CN215408678U - 一种拱形隧道复合衬砌结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种拱形隧道复合衬砌结构，包括由内而外设置的超前支护结构、初期支护结构和二次衬砌结构。二次衬砌结构包括：拱部二次衬砌结构，所述拱部二次衬砌结构在隧道顶部沿隧道延伸方向设置；二次衬砌框架基础，所述二次衬砌框架基础在隧道两侧沿隧道延伸方向设置；填充墙，所述填充墙设置于所述二次衬砌框架基础的间隙中；仰拱二次衬砌结构，所述仰拱二次衬砌结构在隧道底部沿隧道延伸方向设置。本实用新型提高了二次衬砌结构的整体稳定性和牢固性，并且立柱不需要伸入地基岩土层内，即不需要在地基岩土层开挖容纳立柱的基坑，减少了工作量，节约了基材。

Description

一种拱形隧道复合衬砌结构

技术领域

本实用新型属于基建隧道技术领域，具体涉及一种拱形隧道复合衬砌结构。

背景技术

我国铁路建设高速发展，随着西南山区高速铁路的快速和大规模修建，由于受曲线半径大、地形地质条件复杂、环保要求高等多种因素的制约，铁路沿线部分地段设站条件极为困难。因此，为提高艰险山区修建高速铁路选线、设站的自由度，使得山区车站布置型式更为灵活、车站功能更易得到保证，四线甚至更大跨度的车站隧道的修建将愈来愈多。

中国专利CN205805574U公开了一种超大跨度桩基托梁承载拱形隧道复合衬砌结构，其提供的衬砌结构需要在隧道施工时沿拱部左右导洞向下开挖左侧桩基坑和右侧桩基坑，然后浇筑左侧桩基和右侧桩基；但是因为拱部左右导洞空间狭小，无法采用大型机械设备向下施作桩基，导致桩基施工效率低下，从而导致隧道施工作业量大，且基材耗费量也大。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种拱形隧道复合衬砌结构，具体方案如下：

包括由内而外设置的超前支护结构、初期支护结构和二次衬砌结构，所述二次衬砌结构包括：

拱部二次衬砌结构，所述拱部二次衬砌结构在隧道顶部沿隧道延伸方向设置；

二次衬砌框架基础，所述二次衬砌框架基础在隧道两侧沿隧道延伸方向设置；

填充墙，所述填充墙设置于所述二次衬砌框架基础的间隙中；

仰拱二次衬砌结构，所述仰拱二次衬砌结构在隧道底部沿隧道延伸方向设置。

进一步地，所述二次衬砌框架基础包括：

基础梁，所述基础梁沿所述隧道延伸方向设置，所述基础梁与隧道地面固定连接；

若干立柱，若干所述立柱竖直且沿所述隧道延伸方向间隔设置，所述立柱的底面与所述基础梁的顶面固定连接；

托梁，所述托梁与所述基础梁平行设置，所述托梁的底面与所述立柱的顶面固定连接。

进一步地，所述填充墙为填充于所述基础梁、所述立柱和所述托梁所围形状内的钢丝网混凝土层。

进一步地，所述基础梁的顶面与隧道地面位于同一水平面上。

进一步地，所述二次衬砌框架基础上设有用于与隧道两侧竖直墙面连接的连接组件，所述连接组件包括：

连接套筒，所述连接套筒的内壁成型有螺纹，所述连接套筒的侧壁开设有若干限位孔，所述限位孔上铰接有限位件；

连接杆，所述连接杆的杆径与所述套筒的内径配合，所述连接杆的长度小于所述套筒的长度；所述连接杆的外壁成型有与所述套筒内壁配合的螺纹，所述连接杆的一端成型为锥状；

所述二次衬砌框架基础上开设有若干供所述套筒插入的通孔，所述通孔与隧道两侧竖直墙面垂直。

进一步地，所述限位件包括限位板，所述限位板的一端通过合页与所述限位孔铰接，所述限位板的另一端垂直九十度弯折形成限位爪。

进一步地，所述托梁的顶面设有台阶，对应所述台阶较低的平面为第一顶面，对应所述台阶较高的平面为第二顶面；所述第一顶面与所述拱部二次衬砌结构的底部配合，所述第二顶面对应所述立柱的位置开设有第一引水口；所述立柱内开设有与所述第一引水口对应的引水槽，所述基础梁的侧壁开设有与所述引水槽对应的第二引水口。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供了一种拱形隧道复合衬砌结构，提高了二次衬砌结构的整体稳定性和牢固性，并且立柱不需要伸入地基岩土层内，即不需要在地基岩土层开挖容纳立柱的基坑，减少了工作量，节约了基材。

附图说明

图1.本实用新型的工作状态示意图，

图2.本实用新型二次衬砌框架基础的结构示意图，

图3.本实用新型施工流程示意图I，

图4.本实用新型施工流程示意图II，

图5.本实用新型施工流程示意图III，

图6.本实用新型施工流程示意图IV，

图7.本实用新型施工流程示意图V，

图8.本实用新型施工流程示意图VI，

图9.本实用新型施工流程示意图VII，

图10.本实用新型施工流程示意图VIII，

图11.本实用新型另一些实施例二次衬砌框架基础的结构示意图，

图12.本实用新型另一些实施例连接套筒的工作状态示意图I，

图13.本实用新型另一些实施例连接套筒的工作状态示意图II，

图14.本实用新型再一些实施例中二次衬砌框架基础的结构示意图。

附图序号及名称：1、拱部二次衬砌结构，2、二次衬砌框架基础，21、基础梁，211、第二引水口，22、立柱，23、托梁，231、第一顶面，232、第二顶面，233、第一引水口，3、连接组件，31、连接套筒，311、限位孔，312、限位件，313、限位爪，32、连接杆，4、填充墙，5、仰拱二次衬砌结构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述，下列实施例仅用于解释本实用新型的实用新型内容，不用于限定本实用新型的保护范围。

结合图1和图2所示，一种拱形隧道复合衬砌结构，包括由内而外设置的超前支护结构、初期支护结构和二次衬砌结构，二次衬砌结构包括：

拱部二次衬砌结构1，拱部二次衬砌结构1在隧道顶部沿隧道延伸方向设置；

二次衬砌框架基础2，二次衬砌框架基础2在隧道两侧沿隧道延伸方向设置；

填充墙4，填充墙4设置于二次衬砌框架基础2的间隙中；

仰拱二次衬砌结构5，仰拱二次衬砌结构5在隧道底部沿隧道延伸方向设置。

其中，二次衬砌框架基础2包括：

基础梁21，基础梁21沿隧道延伸方向设置，基础梁21与隧道地面固定连接；

若干立柱22，若干立柱22竖直且沿隧道延伸方向间隔设置，立柱22的底面与基础梁的顶面固定连接；

托梁23，托梁23与基础梁21平行设置，托梁23的底面与立柱22的顶面固定连接。

填充墙4为填充于基础梁21、立柱22和托梁23所围形状内的钢丝网混凝土层，使二次衬砌框架基础能够形成完整的墙面结构，保证其强度。

基础梁21的顶面与隧道地面位于同一水平面上，基础梁的主体结构位于隧道地面以下，保证了基础梁的稳定性，进而可以保证整个二次衬砌框架基础的稳定性。

参照图3-图10，本申请在实际应用中的施工流程如下：

1)开挖左侧拱部导洞a，并在左侧拱部导洞a内壁喷涂混凝土(构成左侧拱部初期支护和左侧拱部临时支护)，然后在左侧拱部导洞a内壁对应顶部的部分打入锚杆；

2)在左侧拱部导洞a的下方开挖倒梯形的左侧壁导洞b，并在左侧壁导洞b竖直墙面喷涂混凝土(构成左侧壁初期支护)，然后在左侧壁导洞b对应隧道竖直墙壁的部分打入锚杆；

3)在左侧壁导洞b对应隧道竖直墙壁的面上布设二次衬砌框架基础，然后在左侧壁导洞b内的框架基础立柱之间的部分铺设钢丝网片并浇筑混凝土，使左侧的框架连同填充墙一起形成完整的墙面结构；

4)在隧道面的另一侧开挖右侧拱部导洞c(右侧拱部导洞c与左侧拱部导洞a相对于隧道的中轴线对称)，并在右侧拱部导洞c内壁喷涂混凝土(构成右侧拱部初期支护和右侧拱部临时支护)，然后在右侧拱部导洞c内壁对应顶部的部分打入锚杆；

5)在右侧拱部导洞c的下方开挖倒梯形的右侧壁导洞d，并在右侧壁导洞d竖直墙面喷涂混凝土(构成右侧壁初期支护)，然后在右侧壁导洞d对应隧道竖直墙壁的部分打入锚杆；

6)在右侧壁导洞d对应隧道竖直墙壁的面上布设二次衬砌框架基础，然后在右侧壁导洞d的框架基础立柱之间的部分铺设钢丝网片并浇筑混凝土，使右侧的框架连同填充墙一起形成完整的墙面结构；

7)在隧道面的顶部开挖左侧拱部导洞a和右侧拱部导洞c之间的e，并在e的内壁喷涂混凝土(构成中间拱部初期支护)，然后在e对应顶部的部分打入锚杆，然后在a、e、c内布设拱部二次衬砌结构(拱部二次衬砌结构的底部分别架设在两侧的二次衬砌框架基础的托梁上)；

8)拆除左侧拱部临时支护和右侧拱部临时支护，分层开挖左侧壁导洞b和右侧壁导洞d之间的f、g、h、i，然后依次施作仰拱初期支护结构和仰拱二次衬砌结构，再完成地面结构及地面下结构(如排水系统、施工侧沟、电缆沟槽等)的铺设；

9)最后在拱部二次衬砌结构、两侧的二次衬砌框架基础和填充墙外一次性模筑拱墙铺装层。

重复上述步骤若干次，直至整个隧道按照上述步骤开挖完工，其中单次施工开挖导洞的深度(即沿隧道延伸方向的长度)由实际施工条件以及相关施工要求决定。

最后需要说明的是，本申请实施例的二次衬砌框架基础、拱部二次衬砌结构和仰拱二次衬砌结构可以是预制件也可以现场浇筑而成。

如图11，在本申请的另一些实施例中，二次衬砌框架基础2上设有用于与隧道两侧竖直墙面连接的连接组件3，连接组件3包括：

连接套筒31，连接套筒31的内壁成型有螺纹，连接套筒31的侧壁开设有若干限位孔311，限位孔311上铰接有限位件312；连接杆32，连接杆32的杆径与套筒31的内径配合，连接杆32的长度小于套筒31的长度；连接杆32的外壁成型有与套筒31内壁配合的螺纹，连接杆32的一端成型为锥状(方便连接杆推出限位件)；二次衬砌框架基础2上开设有若干供套筒31插入的通孔，通孔与隧道两侧竖直墙面垂直。

如图12，限位件312包括限位板，限位板的一端通过合页与限位孔311铰接，限位板的另一端垂直九十度弯折形成限位爪313。

对照图13，待二次衬砌框架基础布设完毕后，将连接套筒通过二次衬砌框架基础上的通孔打入隧道侧壁内，然后再将连接杆旋入连接套筒中，随着连接杆的进入，可以将限位爪从连接套筒的侧壁顶出，增加其与隧道侧壁连接的稳定性。实际应用中限位孔外通过一个薄膜或者易损件封闭，保证连接套筒进入墙体时墙体结构不会通过限位孔进入连接套筒中。

结合图14，在本申请的再一些实施例中，托梁23的顶面设有台阶，对应台阶较低的平面为第一顶面231，对应台阶较高的平面为第二顶面232；第一顶面231与拱部二次衬砌结构1的底部配合，第二顶面232对应立柱的位置开设有第一引水口233；立柱22内开设有与第一引水口233对应的引水槽(附图中未画出)，基础梁21的侧壁开设有与引水槽对应的第二引水口211，隧道的地面上开设若干连接第二引水口和排水沟的排水槽。

本实施例的结构使得山体内部渗出的水，可以通过二次衬砌框架基础中的排水结构被引流至底部的第二引水口，然后可以通过地面上的沟槽引导至隧道地面上的排水沟渠中，不需要额外布设排水管路，极大地提高了施工效率。

综上，仅为本实用新型之较佳实施例，不以此限定本实用新型的保护范围，凡依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆为本实用新型专利涵盖的范围之内。

Claims (7)

1.一种拱形隧道复合衬砌结构，包括由内而外设置的超前支护结构、初期支护结构和二次衬砌结构，其特征在于，所述二次衬砌结构包括：

拱部二次衬砌结构(1)，所述拱部二次衬砌结构(1)在隧道顶部沿隧道延伸方向设置；

二次衬砌框架基础(2)，所述二次衬砌框架基础(2)在隧道两侧沿隧道延伸方向设置；

填充墙(4)，所述填充墙(4)设置于所述二次衬砌框架基础(2)的间隙中；

仰拱二次衬砌结构(5)，所述仰拱二次衬砌结构(5)在隧道底部沿隧道延伸方向设置。

2.根据权利要求1所述的一种拱形隧道复合衬砌结构，其特征在于，所述二次衬砌框架基础(2)包括：

基础梁(21)，所述基础梁(21)沿所述隧道延伸方向设置，所述基础梁(21)与隧道地面固定连接；

若干立柱(22)，若干所述立柱(22)竖直且沿所述隧道延伸方向间隔设置，所述立柱(22)的底面与所述基础梁的顶面固定连接；

托梁(23)，所述托梁(23)与所述基础梁(21)平行设置，所述托梁(23)的底面与所述立柱(22)的顶面固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种拱形隧道复合衬砌结构，其特征在于：所述填充墙(4)为填充于所述基础梁(21)、所述立柱(22)和所述托梁(23)所围形状内的钢丝网混凝土层。

4.根据权利要求3所述的一种拱形隧道复合衬砌结构，其特征在于：所述基础梁(21)的顶面与隧道地面位于同一水平面上。

5.根据权利要求4所述的一种拱形隧道复合衬砌结构，其特征在于，所述二次衬砌框架基础(2)上设有用于与隧道两侧竖直墙面连接的连接组件(3)，所述连接组件(3)包括：

连接套筒(31)，所述连接套筒(31)的内壁成型有螺纹，所述连接套筒(31)的侧壁开设有若干限位孔(311)，所述限位孔(311)上铰接有限位件(312)；

连接杆(32)，所述连接杆(32)的杆径与所述套筒(31)的内径配合，所述连接杆(32)的长度小于所述套筒(31)的长度；所述连接杆(32)的外壁成型有与所述套筒(31)内壁配合的螺纹，所述连接杆(32)的一端成型为锥状；

所述二次衬砌框架基础(2)上开设有若干供所述套筒(31)插入的通孔，所述通孔与隧道两侧竖直墙面垂直。

6.根据权利要求5所述的一种拱形隧道复合衬砌结构，其特征在于：所述限位件(312)包括限位板，所述限位板的一端通过合页与所述限位孔(311)铰接，所述限位板的另一端垂直九十度弯折形成限位爪(313)。

7.根据权利要求6所述的一种拱形隧道复合衬砌结构，其特征在于：所述托梁(23)的顶面设有台阶，对应所述台阶较低的平面为第一顶面(231)，对应所述台阶较高的平面为第二顶面(232)；所述第一顶面(231)与所述拱部二次衬砌结构(1)的底部配合，所述第二顶面(232)对应所述立柱的位置开设有第一引水口(233)；所述立柱(22)内开设有与所述第一引水口(233)对应的引水槽，所述基础梁(21)的侧壁开设有与所述引水槽对应的第二引水口(211)。

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