CN213684159U - 一种连拱隧道复合式中墙π型支撑结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种连拱隧道复合式中墙π型支撑结构，该结构，它包括支撑中导洞顶部的横拱及支撑中导洞左右两侧的中导洞侧壁拱，在横拱的左右两侧均设有中隔墙支撑板，在横拱的左右两端连接有支撑主洞顶部的主洞顶部拱，在主洞侧壁设有主洞侧壁拱，在主洞侧壁拱下端与中隔墙支撑板下端之间设有主洞仰拱，所述横拱与中导洞侧壁拱之间、横拱与中隔墙支撑板之间、横拱与主洞顶部拱之间活动连接；本实用新型能优化施工中主洞拱圈作用于中墙的推力，减小不平衡推力对中墙的危害。

Description

一种连拱隧道复合式中墙π型支撑结构

技术领域

本实用新型涉及一种连拱隧道复合式中墙π型支撑结构，属于隧道工程领域。

背景技术

连拱隧道两侧拱圈共用一个中隔墙，整个断面形式呈现为“M”型，这样的结构特点决定了连拱隧道施工的特殊性与困难性。在连拱隧道中，根据中隔墙的不同结构形式分为整体式中墙和复合式中墙。整体式中墙存在着结构上的缺陷，中墙墙顶与中导洞拱顶通常回填不密实，对中导洞拱顶围岩不能形成有效支撑，且主洞的初期支护和二次衬砌拱圈支撑于中墙顶，防水层无法绕过初期支护，导致防水层不连续；另外，支撑于中墙顶的二次衬砌存在纵向施工缝，形成了隧道防水的薄弱环节，造成中墙顶渗漏水严重，后期养护费用高昂。复合式中墙结构往往优于整体式中墙，复合式中墙顶部不仅可回填密实，与中导洞顶紧密接触，利于围岩稳定，而且主洞初期支护支撑于中导洞顶、二次衬砌和防水层与分离式隧道相同，防排水系统完整，质量易于控制。因此，在连拱隧道设计中，设计师们设计时往往倾向于采用复合式中墙结构。

然而，在连拱隧道施工中，设计师们倾向的复合式中墙结构连拱隧道也存在着施工难点。在其施工过程中，由于连拱隧道两侧主洞错开施工，导致主洞拱圈结构作用于中墙的推力不对称，设计中需采取措施，减小不平衡推力对中墙的危害。

因此，现需要一种连拱隧道复合式中墙π型支撑结构，优化施工中主洞拱圈作用于中墙的推力，减小不平衡推力对中墙的危害。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种连拱隧道复合式中墙π型支撑结构，能优化施工中主洞拱圈作用于中墙的推力，减小不平衡推力对中墙的危害，可以克服现有技术的不足。

本实用新型的技术方案是：一种连拱隧道复合式中墙π型支撑结构，该结构，它包括支撑中导洞顶部的横拱及支撑中导洞左右两侧的中导洞侧壁拱，在横拱的左右两侧均设有中隔墙支撑板，在横拱的左右两端连接有支撑主洞顶部的主洞顶部拱，在主洞侧壁设有主洞侧壁拱，在主洞侧壁拱下端与中隔墙支撑板下端之间设有主洞仰拱，所述横拱与中导洞侧壁拱之间、横拱与中隔墙支撑板之间、横拱与主洞顶部拱之间活动连接。

上述实现活动连接的结构包括在横拱、中导洞侧壁拱、中隔墙支撑板及主洞顶部拱上设有的连接臂，在相互配合的连接臂上设有螺孔，连接臂之间螺栓连接。

上述的主洞仰拱与主洞侧壁拱之间、主洞仰拱与中隔墙支撑板之间焊接，且主洞顶部拱、主洞侧壁拱、主洞仰拱及中隔墙支撑板之间连接成圆环状。

上述的中导洞侧壁拱由上下两部分螺栓拼接而成。

与现有技术比较，本实用新型具体优点如下：

（1）通过横拱及其左右两侧的中隔墙支撑板，构成“π”型支撑结构，用于扩散连拱隧道施工中主洞拱圈作用于中墙的集中推力，减小不平衡推力对中墙的危害。

（2）“π”型支撑结构与主洞顶部拱对接，这样的结构，通过“π”型支撑结构协同承受中导洞拱顶以上围岩压力及主洞拱圈作用于中墙的荷载。

（3）复合式中墙“π”型支撑的两个中隔墙支撑板与横拱协同受力，可提高复合式中墙的抗推力。

（4）隧道主洞拱圈与“π”型支撑支腿处于同一圆弧，支腿可有效地向下传递大部分主洞拱圈作用在中墙的集中荷载，且在向下传递过程中，对中墙的水平推力逐渐减小，可有效地提高连拱隧道主洞施工的安全性。

（5）可显著减小连拱隧道施工时先、后行主洞步距差产生的不平衡推力对中墙的损伤，有效地提高连拱隧道主洞施工的安全性。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：

图1是本实用新型横拱与中导洞侧壁拱的连接结构示意图。

图2是本实用新型横拱、中导洞侧壁拱及中隔墙支撑板的连接结构示意图。

图3是本实用新型的连接结构示意图。

图4是本实用新型的连接结构示意图。

图5是本实用新型“π”型支撑结构的连接结构示意图。

其中，横拱1；中导洞侧壁拱2；中隔墙支撑板3；主洞顶部拱4；主洞侧壁拱5；主洞仰拱6。

具体实施方式

以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。

实施例1.如图1所示，一种连拱隧道复合式中墙π型支撑结构，它包括支撑中导洞顶部的横拱1及支撑中导洞左右两侧的中导洞侧壁拱2，在横拱1的左右两侧均设有中隔墙支撑板3，在横拱1的左右两端连接有支撑主洞顶部的主洞顶部拱4，在主洞侧壁设有主洞侧壁拱5，在主洞侧壁拱5下端与中隔墙支撑板3下端之间设有主洞仰拱6，所述横拱1与中导洞侧壁拱2之间、横拱1与中隔墙支撑板3之间、横拱1与主洞顶部拱4之间活动连接。

所述实现活动连接的结构包括在横拱1、中导洞侧壁拱2、中隔墙支撑板3及主洞顶部拱4上设有的连接臂，在相互配合的连接臂上设有螺孔，连接臂之间螺栓连接；主洞仰拱6与主洞侧壁拱5之间、主洞仰拱6与中隔墙支撑板3之间焊接，且主洞顶部拱4、主洞侧壁拱5、主洞仰拱6及中隔墙支撑板3之间连接成圆环状；所述的中导洞侧壁拱2由上下两部分螺栓拼接而成。

一种基于连拱隧道复合式中墙π型支撑结构的施工方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1:中导洞的开挖和支护，先进行分段开挖中导洞上台阶，然后进行横拱1支撑及中导洞侧壁拱2对上台阶部分的支撑；步骤S2:在滞后于中导洞上台阶一段距离后，分段开挖中导洞下台阶，通过中导洞侧壁拱2进行下台阶部分的支撑，同时，开挖好下台阶后对称安装中隔墙支撑板3；步骤S3:对安装好的中隔墙支撑板3外侧进行架设模板，内侧铺设钢筋网，并进行浇筑成中隔墙，横拱1与中隔墙支撑板3成为中隔墙的一部分；步骤S4:重复上述步骤S1、步骤S2及步骤S3，直至完成全部中导洞开挖；步骤S5:隧道主洞开挖及支护，在中导洞开挖并完成中隔墙浇筑后，分段开挖主洞上台阶，且通过主洞顶部拱4进行支护；步骤S6:在滞后于先行主洞上台阶一段距离后，分段拆除中导洞侧壁拱2，然后进行分段的主洞下台阶开挖及通过主洞侧拱及主洞仰拱6进行支护；步骤S7:重复上述步骤S5和步骤S6，直至两侧的主洞开挖及支护完成。

施工流程主要包括中导洞开挖支护、中隔墙浇筑、隧道主洞开挖及支护，具体如下：

1、中导洞开挖支护及中隔墙浇筑按以下施工工序完成：

（1）开挖中导洞上台阶，施作中导洞上台阶初期支护，包括横拱1、中导洞侧壁拱2的上台阶部分、喷射混凝土及钢筋网等；其中，横拱1与中导洞侧壁拱2的上台阶部分采用端板螺栓连接，便于后续中导洞侧壁拱2拆除。

（2）在滞后于中导洞上台阶一段距离后，开挖中导洞下台阶，施作下台阶初期支护，包括中导洞侧壁拱2的下台阶部分、喷射混凝土、钢筋网等，中导洞底部浇筑20cm厚C25混凝土垫层，中导洞初支封闭成环。

（3）重复步骤（1）、（2），直至完成全部中导洞开挖。

（4）中导洞开挖及支护完成后，分段架设π型支撑的两中隔墙支撑板3及中墙模板，π型支撑的两中隔墙支撑板3与横拱1通过螺栓连接牢固，如附图2所示，中隔墙支撑板3外侧架设模板，内侧铺设钢筋网。

（5）π型支撑中隔墙支撑板3及中墙模板分段架设完毕后，浇筑中隔墙块石混凝土。中隔墙与初支拱部预埋预埋φ42注浆管，待中隔墙洞渣混凝土浇筑完成达到拆模强度后，通过预埋的φ42注浆钢花管对中隔墙顶部及时补注浆，以确保中隔墙顶部密实。块石来源为隧道中导洞洞渣，节约成本。

2、隧道主洞开挖及支护，以主洞台阶法开挖为例，施工工序如下：

（1）施作先行主洞超前支护，开挖主洞上台阶，施作上台阶周边初期支护，包括架设于中导洞型钢拱架横拱1上的先行主洞顶部拱4，如附图5所示，喷射混凝土，钢筋网等；此阶段隧道后行主洞未开挖，π型支撑结构能有效扩散先行主洞顶部拱4作用于复合式中墙上的集中荷载。

（2）在滞后于先行主洞上台阶一段距离后，拆除中导洞侧壁拱2，再开挖先行主洞下台阶并施作周边初期支护,先行主洞型钢拱架架设完成，先行主洞仰拱6与π型支撑结构中隔墙支撑板3焊接成环。

（3）待隧道先行主洞施作一段距离后，采用弱爆破或非爆破开挖后行主洞，具体工序同（1）和（2），待后行主洞初支施做完成，先、后行主洞对复合式中墙的不平衡推力基本平衡，即可在相对安全的工况下继续施工。

前述的中隔墙作为连拱隧道关键部位，本实用新型通过在连拱隧道复合式中隔墙中增加π型支撑结构，可显著减小连拱隧道施工时先、后行主洞步距差产生的不平衡推力对中墙的损伤，具有较好的应用前景。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种连拱隧道复合式中墙π型支撑结构，其特征在于：它包括支撑中导洞顶部的横拱（1）及支撑中导洞左右两侧的中导洞侧壁拱（2），在横拱（1）的左右两侧均设有中隔墙支撑板（3），在横拱（1）的左右两端连接有支撑主洞顶部的主洞顶部拱（4），在主洞侧壁设有主洞侧壁拱（5），在主洞侧壁拱（5）下端与中隔墙支撑板（3）下端之间设有主洞仰拱（6），所述横拱（1）与中导洞侧壁拱（2）之间、横拱（1）与中隔墙支撑板（3）之间、横拱（1）与主洞顶部拱（4）之间活动连接。

2.根据权利要求1所述的连拱隧道复合式中墙π型支撑结构，其特征在于：所述实现活动连接的结构包括在横拱（1）、中导洞侧壁拱（2）、中隔墙支撑板（3）及主洞顶部拱（4）上设有的连接臂，在相互配合的连接臂上设有螺孔，连接臂之间螺栓连接。

3.根据权利要求1所述的连拱隧道复合式中墙π型支撑结构，其特征在于：主洞仰拱（6）与主洞侧壁拱（5）之间、主洞仰拱（6）与中隔墙支撑板（3）之间焊接，且主洞顶部拱（4）、主洞侧壁拱（5）、主洞仰拱（6）及中隔墙支撑板（3）之间连接成圆环状。

4.根据权利要求1所述的连拱隧道复合式中墙π型支撑结构，其特征在于：所述的中导洞侧壁拱（2）由上下两部分螺栓拼接而成。

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