CN216381413U - 一种替代仰拱填充层的装配式隧底结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及公路隧道技术领域，具体为一种替代仰拱填充层的装配式隧底结构；所述装配式隧底结构安装于现浇钢筋混凝土仰拱上，所述装配式隧底结构包括预制UHPC混凝土口型构件、预制钢筋混凝土行车道板和现浇混凝土牛腿组成，预制UHPC混凝土口型构件纵向固定于现浇钢筋混凝土仰拱上，现浇混凝土牛腿浇筑于现浇钢筋混凝土仰拱和既有二次衬砌上，通过预制UHPC混凝土口型构件和现浇混凝土牛腿铺设有预制钢筋混凝土行车道板，在预制UHPC混凝土口型构件和预制钢筋混凝土行车道板形成的平面上铺设路面结构层。本结构结构设计合理、施工简便且使用效果良好。

Description

一种替代仰拱填充层的装配式隧底结构

技术领域

本实用新型涉及公路隧道技术领域，具体为一种替代仰拱填充层的装配式隧底结构。

背景技术

随着我国运营公路隧道隧底病害的不断发展，已显现病害的隧道亟需整治。实际工程中，运营隧道仰拱拆换和仰拱加深是处治隧底病害最彻底、最有效的应用技术，但传统的现浇混凝土技术存在施工工艺复杂、施工周期长、施工质量难以控制等明显的缺点。如何在运营隧道维修整治中全部或者部分采用预制装配式构件替代现浇混凝土，彻底解决或者降低现有技术缺点对新建结构的影响，对运营隧道隧底病害维修整治具有重要的现实意义。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种替代仰拱填充层的装配式隧底结构，将运营公路隧道隧底病害整治中需要现浇的仰拱填充层替换成预制UHPC混凝土口型构件、预制钢筋混凝土行车道板和现浇混凝土牛腿拼接而成的装配式隧底结构，本结构结构设计合理、施工简便且使用效果良好。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案具体如下：

一种替代仰拱填充层的装配式隧底结构，所述装配式隧底结构安装于现浇钢筋混凝土仰拱3上，所述装配式隧底结构包括预制UHPC混凝土口型构件5、预制钢筋混凝土行车道板7和现浇混凝土牛腿6，预制UHPC混凝土口型构件5 纵向固定于现浇钢筋混凝土仰拱3上，现浇混凝土牛腿6浇筑于现浇钢筋混凝土仰拱3和既有二次衬砌2上，通过预制UHPC混凝土口型构件5和现浇混凝土牛腿6铺设有预制钢筋混凝土行车道板7，在预制UHPC混凝土口型构件5 和预制钢筋混凝土行车道板7形成的平面上铺设路面结构层。

所述现浇钢筋混凝土仰拱3和既有二次衬砌之间通过新旧混凝土结构连接植筋4连接。

所述预制UHPC混凝土口型构件5两侧设置有契口，两侧的契口和隧道两侧的现浇混凝土牛腿6共同两组支撑预制钢筋混凝土行车道板7。

所述预制钢筋混凝土行车道板7和预制UHPC混凝土口型构件5的契口之间通过改性聚合砂浆11黏合。

所述预制UHPC混凝土口型构件5内铺设有中心水沟12。

所述预制UHPC混凝土口型构件5之间通过高强曲线螺栓13以及高强直线螺栓14和钢垫板15的组合连接。

所述铺设路面结构层包括依次铺设的现浇混凝土道面铺装层8和沥青混凝土面层9。

所述铺设路面结构层与既有二次衬砌之间安装有电缆槽10。

本实用新型的有益效果为：1、所采用的运营隧道维修替代仰拱填充层的预制装配式隧底结构设计合理、结构简单、施工简便。

2、所采用预制装配式隧底结构设计合理，将需现浇施工的仰拱填充层替换为由现浇混凝土牛腿、预制UHPC混凝土口型构件和两块现浇钢筋混凝土行车道组成的预制装配式隧底结构，仅需小型机械即可快速在需维修的运营隧道内进行定位、拼装，能大幅减少现浇混凝土施工，缩短隧道维修工期。

3、所采用的接缝连接方式简便、牢靠，将预留于预制件的契口对位后，在接缝内灌注改性聚合物砂浆即可连接接缝，使隧底结构形成整体，恢复既有隧道受力体系。

4、所采用的预制UHPC混凝土口型构件将中心水沟预制在空腔内，确保中心水沟不受现场安装中心水沟不可控因素受到的破坏，同时预制装配式隧底结构的空腔，利于运营期对排水系统的维修和更换。

5、预制UHPC混凝土口型构件采用超高性能混凝土(UHPC)工厂预制而成，施工质量得到有效保障，超高性能混凝土优异的耐久性和高强度能够充分发挥，确保预制装配式隧底结构的力学性能。

6、施工方法步骤简单、设计合理、施工方便且施工质量易于控制，能有效确保施工质量，并且多道工序可多工作面同步施工，提高施工效率，降低施工工期。

附图说明

图1：运营隧道维修隧底断面图

图2：现浇钢筋混凝土仰拱及牛腿结构图

图3：预制UHPC混凝土口型构件断面图

图4：预制UHPC混凝土口型构件平面布置图

图5：预制UHPC混凝土口型构件纵向连接结构图

图6：左侧预制钢筋砼行车道板结构图

图7：右侧预制钢筋砼行车道板结构图

图8：接缝连接结构图

图9：路面结构层

图10：施工流程图

图中所示：1：既有初期支护；2：既有二次衬砌；3：现浇钢筋混凝土仰拱； 4新旧混凝土结构连接植筋；5：预制UHPC混凝土口型构件；6现浇混凝土牛腿；7预制钢筋混凝土行车道板；8：现浇混凝土道面铺装层；9：沥青混凝土面层；10：左侧电缆槽；11：改性聚合砂浆契口；12：中心水沟；13：高强曲线螺栓；14：高强直线螺栓；15：钢垫板。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体的实施例进一步的说明本实用新型的技术方案：

实施例1

(1)结构的组成

如图1，运营隧道维修替代仰拱填充层的预制装配式隧底结构由布设于所施工运营隧道内新建仰拱之上的预制UHPC混凝土口型构件5、预制钢筋混凝土行车道板7、现浇混凝土牛腿6、改性聚合物砂浆契口接缝11、组成路面结构层的现浇混凝土道面铺装层8和沥青混凝土面层9；如图1、图2，新建的现浇钢筋混凝土仰拱3为现浇钢筋混凝土结构，拱脚采用新旧混凝土结构连接植筋4工艺将现浇钢筋混凝土仰拱3和既有二次衬砌2连接牢靠。

(2)结构的整体连接

如图1、图2，多榀预制UHPC混凝土口型构件5、预制钢筋混凝土行车道板7的结构尺寸均相同且其沿所施工运营隧道的纵向延伸方向由后向前布设，预制钢筋混凝土行车道板7位于预制UHPC混凝土口型构件5和现浇混凝土牛腿6之上；如图2，现浇混凝土牛腿6同现浇钢筋混凝土仰拱3一并浇筑，位于仰拱两侧；如图1、图9，路面结构层置于预制UHPC混凝土口型构件5和预制钢筋混凝土行车道板7顶面之上，由现浇混凝土道面铺装层8和沥青混凝土面层9组成。

(3)预制UHPC混凝土口型构件及纵向连接

如图1、图3、图4，多榀预制UHPC混凝土口型构件5均采用超高性能混凝土(UHPC)预制而成，呈水平布设，其中心线沿隧道纵向与隧道中心线重合，底面位于现浇钢筋混凝土仰拱3之上。如图4、图5，前后两榀预制UHPC混凝土口型构件5之间通过多个高强曲线螺栓13和高强直线螺栓14连接，每个纵向高强曲线螺栓和高强直线螺栓均沿所施工运营隧道的纵向延伸方向布设，其中多个纵向曲线螺栓和高强直线螺栓均布设于统一隧道横断面上；每四个高强直线螺栓14为一组连接相邻两榀预制UHPC混凝土口型构件侧板，侧板两侧设置连接垫板15；所述每榀预制UHPC混凝土口型构件的纵向长度均相同；如图 1、图3，预制UHPC混凝土口型构件内包含隧道排水用中心水沟12，中心水沟同口型构件一次预制成型；预制UHPC混凝土口型构件顶板两侧预留契口，用于预制钢筋混凝土行车道板安装完成后接缝连接。

(4)预制钢筋混凝土行车道板

如图1、图6、图7，预制钢筋混凝土行车道板7采用普通高标号混凝土预制而成，为板型构件，呈水平布设，行车道板内侧边预留契口，两侧的契口和隧道两侧的现浇混凝土牛腿6共同支撑预制钢筋混凝土行车道板7。预制钢筋混凝土行车道板7和预制UHPC混凝土口型构件5的契口之间通过改性聚合砂浆 11黏合；每榀预制钢筋混凝土行车道板均包括左右两个对称布设的预制钢筋混凝土行车道板7，两个预制钢筋混凝土行车道板的纵向长度均相同。

预制钢筋混凝土行车道板7和预制UHPC混凝土口型构件5安装并连接完成后，其顶面均位于同一水平面，纵坡与运营隧道纵坡相同。

(5)路面结构层

如图1、图9，路面结构层由现浇混凝土道面铺装层8和沥青混凝土面层9 组成，整体置于由预制钢筋混凝土行车道板和预制UHPC混凝土口型构件拼装而成的水平之上，现浇混凝土道面铺装层施工时即形成隧道横坡，其上设置沥青混凝土面层。

(7)施工方法

图10所示的一种运营隧道维修替代仰拱填充层的预制装配式隧底结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、隧道结构跳槽拆除，虚渣清理：沿所施工运营隧道的纵向延伸方向，由后向前跳槽拆除运营隧道既有电缆槽和隧底结构，并人工对隧底虚渣进行清理，获得开挖成型的弧形底部。

步骤二、现浇钢筋混凝土仰拱及牛腿：步骤一中由后向前隧道结构跳槽拆除、虚渣清理过程中，沿所施工运营隧道的纵向延伸方向由后向前在既有隧底结构拆除拱脚混凝土底面钻植筋孔，植筋孔沿隧道纵向在两侧拱脚间隔布置，间距一般与仰拱环向主筋间距相同；植筋孔内未施工植筋前，应保护好孔防止渣土进入；由后向前绑扎仰拱钢筋，环向主筋位置与植筋孔对应，绑扎完成后施工新旧混凝土结构连接植筋4，新旧混凝土结构连接植筋一端插入植筋孔，另一端与现浇钢筋混凝土仰拱3环向主筋焊接；固定钢筋位置后，向植筋孔内低压注入植筋胶，使植筋牢靠；所施工段落内钢筋绑扎完成后，由后向前安装仰拱模板，需注意同步安装现浇牛腿模板，一次浇筑成型现浇钢筋混凝土仰拱3 及现浇混凝土牛腿6；混凝土浇筑完成后，如发现新旧结构面之间仍有不密实的间隙，需采用微膨胀砂浆灌注密实，直至新旧结构之间连接紧密。

步骤三、预制UHPC混凝土口型构件定位、安装：步骤二中由后向前现浇钢筋混凝土仰拱及牛腿施工过程中，由后向前对每榀预制UHPC混凝土口型构件5进行定位、拼装；预制UHPC混凝土口型构件中心线沿隧道纵向与隧道中心线重合，底面位于现浇钢筋混凝土仰拱之上；每榀预制UHPC混凝土口型构件定位、安装后，应采取固定措施，确保预制UHPC混凝土口型构件位置不发生移动；相邻两榀预制UHPC混凝土口型构件5之间连接通过多个高强曲线螺栓13和直线螺栓14连接牢靠，其中每榀口型构件顶同一水平面和底同一水平面各布设一排高强曲线螺栓，每榀口型构件同隧道延伸方向两侧侧板中线端部布设高强直线螺栓，高强曲线螺栓和高强直线螺栓呈垂直布设；每四个高强直线螺栓为一组连接相邻两榀预制UHPC混凝土口型构件侧板，侧板两侧设置连接垫板15；预制UHPC混凝土口型构件最后侧的一榀为后端。

按跳槽开挖顺序，一次或多次重复预制UHPC混凝土口型构件定位、安装步骤，直至完成预制装配式隧底结构中所有预制UHPC混凝土口型构件的拼装过程。

步骤四、预制钢筋混凝土行车道板定位、安装：步骤三中由后向前预制UHPC 混凝土口型构件定位、安装过程中，由后向前对每榀预制钢筋混凝土行车道板7 进行定位、拼装；相邻两榀预制钢筋混凝土行车道板之间通过改性聚合物砂浆 11连接；

按预制UHPC混凝土口型构件安装顺序，一次或者多次重复预制钢筋混凝土行车道板定位、安装，直至完成预制装配式隧底结构中所有预制钢筋混凝土行车道板的拼装过程。

步骤五、接缝处理：按跳槽开挖顺序，由后向前对施工段落内已完成步骤三、步骤四的预制钢筋混凝土行车道板之间接缝和预制钢筋混凝土行车道板与预制UHPC混凝土口型构件之间接缝进行处理，均采用改性聚合物砂浆契口接缝11，接缝内填充改性聚合物砂浆；按跳槽开挖顺序，一次或者多次重复接缝处理，直至完成预制装配式隧底结构中所有接缝的处理。

步骤六、路面结构层、电缆槽施工：步骤一～步骤五全部完成后，由后向前施工电缆槽；再由后向前将已安装完成的预制UHPC混凝土口型构件5和预制钢筋混凝土行车道板7水平顶面进行拉毛，其上施工路面铺装层8，路面铺装层为现浇素混凝土结构，现浇混凝土道面铺装层施工时即形成隧道横坡；路面铺装层施工完成后，其上洒布改性乳化沥青作为粘层，施工沥青混凝土面层9，至此完成路面结构层施工。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种替代仰拱填充层的装配式隧底结构，所述装配式隧底结构安装于现浇钢筋混凝土仰拱上，其特征在于：所述装配式隧底结构包括预制UHPC混凝土口型构件、预制钢筋混凝土行车道板和现浇混凝土牛腿，预制UHPC混凝土口型构件纵向固定于现浇钢筋混凝土仰拱上，现浇混凝土牛腿浇筑于现浇钢筋混凝土仰拱和既有二次衬砌上，通过预制UHPC混凝土口型构件和现浇混凝土牛腿铺设有预制钢筋混凝土行车道板，在预制UHPC混凝土口型构件和预制钢筋混凝土行车道板形成的平面上铺设路面结构层。

2.根据权利要求1所述的一种替代仰拱填充层的装配式隧底结构，其特征在于：所述现浇钢筋混凝土仰拱和既有二次衬砌之间通过新旧混凝土结构连接植筋连接。

3.根据权利要求1所述的一种替代仰拱填充层的装配式隧底结构，其特征在于：所述预制UHPC混凝土口型构件两侧设置有契口，两侧的契口和隧道两侧的现浇混凝土牛腿共同两组支撑预制钢筋混凝土行车道板。

4.根据权利要求3所述的一种替代仰拱填充层的装配式隧底结构，其特征在于：所述预制钢筋混凝土行车道板和预制UHPC混凝土口型构件的契口之间通过改性聚合砂浆黏合。

5.根据权利要求4所述的一种替代仰拱填充层的装配式隧底结构，其特征在于：所述预制UHPC混凝土口型构件内铺设有中心水沟。

6.根据权利要求5所述的一种替代仰拱填充层的装配式隧底结构，其特征在于：所述预制UHPC混凝土口型构件之间通过高强曲线螺栓以及高强直线螺栓和钢垫板的组合连接。

7.根据权利要求1所述的一种替代仰拱填充层的装配式隧底结构，其特征在于：所述铺设路面结构层包括依次铺设的现浇混凝土道面铺装层和沥青混凝土面层。

8.根据权利要求7所述的一种替代仰拱填充层的装配式隧底结构，其特征在于：所述铺设路面结构层与既有二次衬砌之间安装有电缆槽。

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