角度交叉口隧道结构，包括沿隧道开挖方向上依次分布的四个区段：护壁区（1）、减跨区（2）、扩挖区（3）及一般洞身段（4），所述的护壁区（1）、减跨区（2）、扩挖区（3）以及一般洞身段（4）按照开挖跨度及中夹岩厚度划分，其中，所述护壁区（1）建立在中夹岩厚度≤6m的隧洞段，护壁区（1）通过在既有隧道内护壁、回填形成，以稳固中夹岩，保证充分发挥围岩自承能力；
所述减跨区（2）建立在开挖总宽度B≥14m至中夹岩起始处的隧洞段，所述减跨区（2）中预支护C25混凝土中墙结构，减小结构跨度；
所述扩挖区（3）建立在新建隧道（12）与既有隧道（11）的交汇处总开挖宽度B＜14m的隧洞段，为满足交通建筑限界及结构要求需扩挖段，该段直接扩挖后及时支护；
所述一般洞身段（4）为新建隧道（12）的独立洞段，所述一般洞身段（4）受交叉口开挖支护影响可以忽略不计，按常规洞室设计施工，需按控制爆破开挖掘进。
在采用上述技术方案的同时，本实用新型还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：
在一般洞身段（4）和既有隧道（11）之间布置施工支洞（5），所述施工支洞（5）适用于需加快施工进度的工程，达到隧道掘进及交叉口施工平行作业，减小交叉口扩挖段施工难度的目的。
所述的护壁区（1）、减跨区（2）、扩挖区（3）以及一般洞身段（4）按照正向法施工顺序（9b）进行开挖。
所述施工支洞（5）按照逆向法施工顺序（9a）进行开挖。
所述新建隧道（12）、既有隧道（11）和施工支洞（5）之间预先加固中夹岩（6）。
所述既有隧道（11）的护壁区（1）中布置混护壁混凝土结构（7），其减跨区（2）中布置混凝土中隔墙（8），所述混凝土中隔墙（8）顶部布置砂浆锚杆（15）。
所述既有隧道（11）内设置一定高度的洞渣回填段；所述既有隧道（11）低于所述新建隧道（12）的部分采用混凝土回填补平。
所述新建隧道（12）的护壁区（1）、减跨区（2）和扩挖区（3）的支护结构均包括超前砂浆锚杆（13）、砂浆锚杆（14）、初喷混凝土层（18）、复喷混凝土层（19）和模筑钢筋混凝土层（20），超前砂浆锚杆（13）和砂浆锚杆（14）锚固在初喷混凝土层（18）上，初喷混凝土层（18）内设有钢筋网（16），复喷混凝土层（19）内设有型钢架（17），在开挖断面上的复喷混凝土层（19）和模筑钢筋混凝土层（20）之间预留一定的变形量空间（21）。
本实用新型的有益效果是：本实用新型按照新奥法基本原理，视围岩为结构的一部分，充分发挥岩体自承能力为原则进行设计，将隧道交叉口按开挖跨度及中夹岩厚度分为四个区段：护壁区、减跨区、扩挖区及一般洞身段，并结合围岩条件分段设计支护参数。本实用新型无需大规模扩挖围岩，通过预先加固中夹岩，设中隔墙减小跨度，增设施工支洞等措施，实现隧道线形平顺，行车舒适，结构安全、经济可行。
附图说明
图1为本实用新型的隧道交叉口布置示意图。
图2为本实用新型护壁区的剖面示意图。
图3为本实用新型减跨区的剖面示意图。
图4为本实用新型扩挖区的剖面示意图。
图5 为衬砌结构剖面图。
具体实施方式
如图1-4所示，本实施例以Ⅳ级围岩隧道小角度改线结构为例。
本实用新型的小角度交叉口隧道结构，包括沿隧道开挖方向上依次分布的四个区段：护壁区1、减跨区2、扩挖区3及一般洞身段4，所述的护壁区1、减跨区2、扩挖区3以及一般洞身段4按照开挖跨度及中夹岩厚度划分，其中，所述护壁区1建立在中夹岩厚度≤6m的隧洞段，护壁区1通过在既有隧道内护壁、回填形成，以稳固中夹岩，保证充分发挥围岩自承能力；所述减跨区2建立在开挖总宽度B≥14m至中夹岩起始处的隧洞段，所述减跨区2中预支护C25混凝土中墙结构，减小结构跨度；所述扩挖区3建立在新建隧道12与既有隧道11交汇处的总开挖宽度B＜14m的隧洞段，为满足交通建筑限界及结构要求需扩挖段，该段直接扩挖后及时支护；所述一般洞身段4为新建隧道12的独立洞段，所述一般洞身段4受交叉口开挖支护影响可以忽略不计，按常规洞室设计施工，需按控制爆破开挖掘进。
根据实际施工作业需求在一般洞身段4和既有隧道11之间布置施工支洞5，所述施工支洞5适用于需加快施工进度的工程，达到隧道掘进及交叉口施工平行作业，减小交叉口扩挖段施工难度的目的。
所述的护壁区1、减跨区2、扩挖区3以及一般洞身段4按照正向法施工顺序9b（箭头方向）进行开挖。
在布置施工支洞5的情况下，所述施工支洞5按照逆向法施工顺序9a（箭头方向）进行开挖，在新建隧道12、既有隧道11和施工支洞5所围成的空间预先加固中夹岩6。
所述既有隧道11的护壁区1中布置混护壁混凝土结构7，其减跨区2中布置混凝土中隔墙8，所述混凝土中隔墙8顶部布置砂浆锚杆15。
所述既有隧道11内设置一定高度的洞渣回填段；所述既有隧道11低于所述新建隧道12的部分采用混凝土回填补平。
所述新建隧道12的护壁区1、减跨区2和扩挖区3的支护结构均包括超前砂浆锚杆13、砂浆锚杆14、初喷混凝土层18、复喷混凝土层19和模筑钢筋混凝土层20，超前砂浆锚杆13和砂浆锚杆14锚固在初喷混凝土层18上，初喷混凝土层18内设有钢筋网16，复喷混凝土层19内设有型钢架17，在开挖断面上的复喷混凝土层19和模筑钢筋混凝土层20之间预留一定的变形量空间21。
本实用新型的具体施工步骤为：
（1）在护壁区1以外即中夹岩6厚度大于6m的洞段，选择围岩条件较好处开挖施工支洞5。（2）在既有隧道11内的护壁区1施作1.5m厚护壁混凝土结构7，减跨区2施作1.5m厚混凝土中隔墙8及其辅助措施，其辅助措施包括中隔墙顶部Φ22砂浆锚杆15，L=4.5m@80×120cm，既有隧道11内3m高度进行洞渣回填21，既有隧道11低于新建隧道12处采用混凝土回填。
（3）采用控制爆破技术开挖新建隧道12，新建隧道12的一般洞身段4按常规洞室设计施工。
（4）新建隧道12的护壁区1的支护参数（如图4-5所示）为：Φ22超前砂浆锚杆13，L=5.0m@40×360cm；Φ22砂浆锚杆14，L=3.0m@120×120cm；挂φ6.5钢筋网16 @25×25cm，初喷C25混凝土18 4cm；架I16型钢17 @120cm，复喷C25混凝土19 18cm；模筑C25钢筋混凝土2040cm；其中开挖断面预留5cm变形量21，每榀型钢拱架设4根Φ22锁腰锁脚砂浆锚杆15，L=4.5m夹在工字钢两侧，与型钢架17焊接连接。
（5）新建隧道12的减跨区2的支护参数同护壁区1。
（6）新建隧道12的扩挖区3的支护参数同护壁区1。
（7）施工期加强监控量测，及时反馈施工。
Claims (8)
1.一种小角度交叉口隧道结构，其特征在于：包括沿隧道开挖方向上依次分布的四个区段：护壁区（1）、减跨区（2）、扩挖区（3）及一般洞身段（4），所述的护壁区（1）、减跨区（2）、扩挖区（3）以及一般洞身段（4）按照开挖跨度及中夹岩厚度划分，其中，所述护壁区（1）建立在中夹岩厚度≤6m的隧洞段，护壁区（1）通过在既有隧道内护壁、回填形成；
所述减跨区（2）建立在开挖总宽度B≥14m至中夹岩起始处的隧洞段，所述减跨区（2）中预支护C25混凝土中墙结构；
所述扩挖区（3）建立在新建隧道（12）与既有隧道（11）的交汇处总开挖宽度B＜14m的隧洞段；
所述一般洞身段（4）为新建隧道（12）的独立洞段。
2.根据权利要求1所述的小角度交叉口隧道结构，其特征在于：在一般洞身段（4）和既有隧道（11）之间布置施工支洞（5）。
3.根据权利要求1所述的小角度交叉口隧道结构，其特征在于：所述的护壁区（1）、减跨区（2）、扩挖区（3）以及一般洞身段（4）按照正向法施工顺序（9b）进行开挖。
4.根据权利要求2所述的小角度交叉口隧道结构，其特征在于：所述施工支洞（5）按照逆向法施工顺序（9a）进行开挖。
5.根据权利要求2所述的小角度交叉口隧道结构，其特征在于：所述新建隧道（12）、既有隧道（11）和施工支洞（5）之间预制加固中夹岩（6）。
6.根据权利要求1所述的小角度交叉口隧道结构，其特征在于：所述既有隧道（11）的护壁区（1）中布置混护壁混凝土结构（7），其减跨区（2）中布置混凝土中隔墙（8），所述混凝土中隔墙（8）顶部布置砂浆锚杆（15）。
7.根据权利要求1所述的小角度交叉口隧道结构，其特征在于：所述既有隧道（11）内设置一定高度的洞渣回填段；所述既有隧道（11）低于所述新建隧道（12）的部分采用混凝土回填补平。
8.根据权利要求1所述的小角度交叉口隧道结构，其特征在于：所述新建隧道（12）的护壁区（1）、减跨区（2）和扩挖区（3）的支护结构均包括超前砂浆锚杆（13）、砂浆锚杆（14）、初喷混凝土层（18）、复喷混凝土层（19）和模筑钢筋混凝土层（20），超前砂浆锚杆（13）和砂浆锚杆（14）锚固在初喷混凝土层（18）上，初喷混凝土层（18）内设有钢筋网（16），复喷混凝土层（19）内设有型钢架（17），在开挖断面上的复喷混凝土层（19）和模筑钢筋混凝土层（20）之间预留一定的变形量空间（21）。
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