CN212337307U - 一种隧道下穿河道的拱盖结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隧道下穿河道的拱盖结构，包含拱盖，所述拱盖设于隧道上方，所述拱盖两端分别与两侧河岸之间设有挡梁，所述拱盖两侧分别连接有底梁，所述拱盖中部上方设有托梁，所述托梁沿所述隧道纵向设置，所述托梁两端分别连接两个所述挡梁，所述拱盖上方、底梁上方和托梁上方设有回填层，所述回填层顶面设有钢筋混凝土层。本申请的拱盖结构能够有效支撑所述隧道以上区域，满足行车荷载以及人流交通荷载需求，并其支护作用下能够进行基坑开挖与隧道主体结构的修建，有效保障交通通行能力和施工安全性，通过增加的纵向底梁，不仅加大了所述拱盖的覆盖范围，还能有效地防止上下游河水的渗透造成的隧道突涌水。

Description

一种隧道下穿河道的拱盖结构

技术领域

本实用新型涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种隧道下穿河道的拱盖结构。

背景技术

随着城市化建设的发展，越来越多的城市隧道在浅表地层修建，其周边环境复杂，地质条件较差，基本以第四系土质类围岩为主。特别是隧道下穿河道，所采用的施工方法通常采用明挖或浅埋暗挖，但无论采用何种开挖方法都是隧道施工的高风险点。

明挖法施工中需对河道截流或导流，但汛期来临，可能存在较大的河水淹没的风险。并且明挖法施工在基坑开挖阶段，由于土体被挖出，原有土体应力的平衡状态被破坏，周围土体向基坑方向移动并发生一定程度的沉降，从而引起周边建筑物沉降或者直接导致地下管线发生破裂。浅埋暗挖法由于河道水流的存在，当覆土厚度较小时，隧道暗挖引起的裂缝及变形，会导致隧道顶部覆土形成渗水通道，造成隧道内较大的涌水，严重的还会导致工程建设的失败。

现有技术中也有采用拱盖盖挖法，即在隧道上方建成围护支挡结构，形成一个完整的覆盖系统，用于承载行车荷载以及人流交通荷载，并在覆盖系统支护作用下完成基坑开挖与隧道主体结构的修建。但该方法施工技术相对复杂，施工风险也相对较高，还存在如下问题，如拱盖结构覆盖范围较小，上下游方向河水易渗流入隧道两边，进而引发隧道涌、突水，对隧道造成严重灾害；混凝土内衬的水平施工缝的处理较困难，暗挖施工难度大、费用高，盖板上不允许留下过多的竖井，导致后续开挖土方出土不方便，施工空间较小，施工速度慢，工期长，费用较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中隧道下穿河道的施工存在易导致沉降、漏水，并导致后续隧道施工空间较小、出土不便等上述不足，提供一种隧道下穿河道的拱盖结构。

为了实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种隧道下穿河道的拱盖结构，包含拱盖，所述拱盖设于隧道上方，所述拱盖两端分别与两侧河岸之间设有挡梁，所述拱盖两侧分别连接有底梁，所述拱盖中部上方设有托梁，所述托梁沿所述隧道纵向设置，所述托梁两端分别连接两个所述挡梁，所述拱盖上方、底梁上方和托梁上方设有回填层，所述回填层顶面设有钢筋混凝土层。

采用本实用新型所述的一种隧道下穿河道的拱盖结构，通过在两侧河岸处的竖向的挡梁、所述拱盖两侧的纵向底梁以及所述拱盖顶部的纵向托梁和回填层、钢筋混凝土层共同配合所述拱盖形成覆盖系统，有效支撑所述隧道以上区域，满足行车荷载以及人流交通荷载需求，并其支护作用下能够进行基坑开挖与隧道主体结构的修建，有效保障交通通行能力和施工安全性，通过增加的纵向底梁，不仅加大了所述拱盖的覆盖范围，还能有效地防止上下游河水的渗透造成的隧道突涌水。

优选的，所述拱盖包含拱形钢架，所述拱盖为通过管棚浇筑的钢筋混凝土构件。

优选的，所述拱盖底面与所述隧道的衬砌外轮廓标高的间距为1-1.2m。

优选的，两侧所述河岸均放坡设置。

有效防止滑坡、垮塌，有利于保证施工安全。

优选的，所述托梁为变截面结构，所述托梁端部的高度高于其中部的高度，所述托梁端部与中部之间具有过渡段，所述托梁端部顶面与所述挡梁端部顶面齐平，所述回填层顶面低于所述托梁端部顶面。

改进所述托梁结构的，有效节省材料，减少浪费。

优选的，所述挡梁、底梁、托梁和钢筋混凝土层均为钢筋混凝土结构，所述挡梁和底梁均采用分段浇筑。

进一步优选的，所述底梁和托梁的混凝土强度相同。

进一步优选的，所述钢筋混凝土层的混凝土强度小于所述托梁的混凝土强度。

优选的，所述拱盖顶面设有土工膜和防水板。

一种隧道下穿河道的拱盖盖挖方法，包含如下步骤：

a、对隧道浅埋段对应的地表段进行测量放样，依地形测设出拱盖的拱顶位置和拱底位置；

b、对隧道对应的地表段进行清理，开挖边坡，并在刷坡线外施作截水沟和排水沟；

c、在两侧河岸内侧分别施作竖向设置的钢筋混凝土的挡梁：

d、在所述拱盖两侧分别施作沿所述隧道纵向设置的钢筋混凝土的底梁；

e、施工所述拱盖下方的土层，形成浇筑所述拱盖的内模；

f、安装拱形钢架，并在所述拱形钢架上绑扎钢筋，浇筑所述拱盖；

g、待所述拱盖达到预定强度后，在所述拱盖顶部施作沿所述隧道纵向设置的钢筋混凝土的托梁；

h、施工回填层至预设标高，并在所述回填层顶面铺砌钢筋混凝土层，形成拱盖结构；

i、待所述拱盖达到设计强度后，即可进行所述隧道的施工。

采用本实用新型所述的一种隧道下穿河道的拱盖盖挖方法，通过在两侧河岸处的竖向挡梁、所述拱盖两侧的纵向底梁以及所述拱盖顶部的纵向托梁和回填层、钢筋混凝土层共同配合所述拱盖形成拱盖结构，有效支撑所述隧道以上区域，满足行车荷载以及人流交通荷载需求，并其支护作用下能够进行基坑开挖与隧道主体结构的修建，有效保障交通通行能力和施工安全性，通过增加的纵向底梁，不仅加大了所述拱盖的覆盖范围，还能有效地防止上下游河水的渗透造成的隧道突涌水。本方法相比明挖法，能够利于减少基坑开挖深度，极大缓解了深基坑开挖易导致周边建筑物沉降或地下管线破裂现象；相比浅埋暗挖法，能有效避免在隧道顶部形成渗水通道，从而造成隧道内部较大涌水的情况；在本方法形成的拱盖结构下开挖隧道，相比现有的盖挖法，能够有效解决隧道开挖过程中的不均匀沉降，进一步保障施工安全；另外由于结构的防水作用，可以减小隧道运营期的排水量。

优选的，所述挡梁和底梁均为钢筋混凝土结构，所述挡梁和底梁均采用分段浇筑。

优选的，在步骤e中，施工所述拱盖下方的土层包含如下步骤：先采用打夯机压实，再采用水泥砂浆抹面。

优选的，在所述步骤h中，采用片石通过夯机分层进行回填。

优选的，所述隧道采用台阶法施工。

避免爆破施工。

优选的，所述步骤g中的所述拱盖的预定强度为设计强度的75%。

综上所述，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、采用本实用新型所述的一种隧道下穿河道的拱盖结构，通过在两侧河岸处的竖向挡梁、所述拱盖两侧的纵向底梁以及所述拱盖顶部的纵向托梁和回填层、钢筋混凝土层共同配合所述拱盖形成拱盖结构，有效支撑所述隧道以上区域，满足行车荷载以及人流交通荷载需求，并其支护作用下能够进行基坑开挖与隧道主体结构的修建，有效保障交通通行能力和施工安全性，通过增加的纵向底梁，不仅加大了所述拱盖的覆盖范围，还能有效地防止上下游河水的渗透造成的隧道突涌水。

2、采用本实用新型所述的一种隧道下穿河道的拱盖盖挖方法，本方法能够减少基坑开挖深度，极大缓解深基坑开挖易导致周边建筑物沉降或地下管线破裂现象，也能有效避免在隧道顶部形成渗水通道，从而造成隧道内部较大涌水的情况，还能够有效解决隧道开挖过程中的不均匀沉降，进一步保障施工安全，减小隧道运营期的排水量。

附图说明：

图1为本实用新型所述的一种隧道下穿河道的拱盖结构的纵断面示意图；

图2为图1中的A-A的结构示意图；

图3为图1中的B-B的结构示意图；

图4为图1中的C-C的结构示意图。

图中标记：1-拱盖，2-挡梁，3-隧道，4-底梁，5-拱形钢架，6-托梁，7-回填层，8-钢筋混凝土层。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

实施例1

如图1-4所示，本实用新型所述的一种隧道下穿河道的拱盖结构，包含拱盖1，所述拱盖1设于隧道3上方，所述拱盖1两端分别与两侧河岸之间设有挡梁2，所述拱盖1的两端即是沿所述隧道3轴向的两端，所述拱盖1两侧分别连接有底梁4，所述拱盖1中部上方设有托梁6，所述托梁6沿所述隧道3纵向设置，所述托梁6两端分别连接两个所述挡梁2，所述拱盖1上方、底梁4上方和托梁6上方设有回填层7，所述回填层7顶面设有钢筋混凝土层8。

具体的，如图1所示，两侧所述河岸均放坡设置，放坡系数根据土质情况确定，所述挡梁2设于所述河岸侧，所述拱盖1底面与所述隧道3的衬砌外轮廓标高的间距为1-1.2m，在所述衬砌外轮廓标高以上填筑土层，并用打夯机压实，土层表面可采用M10水泥砂浆抹面，作为浇筑所述拱盖1的内模。所述拱盖1包含拱形钢架5，所述拱形钢架5按设计分节预先加工，现场拼装安装，所述拱形钢架5的位置应垂直隧道中线，在所述拱形钢架5上绑扎钢筋，所述拱盖1采用管棚浇筑，所述拱形钢架5的拱脚伸入所述底梁4中0.15-0.2m，以增加其承载力，所述拱形钢架5上的钢筋与所述底梁4中钢筋绑扎形成整体，所述拱形钢架5安设好后尽快浇筑混凝土，并将其全部覆盖，使钢架与混凝土共同受力，如图2-4所示。

如图1-3所示，所述托梁6为变截面的钢筋混凝土结构，所述托梁6端部的高度高于其中部的高度，即靠近河岸处高、位于河道中央处低，所述托梁6端部与中部之间具有过渡段，所述托梁6端部顶面与所述挡梁2端部顶面齐平，所述托梁6的混凝土强度和底梁4的混凝土强度相同，如均采用C35混凝土。所述回填层7（图4未示出回填层7）采用片石分层填筑，通过小型夯机分层压实，所述回填层7回填范围内地表铺砌所述钢筋混凝土层8，所述回填层7顶面低于所述托梁6端部顶面，以便所述托梁6顶部与所述挡梁2顶部嵌入所述钢筋混凝土层8中，有利于避免渗水，所述钢筋混凝土层8的混凝土强度可小于所述托梁6的混凝土强度，如采用C25钢筋混凝土，厚度25-30cm。

采用上述拱盖结构进行隧道下穿河道的拱盖盖挖施工，包含如下步骤：

a、对隧道浅埋段对应的地表段进行测量放样，依地形测设出所述拱盖1的拱顶位置和拱底位置；

b、对所述隧道3对应的地表段进行清理，开挖边坡，并在刷坡线外施作截水沟和排水沟；

c、在两侧河岸内侧分别施作竖向设置的所述挡梁2：

d、在所述拱盖1两侧分别施作沿所述隧道3纵向设置的钢筋混凝土的底梁4；

e、施工所述拱盖1下方的土层，形成浇筑所述拱盖1的内模；

f、安装所述拱形钢架5，并在所述拱形钢架5上绑扎钢筋，浇筑所述拱盖1；

g、待所述拱盖1达到预定强度后，在所述拱盖1顶部施作沿所述托梁6；

h、施工所述回填层7至预设标高，并在所述回填层7顶面铺砌所述钢筋混凝土层8，形成拱盖结构；

i、待所述拱盖1达到设计强度后，即可进行所述隧道3的施工。

具体的，由于所述隧道3为拱形，因此先对隧道浅埋段（隧道上部覆盖层厚度小于隧道洞跨2倍的隧道区段）对应的地表段进行测量放样，如按每5-10 m一个断面进行放样，依地形测设出所述拱盖1的拱顶位置和拱底位置，由于暗挖施工所述隧道3的过程中，所述拱盖1会有一定的沉降，因此测设时需考虑一定预留量。

根据放样，清除所述隧道3对应的地表范围内的树木、杂草，开挖河岸边坡，并在刷坡线外施作截水沟和排水沟。

然后在两侧河岸内侧分别开挖挡梁沟槽并绑扎钢筋，分段浇筑所述挡梁2，所述挡梁2的底面位置适配所述拱盖1的底面位置，所述挡梁2的高度根据设计需求确定，所述挡梁2的宽度大于所述拱盖1的宽度。接着在所述拱盖1宽度方向两侧分别开挖沿所述隧道3纵向设置的底梁沟槽，分段浇筑所述底梁4，所述底梁4的底面位置适配所述拱盖1的底面位置，所述底梁4的高度适配所述拱盖1的厚度，所述底梁4的宽度根据设计需求确定，所述底梁4的混凝土强度和挡梁2的混凝土强度相同。

然后根据所述隧道3的衬砌外轮廓设计标高加1-1.2m，施工所述拱盖1下方的土层，采用打夯机压实成拱形状，并施作一层水泥砂浆抹面，作为浇筑拱盖的内模，并与所述挡梁2和底梁4共同形成所述拱盖1的浇筑模板。然后开挖拱槽，并立即进行安装所述拱形钢架5，如所述拱形钢架5采用I18型钢按设计分节在加工厂弯制加工、在现场拼装安装设置，其位置应垂直所述隧道3中线，相邻两个所述型钢的纵向间距如为1m，接着沿所述拱形钢架5纵向设置铺设管棚，然后在所述拱形钢架5上绑扎钢筋并及时浇筑所述拱盖1，混凝土采用泵送入模，所述拱盖1的混凝土强度与底梁4的混凝土强度相同，在所述拱形钢架5安装完成后，要及时进行混凝土浇筑，浇筑时分层、分段进行，每层厚度5-10cm，每段长度8-10m，以确保所述拱形钢架5被覆盖，满足保护层厚度要求，浇筑时，先从墙脚处向上浇筑，以防止上部浇筑混凝土虚掩墙脚，造成墙脚浇筑不密实，强度不够而失稳。

对所述拱盖1进行养护，当所述拱盖1达到预定强度后，如设计强度的75%后，可在所述拱盖1上铺设土工膜、防水板，进一步防止水流下渗，然后在所述拱盖1顶部正中施作沿所述隧道3纵向设置的所述托梁6，根据地形，一般8-10m一段分段浇筑。

然后及时施工所述回填层7至预定标高，所述回填层7采用片石通过夯机分层进行回填压实，并在所述回填层7顶面铺砌钢筋混凝土层8，如河床上游50m、下游25m范围铺设厚30cm的钢筋混凝土层8，防止地表水通过裂隙渗入主洞，防治泥石流淘蚀。所述拱盖1、挡梁2、底梁4、托梁6、回填层7以及钢筋混凝土层8共同形成所述拱盖结构。

最后待所述拱盖1达到设计强度后，即可从洞内继续进行所述隧道3的施工，浅埋段洞内施工尽量避免爆破，所述隧道3可采用现有技术中的台阶法进行施工，必要时采用临时横撑，初支紧跟，具备二衬施工条件后，立即施作二次衬砌。

本方法能够有效支撑所述隧道以上区域，满足行车荷载以及人流交通荷载需求，并其支护作用下能够进行基坑开挖与隧道主体结构的修建，有效保障交通通行能力和施工安全性，增大了拱盖的覆盖范围，还能有效地防止上下游河水的渗透造成的隧道突涌水。本方法相比明挖法，能够利于减少基坑开挖深度，极大缓解了深基坑开挖易导致周边建筑物沉降或地下管线破裂现象；相比浅埋暗挖法，能有效避免在隧道顶部形成渗水通道，从而造成隧道内部较大涌水的情况，进而导致施工进展缓慢；相比现有的盖挖法，能够有效解决隧道开挖过程中的不均匀沉降，进一步保障施工安全，可以减小隧道运营期的排水量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种隧道下穿河道的拱盖结构，其特征在于，包含拱盖(1)，所述拱盖(1)设于隧道(3)上方，所述拱盖(1)两端分别与两侧河岸之间设有挡梁(2)，所述拱盖(1)两侧分别连接有底梁(4)，所述拱盖(1)中部上方设有托梁(6)，所述托梁(6)沿所述隧道(3)纵向设置，所述托梁(6)两端分别连接两个所述挡梁(2)，所述拱盖(1)上方、底梁(4)上方和托梁(6)上方设有回填层(7)，所述回填层(7)顶面设有钢筋混凝土层(8)。

2.根据权利要求1所述的隧道下穿河道的拱盖结构，其特征在于，所述拱盖(1)包含拱形钢架(5)，所述拱盖(1)为通过管棚浇筑的钢筋混凝土构件。

3.根据权利要求1所述的隧道下穿河道的拱盖结构，其特征在于，所述拱盖(1)底面与所述隧道(3)的衬砌外轮廓标高的间距为1-1.2m。

4.根据权利要求1所述的隧道下穿河道的拱盖结构，其特征在于，两侧所述河岸均放坡设置。

5.根据权利要求1-4任一所述的隧道下穿河道的拱盖结构，其特征在于，所述托梁(6)为变截面结构，所述托梁(6)端部的高度高于其中部的高度，所述托梁(6)端部与中部之间具有过渡段，所述托梁(6)端部顶面与所述挡梁(2)端部顶面齐平，所述回填层(7)顶面低于所述托梁(6)端部顶面。

6.根据权利要求1-4任一所述的隧道下穿河道的拱盖结构，其特征在于，所述挡梁(2)、底梁(4)、托梁(6)和钢筋混凝土层(8)均为钢筋混凝土结构。

7.根据权利要求6所述的隧道下穿河道的拱盖结构，其特征在于，所述底梁(4)和托梁(6)的混凝土强度相同。

8.根据权利要求7所述的隧道下穿河道的拱盖结构，其特征在于，所述钢筋混凝土层(8)的混凝土强度小于所述托梁(6)的混凝土强度。

9.根据权利要求1-4任一所述的隧道下穿河道的拱盖结构，其特征在于，所述拱盖(1)顶面设有土工膜和防水板。

Images