CN220929402U - 一种隧道预制仰拱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及隧道工程技术领域，具体涉及一种隧道预制仰拱。包括钢筋混凝土结构的预制仰拱和行车板，所述预制仰拱的中轴线处设置有第一圆形孔洞，所述第一圆形孔洞两侧对称设置有第一油缸仓、第二油缸仓、第三油缸仓和第四油缸仓，油缸仓均设置于预制仰拱的上部且开口向上；油缸仓内均放置有液压油缸，所述液压油缸的顶部与行车板的底部抵接。当隧道仰拱结构在运行的过程中产生的路面起鼓时，可以在不开挖路面的情况下，通过调节液压油缸内活塞的高度将液压油缸的活塞升起，然后从上部掀开行车板，人工铲出部分的泥土层，进而解决纵向方向的错台或隆起。

Description

一种隧道预制仰拱

技术领域

本实用新型涉及隧道工程技术领域，具体涉及一种隧道预制仰拱。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

仰拱是为改善上部支护结构受力条件而设置在隧道底部的反向拱形结构，是隧道结构的主要组成部分之一，它一方面要将隧道上部的地层压力通过隧道边墙结构或将路面上的荷载有效地传递到地下，另一方面还有效的抵抗隧道底部地层传来的反力。仰拱与二次衬砌构成隧道整体，增加隧道结构的稳定性。

传统的隧道仰拱衬砌结构的构建是在施工现场采用人工绑扎钢筋和模板现浇混凝土的方式进行，但是由于仰拱模板缺乏设计制作标准、现场钢筋定位准确度低、施工养护环境差等因素，使得隧道仰拱施工多存在空洞与不密实带、结构形状不规范、强度与外观差。所以在隧道施工建设时，采用预制装配式仰拱施工可大大缩短施工周期，保证施工质量，是日后隧底结构施工、维修的主流方向。

同时，隧道在施工以及运行过程中往往存在高地应力，给隧道运营维护带来了极大的挑战，处理此类病害时通常需要挖开已有的仰拱结构，后再进行加固和拆换等。但是这种维修的方法存在以下的缺点：需要对单洞进行封闭，后进行施工，会影响到已有的交通；同时施工工期较长，造价较高。因此如何解决隧道仰拱结构在运行的过程中产生的路面起鼓或者局部地面塌陷、不均匀沉降等问题，对于隧道的运行具有重要的意义。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种隧道预制仰拱。本实用新型中，当隧道仰拱结构在运行的过程中产生的路面起鼓时，可以在不开挖路面的情况下，通过调节液压油缸内活塞的高度将液压油缸的活塞升起，然后从上部掀开行车板，人工铲出部分的泥土层，进而解决纵向方向的错台或隆起。当预制仰拱受到局部凹陷导致行车板下陷时，通过调节液压油缸内活塞的高度将液压油缸的活塞升起，通过第三注浆孔、第四注浆孔和第五注浆孔向泥土层灌注高流动性的砂浆，进而解决纵向方向的凹陷。

一种隧道预制仰拱包括钢筋混凝土结构的预制仰拱和钢筋混凝土结构的行车板，所述预制仰拱的中轴线处设置有第一圆形孔洞，所述第一圆形孔洞两侧对称设置有第一油缸仓、第二油缸仓、第三油缸仓和第四油缸仓，油缸仓均设置于预制仰拱的上部且开口向上；油缸仓内均放置有液压油缸，所述液压油缸的顶部与行车板的底部抵接。

本实用新型一个或一些实施方式中，为了行车板在受到上部行车荷载时受力更加均匀，进一步保证行车板的稳定，所述行车板的底部与预制仰拱的上表面设置一层厚度为8～12cm，优选为10cm的泥土层。泥土层除了可以平均上部行车荷载时的受力，还具有以下作用：当仰拱底部受到高地应力影响而产生纵向方向的错台或隆起时，则需要先将液压油缸的活塞升起，然后从上部掀开行车板，人工铲出部分的泥土层，待到行车板恢复设定的水平的位置后，可以解决纵向方向的错台或隆起。

优选的，为了保证液压油缸的顶部与行车板的底部抵接，所述液压油缸的顶部高于预制仰拱的上表面8～12cm，优选为10cm

进一步优选的，为了防止泥土在铺设的过程中进入到油缸仓内，油缸仓的内壁均设置一层可伸缩塑料波纹管，可伸缩塑料波纹管的顶部高于预制仰拱的上表面14～16cm，优选为15cm，当行车板盖到预制仰拱上时，可伸缩塑料波纹管可以被压缩进而保证液压油缸的顶部与行车板的底部抵接。

本实用新型一个或一些实施方式中，为了将预制仰拱固定于隧道底部，所述预制仰拱底部与隧道底部围岩通过凹凸榫结构连接。

本实用新型一个或一些实施方式中，为了将隧道预制仰拱与隧道壁固定连接，所述预制仰拱的两端设置第一端部卯榫接头和第二端部卯榫接头，通过第一端部卯榫接头和第二端部卯榫与隧道壁的衬砌连接。

本实用新型一个或一些实施方式中，为了将预制仰拱与二次衬砌中的钢筋骨架连接，所述预制仰拱的端部均预埋有两根预埋筋。

本实用新型一个或一些实施方式中，所述第一油缸仓和第三油缸仓设置于第一圆形孔洞的一侧，第二油缸仓和第四油缸仓设置于第一圆形孔洞的另一侧。

优选的，所述第一油缸仓和第三油缸仓之间设置有贯通预制仰拱的第一注浆孔，第二油缸仓和第四油缸仓之间设置有贯通预制仰拱的第二注浆孔。当预制仰拱底部与隧道底部围岩通过凹凸榫结构连接完成后，通过向第一注浆孔和第二注浆孔注入混凝土，可以进一步的将预制仰拱固定于隧道底部。

本实用新型一个或一些实施方式中，所述第一圆形孔洞通过第一液压管路与第一液压仓相连，第一圆形孔洞通过第二液压管路与第二液压仓相连；第一圆形孔洞内设置有第一油泵，第一油泵的油管分别穿过第一液压管路和第二液压管路与第一液压仓和第二液压仓中的液压油缸相连接；通过油泵控制第一液压仓和第二液压仓中的液压油缸活塞的顶进与回缩。

本实用新型一个或一些实施方式中，第三液压仓通过第三液压管路与隧道预制仰拱外部的第二油泵相连，优选的，第二油泵的油管穿过第三液压管路与第三液压仓中的液压油缸相连接。

本实用新型一个或一些实施方式中，第四液压仓通过第四液压管路与隧道预制仰拱外部的第三油泵相连，优选的，第三油泵的油管穿过第四液压管路与第四液压仓中的液压油缸相连接。

通过第二油泵和第三油泵分别控制第三液压仓中的液压油缸和第四液压仓中的液压油缸活塞的顶进与回缩。

本实用新型一个或一些实施方式中，为了将液压油缸固定于油缸仓内，液压油缸通过铰接支座与油缸仓相连接；并通过膨胀螺栓将铰接支座固定于油缸仓的底部。

本实用新型一个或一些实施方式中，为了缓冲行车板对于液压油缸传递的荷载，所述液压油缸的顶部与行车板之间设置有橡胶垫片。

本实用新型一个或一些实施方式中，所述行车板由第一行车板、第二行车板和第三行车板组成，所述第一行车板、第二行车板和第三行车板等长。

优选的，所述第一行车板和第二行车板通过榫卯接头连接；所述第二行车板和第三行车板通过榫卯接头连接。

优选的，第一油缸仓和第二油缸仓内的液压油缸的顶部与第二行车板的底部抵接。

优选的，所述第三油缸仓内的液压油缸的顶部与第一行车板的底部抵接。

优选的，所述第四油缸仓内的液压油缸的顶部与第三行车板的底部抵接。

优选的，所述第二行车板的中轴线处设置有贯通第二行车板的第三注浆孔；所述第二行车板的中轴线与预制仰拱的中轴线重合。

优选的，所述第一行车板和第三行车板分别设置有贯通第一行车板的第四注浆孔和贯通第三行车板的第五注浆孔；所述第四注浆孔和第五注浆孔分别靠近预制仰拱的端部。当预制仰拱受到局部凹陷导致行车板下陷时，可以先升高油缸活塞，使行车板达到设计高度，通过第三注浆孔、第四注浆孔和第五注浆孔灌注高流动性的砂浆，同时可伸缩塑料波纹管可以防止砂浆进入到油缸仓内，待到行车板恢复设定的水平的位置后，可以解决纵向方向的凹陷。

本实用新型一个或一些实施方式中，为了排水，所述第三油缸仓与第一端部卯榫接头之间设置第二圆形孔洞；所述第四油缸仓与第二端部卯榫接头之间设置第三圆形孔洞，第二圆形孔洞和第三圆形孔洞关于预制仰拱的中轴线对称。

优选的，第二圆形孔洞通过第一排水管道将水排出，第三圆形孔洞通过第二排水管道将水排出。

本实用新型一个或一些实施方式中，为了多个预制仰拱固定在一起，所述预制仰拱的底部设置多个纵向连接孔，通过预应力钢筋连接纵向预制仰拱，同时，纵向连接孔也可以兼做安装时的吊装孔。

本实用新型一个或一些实施方式中，为了将预制仰拱与二次衬砌中的钢筋骨架连接，所述预制仰拱的端部均预埋有两根预埋筋。

本实用新型的有益效果在于：

当仰拱底部受到高地应力影响而产生纵向方向的错台或隆起时，则需要先将液压油缸的活塞升起，然后从上部掀开行车板，人工铲出部分的泥土层，使得行车板恢复设定的水平的位置后，进而解决纵向方向的错台或隆起。同时，当预制仰拱受到局部凹陷导致行车板下陷时，可以先升高油缸活塞，使行车板达到设计高度，通过第三注浆孔、第四注浆孔和第五注浆孔灌注高流动性的砂浆，同时可伸缩塑料波纹管可以防止砂浆进入到油缸仓内，使得行车板恢复设定的水平的位置后，可以解决纵向方向的凹陷。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型实施例1中隧道预制仰拱的结构示意图；其中1-预制仰拱、2-行车板、3-第一圆形孔洞、4-第一油缸仓、5-第二油缸仓、6-第三油缸仓、7-第四油缸仓、8-第二液压油缸、9-可伸缩塑料波纹管、10-橡胶垫片、11-泥土层、12-第一行车板、13-第二行车板、14第三行车板、15-第一榫卯接头、16-第一液压管路、17-第二液压管路、18-第三液压管路、19-第四液压管路、20-第一排水管道、21-第二排水管道、22-第二圆形孔洞、23-第三圆形孔洞、24-凹凸榫结构、25-第三注浆孔、26-第四注浆孔、27-第五注浆孔、28-第一端部卯榫接头、29-两根预埋筋、30-第二注浆孔、31-第一注浆孔、32-纵向连接孔、33-第二端部卯榫接头、34-第二榫卯接头、35-第一液压油缸、36-第三液压油缸、37-第四液压油缸。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

下面结合具体的实施例，对本实用新型做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本实用新型的解释而不是限定。

参见图1，一种隧道预制仰拱包括钢筋混凝土结构的预制仰拱1(仰拱长度约为9m、最高处高度为2m，沿纵向深度为1m)和钢筋混凝土结构的行车板2(厚约0.3m)，预制仰拱的中轴线处设置有第一圆形孔洞3(直径约1.5m)，第一圆形孔洞3两侧对称设置有第一油缸仓4、第二油缸仓5、第三油缸仓6和第四油缸仓7，油缸仓均设置于预制仰拱的上部且开口向上；油缸仓内均放置有液压油缸，液压油缸的顶部与行车板2的底部抵接。

为了行车板2在受到上部行车荷载时受力更加均匀，进一步保证行车板2的稳定，行车板2的底部与预制仰拱1的上表面设置一层厚度为10cm的泥土层11。泥土层11除了可以平均上部行车荷载时的受力，还具有以下作用：当仰拱底部受到高地应力影响而产生纵向方向的错台或隆起时，则需要先将液压油缸的活塞升起，然后从上部掀开行车板2，人工铲出部分的泥土层11，待到行车板2恢复设定的水平的位置后，可以解决纵向方向的错台或隆起。

为了保证液压油缸的顶部与行车板2的底部抵接，液压油缸的顶部高于预制仰拱1的上表面10cm。

为了防止泥土在铺设的过程中进入到油缸仓内，油缸仓的内壁均设置一层可伸缩塑料波纹管9，可伸缩塑料波纹管9的顶部高于预制仰拱1的上表面15cm，当行车板2盖到预制仰拱1上时，可伸缩塑料波纹管9可以被压缩进而保证液压油缸的顶部与行车板2的底部抵接。

为了缓冲行车板2对于液压油缸传递的荷载，液压油缸的顶部与行车板2之间设置有橡胶垫片10。

为了将预制仰拱1固定于隧道底部，预制仰拱1底部与隧道底部围岩通过凹凸榫结构24连接。

为了将隧道预制仰拱与隧道壁固定连接，隧道预制仰拱的两端设置第一端部卯榫接头28和第二端部卯榫接头33，通过第一端部卯榫接头28和第二端部卯榫33与隧道壁的衬砌连接。

为了将预制仰拱1与二次衬砌中的钢筋骨架连接，预制仰拱1的端部均预埋有两根预埋筋29。

第一油缸仓4和第三油缸仓6设置于第一圆形孔洞3的一侧，第二油缸仓5和第四油缸仓7设置于第一圆形孔洞3的另一侧。

第一油缸仓4和第三油缸仓6之间设置有贯通预制仰拱的第一注浆孔31，第二油缸仓5和第四油缸仓7之间设置有贯通预制仰拱的第二注浆孔30。当预制仰拱1底部与隧道底部围岩通过凹凸榫结构24连接完成后，通过向第一注浆孔31和第二注浆孔30注入混凝土，可以进一步的将预制仰拱1固定于隧道底部。

第一圆形孔洞3通过第一液压管路16与第一液压仓4相连，第一圆形孔洞3通过第二液压管路17与第二液压仓5相连；第一圆形孔洞3内设置有第一油泵，第一油泵的油管分别穿过第一液压管路16和第二液压管路17与第一液压仓4中的第一液压油缸36和第二液压仓5中的第二液压油缸8相连接；通过油泵控制第第一液压仓4中的第一液压油缸36和第二液压仓5中的第二液压油缸8活塞的顶进与回缩。

第三液压仓6通过第三液压管路18与隧道预制仰拱外部的第二油泵相连，第二油泵的油管穿过第三液压管路18与第三液压仓6中的第三液压油缸36相连接。第四液压仓7通过第四液压管路19与隧道预制仰拱外部的第三油泵相连，第三油泵的油管穿过第四液压管路19与第四液压仓7中的第四液压油缸37相连接。通过第二油泵和第三油泵分别控制第三液压仓6中的第三液压油缸36和第四液压仓7中的第四液压油缸37活塞的顶进与回缩。

为了将液压油缸固定于油缸仓内，液压油缸通过铰接支座与油缸仓相连接；并通过膨胀螺栓将铰接支座固定于油缸仓的底部。

行车板2由第一行车板12、第二行车板13和第三行车板14组成，第一行车板12、第二行车板13和第三行车板14等长。第一行车板12和第二行车板13通过第一榫卯接头15连接；第二行车板13和第三行车板14通过第二榫卯接头34连接。

第一油缸仓4和第二油缸仓5内的第一液压油缸35和第二液压油缸8的顶部与第二行车板13的底部抵接；第三油缸仓6内的第三液压油缸的36顶部与第一行车板12的底部抵接；第四油缸仓7内的第四液压油缸37的顶部与第三行车板14的底部抵接。

第二行车板13的中轴线处设置有贯通第二行车板13的第三注浆孔25；第二行车板13的中轴线与预制仰拱1的中轴线重合。第一行车板12和第三行车板14分别设置有贯通第一行车板12的第四注浆孔26和贯通第三行车板14的第五注浆孔27；第四注浆孔26和第五注浆孔27分别靠近预制仰拱1的端部。当预制仰拱1受到局部凹陷导致行车板下陷时，可以先升高油缸活塞，使行车板达到设计高度，通过第三注浆孔25、第四注浆孔26和第五注浆孔27灌注高流动性的砂浆，同时可伸缩塑料波纹管9可以防止砂浆进入到油缸仓内，待到行车板2恢复设定的水平的位置后，可以解决纵向方向的凹陷。

为了排水，第三油缸仓6与第一端部卯榫接头28之间设置第二圆形孔洞22(直径约0.7m)；第四油缸仓7与第二端部卯榫接头33之间设置第三圆形孔洞23，第二圆形孔洞22和第三圆形孔洞23关于预制仰拱1的中轴线对称。第二圆形孔洞22通过第一排水管道20将水排出，第三圆形孔洞23通过第二排水管21道将水排出。

为了多个预制仰拱1固定在一起，预制仰拱1的底部设置多个纵向连接孔32，通过预应力钢筋连接纵向预制仰拱1，同时，纵向连接孔32也可以兼做安装时的吊装孔。

为了将预制仰拱1与二次衬砌中的钢筋骨架连接，预制仰拱1的端部均预埋有两根预埋筋29。

最后应该说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种隧道预制仰拱，其特征在于，包括钢筋混凝土结构的预制仰拱和钢筋混凝土结构的行车板，所述预制仰拱的中轴线处设置有第一圆形孔洞，所述第一圆形孔洞两侧对称设置有第一油缸仓、第二油缸仓、第三油缸仓和第四油缸仓，油缸仓均设置于预制仰拱的上部且开口向上；油缸仓内均放置有液压油缸，所述液压油缸的顶部与行车板的底部抵接。

2.如权利要求1所述的隧道预制仰拱，其特征在于，所述行车板的底部与预制仰拱的上表面设置一层厚度为8～12cm的泥土层；

或，所述液压油缸的顶部高于预制仰拱的上表面8～12cm；

或，油缸仓的内壁均设置一层可伸缩塑料波纹管，可伸缩塑料波纹管的顶部高于预制仰拱的上表面14～16cm。

3.如权利要求1所述的隧道预制仰拱，其特征在于，所述预制仰拱底部与隧道底部围岩通过凹凸榫结构连接；

或，所述预制仰拱的两端设置第一端部卯榫接头和第二端部卯榫接头，通过第一端部卯榫接头和第二端部卯榫与隧道壁的衬砌连接；

或，所述预制仰拱的端部均预埋有两根预埋筋。

4.如权利要求1所述的隧道预制仰拱，其特征在于，所述第一油缸仓和第三油缸仓设置于第一圆形孔洞的一侧，第二油缸仓和第四油缸仓设置于第一圆形孔洞的另一侧。

5.如权利要求4所述的隧道预制仰拱，其特征在于，所述第一油缸仓和第三油缸仓之间设置有贯通预制仰拱的第一注浆孔，第二油缸仓和第四油缸仓之间设置有贯通预制仰拱的第二注浆孔；

或，所述第一圆形孔洞通过第一液压管路与第一液压仓相连，第一圆形孔洞通过第二液压管路与第二液压仓相连；第一圆形孔洞内设置有第一油泵，第一油泵的油管分别穿过第一液压管路和第二液压管路与第一液压仓和第二液压仓中的液压油缸相连接；

或，第三液压仓通过第三液压管路与隧道预制仰拱外部的第二油泵相连；

或，第四液压仓通过第四液压管路与隧道预制仰拱外部的第三油泵相连。

6.如权利要求1所述的隧道预制仰拱，其特征在于，液压油缸通过铰接支座与油缸仓相连接；并通过膨胀螺栓将铰接支座固定于油缸仓的底部；

或，所述液压油缸的顶部与行车板之间设置有橡胶垫片。

7.如权利要求1所述的隧道预制仰拱，其特征在于，所述行车板由第一行车板、第二行车板和第三行车板组成，所述第一行车板、第二行车板和第三行车板等长；所述第一行车板和第二行车板通过榫卯接头连接；所述第二行车板和第三行车板通过榫卯接头连接。

8.如权利要求7所述的隧道预制仰拱，其特征在于，第一油缸仓和第二油缸仓内的液压油缸的顶部与第二行车板的底部抵接；

或，所述第三油缸仓内的液压油缸的顶部与第一行车板的底部抵接；

或，所述第四油缸仓内的液压油缸的顶部与第三行车板的底部抵接；

或，所述第二行车板的中轴线处设置有贯通第二行车板的第三注浆孔；所述第二行车板的中轴线与预制仰拱的中轴线重合；

或，所述第一行车板和第三行车板分别设置有贯通第一行车板的第四注浆孔和贯通第三行车板的第五注浆孔；所述第四注浆孔和第五注浆孔分别靠近预制仰拱的端部。

9.如权利要求1所述的隧道预制仰拱，其特征在于，所述第三油缸仓与第一端部卯榫接头之间设置第二圆形孔洞；所述第四油缸仓与第二端部卯榫接头之间设置第三圆形孔洞，第二圆形孔洞和第三圆形孔洞关于预制仰拱的中轴线对称；第二圆形孔洞通过第一排水管道将水排出，第三圆形孔洞通过第二排水管道将水排出。

10.如权利要求1所述的隧道预制仰拱，其特征在于，所述预制仰拱的底部设置多个纵向连接孔；

或，所述预制仰拱的端部均预埋有两根预埋筋。