专利名称：用于隧道洞口的门式复合管棚套拱结构及其施工方法
技术领域：
本发明涉及交通隧道的加固结构及其施工方法，尤其涉及一种隧道施工时的洞口 加固结构及其施工方法。
背景技术：
隧道洞口是隧道的咽喉，洞口部分在地质上通常比较破碎松软，易于失稳形成滑 坡、坍塌等。因此，洞口段的稳定与否直接关系到隧道施工的难易与营运安全。在山岭隧道 施工中，对于破碎松软的洞口地段常设置管棚套拱，通过搭设长管棚以进行洞口段加固。然 而，对于地表处于临近稳定状态的情况，尽管施做了长管棚，在进行暗挖施工时，洞口段边、 仰坡仍可能出现开裂、滑移，导致洞内下沉过大，常规的管棚套拱被移位开裂，进而引发洞 口坍塌事故。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构稳定、力学性能 较好、能有效防止隧道洞口坍塌和边、仰坡滑移的用于隧道洞口的门式复合管棚套拱结构， 还相应提供一种施工步骤简单、施工效率高、施工经济性和安全性较好的门式复合管棚套 拱结构的施工方法。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种用于隧道洞口的门式复合管 棚套拱结构，所述门式复合管棚套拱结构包括位于隧道洞口顶部的管棚套拱和位于隧道洞 口两侧的预加固桩，所述管棚套拱的两端分别与两侧的预加固桩相连接，且该管棚套拱由 预加固桩支承；预加固桩的顶端固接有顶盖梁，所述顶盖梁与所述管棚套拱间填充有袋装 回填土。作为对上述门式复合管棚套拱结构的进一步改进，所述预加固桩内预埋有连接套 管，所述管棚套拱的两端通过插入该连接套管的连接钢筋与所述预加固桩相连接。上述的用于隧道洞口的门式复合管棚套拱结构中，所述顶盖梁中优选设有长管 棚。作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的门式复合管棚套拱结构的施工 方法，包括以下步骤
(1)施工预加固桩在隧道洞口两侧开挖、浇注预加固桩，并在桩内预埋连接套管；
(2)开挖隧道管棚套拱开挖隧道的管棚套拱断面，并保留隧道开挖断面的核心土；
(3)插入连接钢筋在所述预加固桩的连接套管中插入连接钢筋；
(4)施工管棚套拱浇注管棚套拱，使管棚套拱通过连接钢筋与所述预加固桩固接成一 整体，同时在该管棚套拱内预留管棚套管，在管棚套管内设置长管棚；
(5)施工顶盖梁所述管棚套拱的混凝土达到设计强度后，在管棚套拱上方填充袋装回 填土，并在袋装回填土上方浇注顶盖梁，在该顶盖梁内预留管棚套管，并在管棚套管内设置 长管棚，完成施工。
与现有技术相比，本发明的优点在于
(1)本发明的门式复合管棚套拱采用了预加固桩与顶盖梁相结合的倒“U”形洞口加固 结构，其在结构强度、稳定性及外部受力上要表现出更加优异的性能；
(2)采用本发明的门式复合管棚套拱结构可以更有效地防止隧道洞内的下沉及洞口的 坍塌，大大提高隧道施工的安全性和施工效率；
(3)采用本发明的门式复合管棚套拱结构可以更有效地防止两坡(隧道洞口的边坡和 仰坡)滑移，进一步提高隧道施工的安全性和施工效率；
(4)本发明的施工方法操作相对简便，施工效率高，能够大大减少施工开挖的高度，提 高施工的经济性和施工效率。
图1为本发明实施例中的门式复合管棚套拱结构的主视图。图2为本发明实施例中的门式复合管棚套拱结构的侧视图。图3为本发明实施例中的门式复合管棚套拱结构的俯视图。图4为图1中A处的局部放大图。图例说明
1.管棚套拱；11.管棚套管；12.长管棚；2.预加固桩；21.连接套管；22.连接钢 筋；3.仰坡；4.核心土；5.顶盖梁；6.袋装回填土。
具体实施例方式以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。实施例
一种如图1 图4所示的本发明用于隧道洞口的门式复合管棚套拱结构，该门式复合 管棚套拱结构包括位于隧道洞口顶部的管棚套拱1和位于隧道洞口两侧的预加固桩2，该 管棚套拱1由预加固桩2支承，管棚套拱1的两端分别与两侧的预加固桩2相连接。本实 施例中，管棚套拱1的端部具体连接于预加固桩2中部偏上的位置。在预加固桩2内预埋 有连接套管21，管棚套拱1的两端是通过插入该连接套管21的连接钢筋22与预加固桩2 相连接。在预加固桩2的顶端固接有顶盖梁5，顶盖梁5与管棚套拱1间填充有袋装回填土 6。管棚套拱1和顶盖梁5中均预埋有均勻分布的管棚套管11和穿过该管棚套管11的长 管棚12。本实施例的用于隧道洞口的门式复合管棚套拱结构的施工方法包括以下步骤
1.施工预加固桩在某一地质软弱、破碎的交通隧道洞口地段，先在隧道洞口两侧开 挖、浇注预加固桩2，并在桩内拟连接管棚套拱的相应位置预埋连接套管21 ；
2.开挖隧道管棚套拱开挖隧道管棚套拱的断面及两侧基础，使隧道上方的仰坡3的 坡度保持在1 1，并保留隧道开挖的核心土 4;
3.插入连接钢筋管棚套拱断面开挖以后，在预加固桩2的连接套管21中插入连接钢 筋22;
4.施工管棚套拱浇注管棚套拱1，使管棚套拱1通过连接钢筋22与预加固桩2固接 成一整体，同时在该管棚套拱1内预留Φ 127mm的钢质管棚套管11，在管棚套管11内施做长管棚12 ；
5.施工顶盖梁当管棚套拱1的混凝土达到设计强度后，在管棚套拱1上方填充袋装 回填土 6，并在袋装回填土 6上方浇注顶盖梁5，在该顶盖梁5内预留管棚套管11，并在管棚 套管11内设置长管棚12，完成施工。 在本实施例的门式复合管棚套拱结构施工完成后，即可进行后续的进洞开挖、仰 拱及仰拱回填的施工。在后续的隧道开挖施工过程中，由于洞口的管棚套拱与两侧的预加 固桩和顶部顶盖梁形成一受力整体，这可避免在开挖下台阶时，由于管棚套拱基础底部悬 空而造成管棚套拱的下沉及开裂，因而能够大大提高隧道施工过程的安全性和经济性。
权利要求
1.一种用于隧道洞口的门式复合管棚套拱结构，其特征在于所述门式复合管棚套拱 结构包括位于隧道洞口顶部的管棚套拱和位于隧道洞口两侧的预加固桩，所述管棚套拱的 两端分别与两侧的预加固桩相连接，且该管棚套拱由预加固桩支承；预加固桩的顶端固接 有顶盖梁，所述顶盖梁与所述管棚套拱间填充有袋装回填土。
2.根据权利要求1所述的用于隧道洞口的门式复合管棚套拱结构，其特征在于所述 预加固桩内预埋有连接套管，所述管棚套拱的两端通过插入该连接套管的连接钢筋与所述 预加固桩相连接。
3.根据权利要求1或2所述的用于隧道洞口的门式复合管棚套拱结构，其特征在于 所述顶盖梁中设有长管棚。
4.一种如权利要求1或2或3所述的门式复合管棚套拱结构的施工方法，包括以下步骤(1)施工预加固桩在隧道洞口两侧开挖、浇注预加固桩，并在桩内预埋连接套管；(2)开挖隧道管棚套拱开挖隧道的管棚套拱断面，并保留隧道开挖断面的核心土；(3)插入连接钢筋在所述预加固桩的连接套管中插入连接钢筋；(4)施工管棚套拱浇注管棚套拱，使管棚套拱通过连接钢筋与所述预加固桩固接成一 整体，同时在该管棚套拱内预留管棚套管，在管棚套管内设置长管棚；(5)施工顶盖梁所述管棚套拱的混凝土达到设计强度后，在管棚套拱上方填充袋装回 填土，并在袋装回填土上方浇注顶盖梁，在该顶盖梁内预留管棚套管，并在管棚套管内设置 长管棚，完成施工。
全文摘要
本发明公开了一种用于隧道洞口的门式复合管棚套拱结构及其施工方法，该结构包括位于隧道洞口顶部的管棚套拱和位于洞口两侧的预加固桩，管棚套拱与预加固桩相连接且由预加固桩支承；预加固桩的顶端固接有顶盖梁，顶盖梁与管棚套拱间填充有袋装回填土。施工方法为先在洞口两侧开挖、浇注预加固桩，并在桩内预埋连接套管；然后开挖管棚套拱断面，并保留核心土；再在连接套管中插入连接钢筋，同时浇注管棚套拱，使其与预加固桩固接成一整体，同时在该管棚套拱内预留管棚套管，设置长管棚；最后在管棚套拱上方填充袋装回填土，并浇注顶盖梁，完成施工。本发明的门式复合管棚套拱结构更加稳定，力学性能较好，能有效防止隧道洞口坍塌和边、仰坡滑移。
文档编号E21D11/00GK102071948SQ20111004465
公开日2011年5月25日 申请日期2011年2月24日 优先权日2011年2月24日
发明者侯兴杰, 傅立新, 刘正刚, 刘永胜, 张进华, 施成华, 易震宇, 李林林, 王明明, 蒋正华, 蒋胜波 申请人:湖南省交通规划勘察设计院