CN211773880U - 隧道施工用防沉棚洞结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及建筑领域,具体公开了一种隧道施工用防沉棚洞结构。包括顶板和多个围护桩，多个围护桩分布在顶板的两侧，围护桩下端嵌入地下，顶板与围护桩顶部固定，顶板上方铺设有用于将顶板向下压的回填层。本方案中的棚洞结构能够减少增大围护桩受到的压力，减少上浮幅度，以避免棚洞结构发生变形、偏移，保证棚洞结构良好的防护功能。

Description

隧道施工用防沉棚洞结构

技术领域

本实用新型涉及建筑领域,尤其涉及一种隧道施工用防沉棚洞结构。

背景技术

棚洞是指在明挖路堑后构筑顶棚架并回填而成的洞身，棚洞的端部与隧道仰坡相抵，加工时工人和设备位于棚洞下方，棚洞能够对山体上滚落的落石或者土壤起到遮挡的作用，避免工人和设备受到落石的损害。

目前的棚洞结构通常包括围护桩和顶板，顶板固定在围护桩顶部，起到防止落石的作用，围护桩固定在土壤中，用于对棚洞结构起到支撑的作用。但是在进行隧道施工过程中采用预制管节进行隧道搭建时，部分预制管节的重量甚至会达到上万吨，预制管节在运输和施工过程中会对地面产生极大压力。在如回填土地层或者软岩地质这种松散的地质上进行施工时，地面上的压力过大会导致管节或者大型设备下沉，从而导致搭建的棚洞结构上浮，棚洞结构会发生变形、偏移，无法起到较好的防护功能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种减少上浮的棚洞结构，以避免棚洞结构发生变形、偏移，保证棚洞结构良好的防护功能。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：隧道施工用防沉棚洞结构，包括顶板和多个围护桩，多个围护桩分布在顶板的两侧，围护桩下端嵌入地下，顶板与围护桩顶部固定，顶板上方铺设有用于将顶板向下压的回填层。

本方案的有益效果为：

本方案中的回填层位于顶板上方,回填层能够增大顶板和围护桩受到的向下的压力,从而在管节对地面产生压力时,减少围护桩和顶板上浮的幅度,避免棚洞发生大幅度上浮导致变形、偏移，从而使棚洞结构保持良好的防护功能。

进一步，顶板沿竖向的截面为M形。

本方案的有益效果为：隧道通常包括双向通道的两个洞口，若分别在两个洞口处设置单独的棚洞结构，则每个棚洞结构的顶板两侧均需要设置围护桩，而且两个洞口之间的空间有限，安装过多的围护桩的难度较大。但本方案中的顶板呈M形，仅设置一个棚洞结构即可对两个洞口起到防护功能，可减少围护桩的数量，降低围护桩成本的同时还能够减少安装围护桩的工作量。隧道使用的管节顶部为弧形，本方案中的顶板也为弧形，能够更好的与管节贴合，从而在安装管节时对管节起到导向作用。

进一步，回填层位于顶板顶部的下凹处。

本方案的有益效果为：顶板顶部呈M形，顶板的中部存在凹陷处，回填层位于凹陷处后受到顶板顶部最高处的限位作用，从而避免回填层从顶板上滑落，保持回填层对顶板的下压作用，从而避免顶板和围护桩上浮。

进一步，回填层包括回填土层。

本方案的有益效果为：在安装围护桩前需要在隧道的洞口处挖掘出仰坡，挖掘的过程中会挖掘下大量土壤，为了避免大量土壤改变周围的环境，传统的做法是将挖掘下的土壤运输至其它地方进行堆积处理。本方案中将挖掘下的土壤重新回填至顶板上形成回填层，无需对挖掘下的土壤进行运输，能够有效减少运输费用，降低成本。

进一步，顶板下方竖向设有立柱，立柱上端与顶板底部的下凸部位固定。

本方案的有益效果为：立柱能够对顶板中部进行支撑，避免顶板因跨度过大导致变形，而与设置两个单独的棚洞结构相比，本方案中在顶板中部仅设置一排立柱即可对顶板进行支撑，仍可减少立柱或围护桩的数量，降低安装多个立柱或围护桩的工作量。

进一步，顶板两侧均设有冠梁，两个冠梁分别与位于顶板的两侧的围护桩固定。

本方案的有益效果为：冠梁能够与位于同一侧的多个围护桩进行连接，避免围护桩在使用过程中发生歪斜，进一步提高棚洞结构的稳定性，避免棚洞结构发生变形、偏移。

进一步，围护桩下端位于岩石层内。

本方案的有益效果为：进行回填形成的回填土地层的土壤松散、容易发生塌孔，但岩石层的强度大于土壤的强度，且岩石层更不容易发生松散、塌孔，本方案中的围护桩安装在岩石层内更不容易发生松动、变形。

进一步，围护桩下端横向设有地连梁，地连梁两端分别与位于顶板两侧的围护桩固定。

本方案的有益效果为：地连梁与位于顶板两侧的围护桩连接，避免围护桩下端在使用过程中发生歪斜，而且在受到向下的压力时，地连梁能够增大围护桩下端的强度，避免围护桩下端在使用过程中变形。

进一步，地连梁下端竖向固定有承载桩。

本方案的有益效果为：承载桩能够使地连梁固定在地面上，进一步对地连梁进行固定，使地连梁在使用过程中不会发生偏移，从而进一步避免地连梁、围护桩和顶板上浮。

进一步，顶板侧向设有挡墙，挡墙竖向设置并固定在地面上。

本方案中的有益效果为：挡墙能够对边坡的土壤起到阻挡的作用，避免边坡的土壤发生滑落，损坏棚洞结构。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的立体示意图；

图2为图1中的正视纵向剖视图；

图3为本实用新型实施2的正视纵向剖视图；

图4为本实用新型实施例3的正视纵向剖视图；

图5为图4中A处的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：围护桩1、冠梁11、顶板2、回填层21、泡沫混凝土层211、立柱22、挡墙3、地连梁4、承载桩41、排液管5、封闭螺栓51、弹性圈52。

实施例1

隧道施工用防沉棚洞结构，如图1和图2所示，包括顶板2和多组围护桩组，具体的，本实施例包括四组围护桩组，四组围护桩组沿顶板2的长度方向依次间隙分布，每组围护桩1包括两个围护桩1且两个围护桩1分别位于顶板2的左右两侧，所有的围护桩1均竖向设置且围护桩1下端嵌入地下的岩石层内。顶板2左右两侧均设有冠梁11，冠梁11沿顶板2的长度方向延伸，左侧的冠梁11垂直于左侧的多个围护桩1，右侧的冠梁11垂直于右侧的多个围护桩1，且冠梁11同时与围护桩1顶部和顶板2连接。

本实施例中的顶板2呈M形，顶板2顶部的最高处为弧形，顶板2的中部下凹，顶板2下方设有多个立柱22，多个立柱22沿顶板2的长度方向分布，每个立柱22的顶部均与顶板2中部的下凹处连接，顶板2的厚度大于等于0.75m，本实施例中的顶板2、冠梁11、多个立柱22和多个围护桩1均一体浇筑成型。顶板2上方铺设有回填层21，本实施例中的回填层21位于顶板2顶部的下凹处，具体实施时，回填层21包括回填土层和位于回填土层下方的泡沫混凝土层，回填土层由挖掘洞口仰坡时挖下的土壤回填形成，无需对挖下的土壤进行运输处理，降低运输成本。

本实施例中的棚洞结构使用时，顶板2对上方山体上可能落下的落石起到防护作用，避免落石对顶板2下方的工人和设备造成损伤。而顶板2上方的回填层21增大顶板2和围护桩1受到的压力，顶板2的厚度较大，也能够增大顶板2的重量和围护桩1受到的压力，避免安装管节时围护桩1和顶板2上浮，造成棚洞结构发生变形、偏移，保持棚洞结构的防护作用。

实施例2

在实施例1的基础上，如图3所示，本实施例中的围护桩1下端设有若干地连梁4，地连梁4的数量与围护桩组的数量相同并与围护桩组一一对应，地连梁4左右两端分别与同一围护桩组的两个围护桩1固定连接。地连梁4下端竖向设有两个承载桩41，两个承载桩41分别位于地连梁4的左右两端，承载桩41下端嵌入地下，具体实施时，地连梁4和承载桩41可与围护桩1一体浇筑成型，无需另外的紧固件即可实现地连梁4和承载桩41固定，操作更为方便。在实际实施时，在棚洞结构侧边存在山体时，顶板2靠近山体的一侧设有挡墙3，挡墙3竖向设置且挡墙3下端嵌入地面，使得挡墙3与地面固定，挡墙3上端高于顶板2顶部，具体的，挡墙3可采用重力式挡墙3，挡墙3对山体起到阻挡作用，避免山体上的土壤或石头向下滑落，对棚洞结构造成损害。

实施例3

在实施例2的基础上，如图4和图5所示，泡沫混凝土层211顶部沿顶板2长度方向设有导流槽，导流槽下端连通有排液管5，排液管5下端贯穿泡沫混凝土层211和顶板2，排液管5包括一体成型的密封部和排液部，密封部位于排液部的上侧，密封部的内径大于排液部的内径，排液管5上端胶接有环状的弹性圈52，弹性圈52位于排液管5上端的密封部内，具体的，弹性圈52采用弹性橡胶材质，排液管5采用硬质金属材质，排液部内螺纹连接有封闭螺栓51，封闭螺栓51的长度大于排液部的长度，弹性圈52的内径小于封闭螺栓51的外径，具体的，本实施例中的弹性圈52的中心孔偏心设置且弹性圈52的内径为封闭螺栓51的外径的2/3。

初始时，封闭螺栓51旋入排液管5内封闭排液管5，由于弹性圈52的内径远小于封闭螺栓51的外径，故封闭螺栓51不会从弹性圈52中穿过，封闭螺栓51与弹性圈52相抵并将弹性圈52上端向排液管5外推动，弹性圈52将排液管5上端周围的回填土向外推动，弹性圈52与封闭螺栓51之间产生较大压力，弹性圈52与封闭螺栓51之间没有可供雨水渗透的缝隙，避免雨水从封闭螺栓51与排液管5之间通过并从排液管5下端流出，淋湿在顶板2下方进行作业的工人。

在使用过程中，泡沫混凝土同时起到防水的作用，避免雨水穿过顶板2造成漏水。下雨后，少量雨水渗透回填土层，落入导流槽内，此时人工旋出封闭螺栓51，弹性圈52向排液管5内复位，而由于在回填回填土时会对回填土施加压力，使回填土之间的缝隙较小，不容易发生变形，故当弹性圈52向排液管5内复位后，排液管5上方的周围出现空隙，方便雨水渗入并最后从排液管5流出，避免大量雨水堆积在顶板2顶部而对泡沫混凝土的防水效果造成不利影响。

当顶板2顶部的水排出后，再次将封闭螺栓51旋入排液管5内封闭排液管5，在旋入封闭螺栓51的过程中，封闭螺栓51也可将少量落入排液管5的石子或者回填土推出，避免长时间使用后，石子或回填土堵塞排液管5，导致无法排出顶板2上积聚的雨水。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本实用新型所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.隧道施工用防沉棚洞结构，包括顶板和多个围护桩，其特征在于：多个围护桩分布在顶板的两侧，所述围护桩下端嵌入地下，所述顶板与围护桩顶部固定，所述顶板上方铺设有用于将顶板向下压的回填层。

2.根据权利要求1所述的隧道施工用防沉棚洞结构，其特征在于：所述顶板沿竖向的截面为M形。

3.根据权利要求2所述的隧道施工用防沉棚洞结构，其特征在于：所述回填层位于顶板顶部的下凹处。

4.根据权利要求3所述的隧道施工用防沉棚洞结构，其特征在于：所述回填层包括回填土层。

5.根据权利要求2所述的隧道施工用防沉棚洞结构，其特征在于：所述顶板下方竖向设有立柱，所述立柱上端与顶板底部的下凸部位固定。

6.根据权利要求1所述的隧道施工用防沉棚洞结构，其特征在于：所述顶板两侧均设有冠梁，两个冠梁分别与位于顶板的两侧的围护桩固定。

7.根据权利要求1所述的隧道施工用防沉棚洞结构，其特征在于：所述围护桩下端位于岩石层内。

8.根据权利要求7所述的隧道施工用防沉棚洞结构，其特征在于：所述围护桩下端横向设有地连梁，所述地连梁两端分别与位于顶板两侧的围护桩固定。

9.根据权利要求8所述的隧道施工用防沉棚洞结构，其特征在于：所述地连梁下端竖向固定有承载桩。

10.根据权利要求9所述的隧道施工用防沉棚洞结构，其特征在于：所述顶板侧向设有挡墙，所述挡墙竖向设置并固定在地面上。

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