CN217481289U - 公路隧道顶部减载施工结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种公路隧道顶部减载施工结构，主要采用泡沫轻质土层与空心塑料块组成的空心塑料块层相结合的结构，设置在公路隧道主体结构的顶部，空心塑料块分散布置于泡沫轻质土块体中间形成空心隔仓，对主体结构上部控制性荷载的减载效果更优，能够优化主体结构的截面设计，对主体结构的耐久性更为有利，取代了传统方案的混凝土架空层结构，在隧道主体结构的顶板施工完成强度达标后，即可拆除支架，施工时不占用主线工期，模板可回收利用，不浪费材料，隧道行车道层完成后，即可进入隧道内后续的机电、内装、路面施工，可节约总工期约40％～50％。

Description

公路隧道顶部减载施工结构

技术领域

本实用新型涉及公路隧道顶部减载施工技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种公路隧道顶部减载施工结构。

背景技术

隧道在公路设计中是常用的一种穿越湖泊、铁路等障碍，减少行车距离、提高行车效率的结构。隧道是埋置于地层内的工程建筑物，能够有效的提高地下工程空间利用率，保护环境，增强立体交通、减少交通事故。

隧道作为地下工程结构，其上覆荷载是隧道顶板设计的控制性可变荷载。在传统设计中，通常采用隧道顶板建设封闭空腔钢筋混凝土架空层结构的方式减载，以达到优化隧道顶板截面的目的。架空层减载方案的缺点在于，架空层在施工过程中，无法拆除行车道满堂支架，影响主线隧道内装施工，占用主线工期，施工风险高。架空层模板及支架难以回收，造成施工成本增加及材料浪费。在后续长期运营过程中，检修困难，且架空层中板无防水层，地下水存在通过中板渗漏进隧道的风险。

传统设计方案，现浇隧道为全线关键节点，采用全满堂支架模板投入，单套支架满足约30m隧道长度浇筑。在隧道架空层顶板浇筑时，若拆除隧道行车道内满堂支架，则隧道中板及侧墙裂缝宽度超过0.2mm，无法满足设计要求。受此影响，隧道行车道内满堂支架须在架空层顶板浇筑完成后，方可进行拆除，再进行该段防撞侧石、压舱混凝土、机电安装、装饰装修、沥青铺设、联调联试等工序。标准节段，主体结构施工完成30m，进入隧道内装施工，需耗时79天。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种公路隧道顶部减载施工结构，以解决现有技术中隧道顶部减载施工结构的减载效果不理想的技术问题。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，本实用新型提供了一种公路隧道顶部减载施工结构，设置在隧道主体结构的顶部，从下至上依次包括底泡沫轻质土层、多个减载核心区、减载填充区、回填区，减载核心区包括交替设置的泡沫轻质土层、空心塑料块层、钢丝网片层。

优选的是，所述减载核心区从下至上依次包括下钢丝网片层、下泡沫轻质土层、空心塑料块层、上泡沫轻质土层、上钢丝网片层，所述减载填充区从下至上包括依次设置的多个泡沫轻质土层和钢丝网片层。

优选的是，所述减载核心区设置有两个，所述空心塑料块层内在水平面内呈梅花形均匀布设有空心塑料块，上下两个所述空心塑料块层的所述空心塑料块在所述隧道主体结构的横截面方向上交叉分布。

优选的是，所述减载填充区中每层所述泡沫轻质土层的高度为0.9～1.2m，相邻的所述泡沫轻质土层之间铺设一层所述钢丝网片层，在距离所述回填区域底部下方50cm处，铺设有一层所述钢丝网片层。

优选的是，在所述隧道主体结构的长度方向上分段设置，分段的长度为10-15m，每段所述公路隧道顶部减载施工结构之间设置有沉降缝，沉降缝由20mm的聚苯乙烯板或涂沥青木板或沥青麻絮填塞。

优选的是，还包括共同连接设置在所述底泡沫轻质土层、多个所述减载核心区、所述减载填充区的两侧的侧向钢丝网片层，侧向钢丝网片层内相邻的钢丝网片之间搭接设置，搭接处重叠的宽度为20-30cm，且通过设置镀锌钢丝绑扎连接。

优选的是，所述空心塑料块为立方体形结构，所述空心塑料块的壁厚为100-150mm。

优选的是，所述回填区的高度不小于2m。

优选的是，所述下钢丝网片层、所述上钢丝网片层、所述钢丝网片层中采用的钢丝网片的直径为3-6mm。

本实用新型至少包括以下有益效果：

(1)本实用新型的公路隧道顶部减载施工结构采用泡沫轻质土层与空心塑料块层组合减载的方式，能够大幅减轻隧道上部荷载，优化隧道顶板截面设计，节约混凝土及钢筋用量，控制结构开裂，延长主体工程使用寿命。

(2)本实用新型所采用的泡沫轻质土流动性高，输送采用软管，现浇可自流平，作业面小、自硬化，不需要机械摊铺、振捣和碾压，能够有效提高施工便利性，降低施工难度，采用的空心塑料块，抗压耐磨、防水、无毒、耐老化，可安全使用50年以上，能够承担主体工程设计寿命周期内的减载与抗压功能。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的公路隧道顶部减载施工结构的主视结构图；

图2为本实用新型的公路隧道顶部减载施工结构的侧视结构图；

图3为本实用新型的公路隧道顶部减载施工结构的放大结构图。

说明书附图标记说明：1、隧道主体结构，2、底泡沫轻质土层，3、下钢丝网片层，4、下泡沫轻质土层，5、空心塑料块，6、上泡沫轻质土层，7、上钢丝网片层，8、减载填充区，9、回填区，10、垫层，11、现状地面线，12、侧向钢丝网片层。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-3所示，本实用新型提供一种公路隧道顶部减载施工结构，设置在隧道主体结构1的顶部，从下至上依次包括底泡沫轻质土层2、多个减载核心区、减载填充区8、回填区9，减载核心区包括交替设置的泡沫轻质土层、空心塑料块层、钢丝网片层。

在隧道主体结构1的顶部分层且依次施工多层泡沫轻质土层、空心塑料块层和钢丝网片层实现减载。

传统设计方案，现浇隧道为全线关键节点，采用全满堂支架模板投入，单套支架满足约30m隧道长度浇筑。在隧道架空层顶板浇筑时，若拆除隧道行车道内满堂支架，则隧道中板及侧墙裂缝宽度超过0.2mm，无法满足设计要求。受此影响，隧道行车道内满堂支架须在架空层顶板浇筑完成后，方可进行拆除，再进行该段防撞侧石、压舱混凝土、机电安装、装饰装修、沥青铺设、联调联试等工序。标准节段，主体结构施工完成30m，进入隧道内装施工，需耗时79天。

本实用新型采用浇筑设置泡沫轻质土层+空心塑料块5组成的空心塑料块层相结合的结构，最后设置回填区达到现状地面线11处，空心塑料块5为PE塑料块，浇筑设置在公路隧道主体结构1的顶部，取代了传统方案的混凝土架空层结构，施工本实用新型的公路隧道顶部减载施工结构时，在隧道主体结构1的顶板施工完成，强度达标后，即可拆除支架，泡沫轻质土层采用泡沫轻质土进行回填，空心塑料块层5布置空心塑料块，其中在浇筑泡沫轻质土的过程中随层铺设钢丝网片层，本实用新型的泡沫轻质土层与空心塑料块层 5的安装施工方便，不占用主线工期，模板可回收利用，不浪费材料，隧道行车道层完成后，即可进入隧道内后续的机电、内装、路面施工，可节约总工期约40％～50％，相较传统方案，无需绑扎钢筋、施工周转材料可回收、施工便捷，工程造价节约10％～20％。标准节段，主体结构施工30m，进入隧道内装施工，需耗时39天，可节约工期约50％。对比295m范围隧道的主体结构、防水、接缝、回填等各相关工程进行同深度工程量计造价计算，泡沫轻质土与空心材料组合减载方案相较于传统方案节约造价15％。

本实用新型的泡沫轻质土与空心材料组合减载方案，应用于施工中施工方法简单，降低了主体隧道顶部控制荷载，增强了主体结构使用耐久性，降低系统工程造价，大幅缩短工期，在满足减载要求的同时，能够取得明显的经济效益，特别是对于一些施工工期较为紧张的工程，效益更为明显。泡沫轻质土层直接采用泡沫轻质土回填，流动性高，输送采用软管，现浇可自流平，作业面小、自硬化，不需要机械摊铺、振捣和碾压，凝结后具有良好的自立性，空心塑料块5则体质量轻盈、抗压耐磨、防水、无毒、耐老化，可安全使用50年以上，能够承担主体工程设计寿命周期内的减载与抗压功能，可在工厂预制，现场直接安装。

本实用新型采用的空心塑料块5分散布置于泡沫轻质土块体中间形成空心隔仓，能够起到更好的减载效果，对主体结构上部控制性荷载的减载效果更优，能够优化主体结构的截面设计，对主体结构的耐久性更为有利，系统工程成本大幅降低。

在另一种技术方案中，如图1-3所示，所述减载核心区从下至上依次包括下钢丝网片层3、下泡沫轻质土层4、空心塑料块5层、上泡沫轻质土层6、上钢丝网片层7，所述减载填充区8从下至上包括依次设置的多个泡沫轻质土层和钢丝网片层。

本实用新型在隧道主体结构1的上方设置减载区域，并将减载区域的结构进行划分并对应施工，依次交叉设置多层泡沫轻质土层、钢丝网片层、空心塑料块层，利用设置的轻质泡沫土层与空心塑料块层本身材质轻盈的自身特性，能够大幅减轻隧道上部荷载，同时保证结构连接强度，优化隧道顶板截面设计，节约混凝土及钢筋用量，控制结构开裂，延长主体工程使用寿命。

在另一种技术方案中，如图1-3所示，所述减载核心区设置有两个，所述空心塑料块层内在水平面内呈梅花形均匀布设有空心塑料块，上下两个所述空心塑料块层的所述空心塑料块在所述隧道主体结构的横截面方向上交叉分布。

结合如图1-3所示，每层的空心塑料块层内的空心塑料块5在隧道主体结构1的长度方向和宽度方向上等间隔设置，横向间距设置为1m，在隧道主体结构1的长度方向上空心塑料块5的设置间距为2m，在竖向上不同层的空心塑料块5的间隔为1.5m，使空心隔仓在隧道主体的上方均匀分布，保证受力均匀。

在另一种技术方案中，如图1-3所示，所述减载填充区中每层所述泡沫轻质土层的高度为0.9～1.2m，相邻的所述泡沫轻质土层之间铺设一层所述钢丝网片层，在距离所述回填区域底部下方50cm处，铺设有一层所述钢丝网片层。采用分层设置的方式利于保证浇筑结构的均一性，增设钢丝网片层以提高浇筑结构的连接强度。

在另一种技术方案中，如图1-3所示，所述的公路隧道顶部减载施工结构在所述隧道主体结构的长度方向上分段设置，分段的长度为10-15m，每段所述公路隧道顶部减载施工结构之间设置有沉降缝，沉降缝由20mm的聚苯乙烯板或涂沥青木板或沥青麻絮填塞。

采取分段时间的方式，在各段可同时进行施工，设置沉降缝提高防水能力，给各个分段的部分之间的相互作用提供缓冲，减小相邻的分段泡沫轻质土结构之间的应力影响。

在另一种技术方案中，如图1-3所示，还包括共同连接设置在所述底泡沫轻质土层、多个所述减载核心区、所述减载填充区的两侧的侧向钢丝网片层，侧向钢丝网片层内相邻的钢丝网片之间搭接设置，搭接处重叠的宽度为20-30cm，且通过设置镀锌钢丝绑扎连接。

在另一种技术方案中，如图1-3所示，所述空心塑料块5为立方体形结构，所述空心塑料块5的壁厚为100-150mm。

设置空心塑料块5的尺寸和抗压能力，确保隧道主体顶部的承载能力，保证最大限度减轻隧道顶部荷载，有利于隧道顶板截面的优化。

在另一种技术方案中，如图1-3所示，所述回填区的高度不小于2m。

在另一种技术方案中，如图1-3所示，所述下钢丝网片层3、所述上钢丝网片层7、所述钢丝网片层中采用的钢丝网片的直径为3-6mm。通过设置钢丝网片的尺寸配合分层浇筑的泡沫轻质土结构，提高结构稳定性和结构连接强度。

实施例1：

一种公路隧道顶部减载结构的施工方案，采用如下步骤：

S1、预制空心塑料块5，采用PE材料，制作成300×300×300mm的空心塑料块5体，塑料块体壁厚为100～150mm，在隧道主体的顶部覆盖设置减载区域，减载区域内，在竖向上，减载区域的下端从下至上依次包括下钢丝网片层3、下泡沫轻质土层4、空心塑料块层、上泡沫轻质土层6、上钢丝网片层7，减载填充区8为浇筑设置的泡沫轻质土层，回填区9内为回填土层。所述空心塑料块5的抗压强度不小于0.3MPa。

S2、在隧道主体施工区域铺设垫层10，然后在垫层10上施工隧道主体结构1，在隧道主体结构1浇筑完成且顶板强度达到75％以上后，在隧道主体结构1上针对减载区域立模。

S3、在减载区域的侧向固定连接侧向钢丝网片层12，距离隧道主体结构1的外边缘40cm～50cm范围内竖直铺设一层侧向钢丝网片层12，并固定。

S4、在减载区域内浇筑一层泡沫轻质土形成底泡沫轻质土层2，然后按照减载核心区的布置，依次铺设一层水平方向的钢丝网片形成下钢丝网片层3，浇筑泡沫轻质土0.5m厚形成底泡沫轻质土层2，然后水平向铺设一层钢丝网片形成下钢丝网片层3。所述泡沫轻质土的湿密度等级为9-10KN/m3，所述泡沫轻质土的表观干密度8.5～10KN/m3，所述泡沫轻质土的饱和重度11～13KN/m3，所述泡沫轻质土的抗压强度不低于F1.0，所述泡沫轻质土的软化系数不低于0.7。

S5、在下钢丝网片层3上浇筑泡沫轻质土形成下泡沫轻质土层4。在下泡沫轻质土层 4表面分散布置并固定预制的空心塑料块5，空心塑料块5呈梅花形布置，横向间距1m，纵向间距2m，竖直向间距1.5m，形成空心塑料块层。

S6、浇筑泡沫轻质土覆盖空心塑料块5并形成上泡沫轻质土层6，再在上泡沫轻质土层6上铺设一层水平方向的钢丝网片形成上钢丝网片层7。

S7、重复步骤S4～S6直至最上方的一个减载核心区施工完成。

S8、施工减载填充区8，分层浇筑设置泡沫轻质土层，分层高度0.9～1.2m，随层铺设一层钢丝网片层，浇筑泡沫轻质土至回填结构顶部下方50cm处也铺设一层钢丝网片层。

S9、在最上方的上钢丝网片层7上浇筑泡沫轻质土至设计高程，之后施工回填区9，回填区9的高度为4.5m。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.公路隧道顶部减载施工结构，其特征在于，设置在隧道主体结构的顶部，从下至上依次包括底泡沫轻质土层、多个减载核心区、减载填充区、回填区，减载核心区包括交替设置的泡沫轻质土层、空心塑料块层、钢丝网片层。

2.如权利要求1所述的公路隧道顶部减载施工结构，其特征在于，所述减载核心区从下至上依次包括下钢丝网片层、下泡沫轻质土层、空心塑料块层、上泡沫轻质土层、上钢丝网片层，所述减载填充区从下至上包括依次设置的多个泡沫轻质土层和钢丝网片层。

3.如权利要求2所述的公路隧道顶部减载施工结构，其特征在于，所述减载核心区设置有两个，所述空心塑料块层内在水平面内呈梅花形均匀布设有空心塑料块，上下两个所述空心塑料块层的所述空心塑料块在所述隧道主体结构的横截面方向上交叉分布。

4.如权利要求2所述的公路隧道顶部减载施工结构，其特征在于，所述减载填充区中每层所述泡沫轻质土层的高度为0.9～1.2m，相邻的所述泡沫轻质土层之间铺设一层所述钢丝网片层，在距离所述回填区域底部下方50cm处，铺设有一层所述钢丝网片层。

5.如权利要求2所述的公路隧道顶部减载施工结构，其特征在于，在所述隧道主体结构的长度方向上分段设置，分段的长度为10-15m，每段所述公路隧道顶部减载施工结构之间设置有沉降缝，沉降缝由20mm的聚苯乙烯板或涂沥青木板或沥青麻絮填塞。

6.如权利要求1所述的公路隧道顶部减载施工结构，其特征在于，还包括共同连接设置在所述底泡沫轻质土层、多个所述减载核心区、所述减载填充区的两侧的侧向钢丝网片层，侧向钢丝网片层内相邻的钢丝网片之间搭接设置，搭接处重叠的宽度为20-30cm，且通过设置镀锌钢丝绑扎连接。

7.如权利要求3所述的公路隧道顶部减载施工结构，其特征在于，所述空心塑料块为立方体形结构，所述空心塑料块的壁厚为100-150mm。

8.如权利要求1所述的公路隧道顶部减载施工结构，其特征在于，所述回填区的高度不小于2m。

9.如权利要求2所述的公路隧道顶部减载施工结构，其特征在于，所述下钢丝网片层、所述上钢丝网片层、所述钢丝网片层中采用的钢丝网片的直径为3-6mm。

Images