圆隧道双层车道框架结构体系及其全预制施工方法与流程

本发明涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种圆隧道双层车道框架结构体系及其全预制施工方法。

背景技术：

随着城市快速发展，地上可用空间不断缩小，同时人口密度、汽车数量不断增加，地下空间开发力度不断加大。在此背景下，大直径长距离盾构法施工圆隧道在城市快速路的建设中得到了大量的应用。本领域中，将直径大于10米的圆隧道称为大直径。目前国内外大直径盾构法施工圆隧道内部结构多采用双层车道结构形式，以现浇施工工艺为主。传统施工工艺建设效率低，能耗高，施工慢，产生较多建筑垃圾、对环境污染大，同时局限于盾构隧道有限的施工空间及现场工人的素质，现浇施工质量难以保证。为了解决这一系列问题，盾构隧道双层车道结构走向预制化、工业化的道路。目前，盾构法施工隧道双层车道结构施工基本属于半预制化阶段，即预制构件与现浇混凝土相结合的方法。下层车道采用“口”型预制构件或“π”型预制构件，在施工期形成施工通道，满足管片等相关材料的运输，实现同步施工工艺，其余结构以现浇施工为主，预制化程度低。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服以上不足，提供了一种能够提高施工效率和施工质量，有效减少建筑垃圾，降低能耗，减小环境污染的圆隧道双层车道框架结构体系及其全预制施工方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种圆隧道双层车道框架结构体系的全预制施工方法，包括以下步骤：

步骤一，形成圆隧道的施工步骤；

步骤二，将预制下层车道构件吊装在圆隧道的底部，在所述预制下层车道构件的两侧浇筑混凝土，使预制下层车道构件固定设置在圆隧道的底部，形成下层车道结构体系；

步骤三，在圆隧道的两侧且位于预制下层车道构件的上方浇筑上层车道框架结构体系的基座；

步骤四，垂直于基座拼装预制牛腿立柱；

步骤五，在预制牛腿立柱上拼装预制牛腿纵梁，使预制牛腿纵梁与预制牛腿立柱相互搭接；

步骤六，将预制上层车道板吊装在两侧的预制牛腿纵梁上，拼接形成上层车道框架结构体系。

进一步的，本发明提供的圆隧道双层车道框架结构体系的全预制施工方法，在步骤一中，采用盾构法将若干片呈圆弧形状的预制管片拼接形成圆隧道。

进一步的，本发明提供的圆隧道双层车道框架结构体系的全预制施工方法，在步骤二中，所述的预制下层车道构件为“π”型预制构件或“口”型预制构件。

进一步的，本发明提供的圆隧道双层车道框架结构体系的全预制施工方法，还包括在预制牛腿立柱、预制牛腿纵梁与预制上层车道板的接口处施工后浇梁板柱接头的步骤，使预制牛腿立柱、预制牛腿纵梁与预制上层车道板固定连接，形成完整的上层车道。

进一步的，本发明提供的圆隧道双层车道框架结构体系的全预制施工方法，在步骤四中，在预制牛腿立柱与基座之间采用干接头使预制牛腿立柱与基座快速固定连接。

进一步的，本发明提供的圆隧道双层车道框架结构体系的全预制施工方法，在步骤五中，将预制牛腿纵梁吊装至两侧的预制牛腿立柱的牛腿上，形成简支梁受力体系，从而形成无需临时支撑的预制拼装工艺。

进一步的，本发明提供的圆隧道双层车道框架结构体系的全预制施工方法，在步骤六中，待预制牛腿纵梁抗扭措施完成后，将预制上层车道板吊装至两侧的预制牛腿纵梁的牛腿上，形成简支板受力体系，从而形成无需临时支撑的预制拼装工艺。

与现有技术相比，本发明提供的圆隧道双层车道框架结构体系的全预制施工方法，实现了下层车道框架结构体系和上层车道框架结构体系的全预制施工，由于双层车道框架结构体系中的预制下层车道构件、预制牛腿立柱，预制牛腿纵梁、预制上层车道板，均采用了预制构件，因此在形成圆隧道双层车道框架结构体系时，提高了施工的效率和质量。由于采用预制构件，不需要现场施工制作相应的构件，因此减少了建筑垃圾的产生，减小了对环境的污染。另外，施工现场不需要使用现浇相关机械电气等设备，且大量减少现场施工人员，因此能够降低能耗。此外，由于采用了标准化的预制构件，因此，受现场施工技术人员的技术水平的限制影响较小。

为了解决上述技术问题，本发明还提供一种圆隧道双层车道框架结构体系，包括圆隧道，在圆隧道底部固定设置有预制下层车道构件，形成下层车道结构体系；在圆隧道的两侧且位于预制下层车道构件的上方浇筑形成的上层车道框架结构体系的基座，每个基座垂直固定连接有预制牛腿立柱，在每个预制牛腿立柱上固定连接有预制牛腿纵梁，在两侧的预制牛腿纵梁上固定连接有预制上层车道板，形成上层车道框架结构体系。

进一步的，本发明提供的圆隧道双层车道框架结构体系，所述预制牛腿立柱与基座之间采用干接头快速固定连接。

进一步的，本发明提供的圆隧道双层车道框架结构体系，所述预制牛腿立柱、预制牛腿纵梁与预制上层车道板的接口处通过梁板柱接头固定连接。

与现有技术相比，本发明提供的圆隧道双层车道框架结构体系，由于采用预制牛腿立柱、预制牛腿纵梁和预制车道板组成的框架结构体系，具有结构稳固性强，抗震性能好，耐久性好的优点。又由于圆隧道双层车道框架结构体系采用了预制下层车道构件、预制牛腿立柱、预制牛腿纵梁、预制上层车道板等预制构件，因此具有施工效率高、速度快，维护成本低的优点。

附图说明

图1是本发明一实施例的圆隧道双层车道框架结构体系的横截面的结构示意图；

图2是预制牛腿立柱、预制牛腿纵梁、预制上层车道板的拼装的横截面的结构示意图；

图3是预制牛腿立柱、预制牛腿纵梁、预制上层车道板的拼装的纵截面的结构示意图。

图中所示：11、圆隧道，12、预制下层车道构件，13、基座，14、预制牛腿立柱，15、预制牛腿纵梁，16、预制上层车道板，17、梁板柱接头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细描述：

实施例一

请参考图1-3，本实施例一提供一种圆隧道双层车道框架结构体系的全预制施工方法，包括以下步骤：

步骤一，形成圆隧道11的施工步骤；

步骤二，将预制下层车道构件12吊装在圆隧道11的底部，在所述预制下层车道构件12的两侧浇筑混凝土，使预制下层车道构件12固定设置在圆隧道11的底部，形成下层车道结构体系；

步骤三，在圆隧道11的两侧且位于预制下层车道构件12的上方浇筑上层车道框架结构体系的基座13；

步骤四，垂直于基座13拼装预制牛腿立柱14；

步骤五，在预制牛腿立柱14上拼装预制牛腿纵梁15，使预制牛腿纵梁15与预制牛腿立柱14相互搭接；

步骤六，将预制上层车道板16吊装在两侧的预制牛腿纵梁15上，拼接形成上层车道框架结构体系。

作为较佳的实施方式，本发明提供的圆隧道双层车道框架结构体系的全预制施工方法，在步骤一中，采用盾构法将若干片呈圆弧形状的预制管片拼接形成圆隧道11。也就是说，本发明的圆隧道11也采用预制构件。进一步提高了施工的效率和质量，减小了建筑垃圾的产生，对环境的污染较小。

作为较佳的实施方式，本发明提供的圆隧道双层车道框架结构体系的全预制施工方法，在步骤二中，所述的预制下层车道构件12为“π”型预制构件或“口”型预制构件。请参考图1，本实施例一的预制下层车道构件12为“π”型预制构件。但“口”型预制构件也可采用本实施例一的预制下层车道构件12。

作为较佳的实施方式，本发明提供的圆隧道双层车道框架结构体系的全预制施工方法，还包括在预制牛腿立柱14、预制牛腿纵梁15与预制上层车道板16的接口处施工后浇梁板柱接头17的步骤，使预制牛腿立柱14、预制牛腿纵梁15与预制上层车道板16固定连接，形成完整的上层车道。现浇梁板柱接头17能够提高预制牛腿立柱14、预制牛腿纵梁15与预制上层车道板16的连接刚度，同时消除预制拼装的施工误差，提高了上层车道的安全性。

作为较佳的实施方式，本发明提供的圆隧道双层车道框架结构体系的全预制施工方法，在步骤四中，在预制牛腿立柱14与基座13之间采用灌浆套筒等干接头使预制牛腿立柱14与基座13快速固定连接；以提高施工速度。

作为较佳的实施方式，本发明提供的圆隧道双层车道框架结构体系的全预制施工方法，在步骤五中，将预制牛腿纵梁15吊装至两侧的预制牛腿立柱14的牛腿上，形成简支梁受力体系，从而形成无需临时支撑的预制拼装工艺。与现有技术相比，在施工预制牛腿纵梁15时，不需要单独设置临时支撑体系，依靠预制构件形成简单的支撑体系，即将预制牛腿纵梁15吊装至两侧的预制牛腿立柱14的牛腿上，形成简支梁受力体系，便可以实现预制牛腿纵梁15与预制牛腿立柱14的拼装工艺。因此，其具有简化施工流程，提高施工效率的优点，以快速形成圆隧道双层车道框架结构体系。

作为较佳的实施方式，本发明提供的圆隧道双层车道框架结构体系的全预制施工方法，在步骤六中，待预制牛腿纵梁15抗扭措施完成后，将预制上层车道板16吊装至两侧的预制牛腿纵梁15的牛腿上，形成简支板受力体系，从而形成无需临时支撑的预制拼装工艺。与现有技术相比，本实施例一在施工预制上层车道板16与预制牛腿纵梁15时，不需要单独设置临时支撑体系，依靠预制牛腿纵梁15的牛腿，便可实现简单的支撑体系，从而实现预制上层车道板16与预制牛腿纵梁15的拼装施工工艺。因此，其具有简化施工流程，提高施工效率的优点，以快速形成圆隧道双层车道框架结构体系。

实施例二

请参考图1-3，本实施例二提供一种圆隧道双层车道框架结构体系，包括圆隧道11，在圆隧道11底部固定设置有预制下层车道构件12，形成下层车道结构体系；在圆隧道11的两侧且位于预制下层车道构件12的上方浇筑形成的上层车道框架结构体系的基座13，每个基座13垂直固定连接有预制牛腿立柱14，在每个预制牛腿立柱14上固定连接有预制牛腿纵梁15，在两侧的预制牛腿纵梁15上固定连接有预制上层车道板16，形成上层车道框架结构体系。

作为较佳的实施方式，本发明提供的圆隧道双层车道框架结构体系，所述的预制下层车道构件12为“π”型预制构件或“口”型预制构件。

作为较佳的实施方式，本发明提供的圆隧道双层车道框架结构体系，所述预制牛腿立柱14、预制牛腿纵梁15与预制上层车道板16的接口处通过梁板柱接头17固定连接。梁板柱接头17能够提高预制牛腿立柱14、预制牛腿纵梁15与预制上层车道板16的连接刚度，同时消除预制拼装的施工误差，提高了上层车道的安全性。

作为较佳的实施方式，本发明提供的圆隧道双层车道框架结构体系，在预制牛腿立柱14与基座13之间采用灌浆套筒等干接头使预制牛腿立柱14与基座13快速固定连接；以提高施工速度。

作为较佳的实施方式，本发明提供的圆隧道双层车道框架结构体系，所述圆隧道11为采用盾构法将若干片呈圆弧形状的预制管片拼接形成的圆隧道11。也就是说，本发明的圆隧道11也采用预制构件。进一步提高了施工的效率和质量，减小了建筑垃圾的产生，对环境的污染较小。

本实施例二提供的圆隧道双层车道框架结构体系，由于采用预制牛腿立柱14、预制牛腿纵梁15和预制车道板16组成的框架结构体系，具有结构稳固性强，抗震性能好，耐久性好的优点。又由于圆隧道双层车道框架结构体系采用了预制圆隧道11、预制下层车道构件12、预制牛腿立柱14、预制牛腿纵梁15、预制上层车道板16等预制构件，因此具有施工效率高、速度快的优点，并且实现了双层车道框架结构体系的全预制化，预制化程度较高。

本发明不限于上述具体实施方式，凡在本发明的精神和范围内所作出的各种变化，均在本发明的保护范围之内。