直墙板桁半装配式明洞结构的制作方法

本发明涉及明洞修建技术领域，具体涉及一种明洞结构，适用于既有铁路增建明洞结构，或超大跨度明洞结构。

背景技术：

进入二十一世纪后我国铁路建设高速发展，随着西南山区高速铁路的快速和大规模修建，由于受曲线半径大、地形地质条件复杂、环保要求高等多种因素的制约，铁路沿线部分地段设站条件极为困难。因此，为提高艰险山区修建高速铁路选线、设站的自由度，使得山区车站布置型式更为灵活、车站功能更易得到保证，三线、四线甚至更大跨度的车站隧道的修建将愈来愈多，随着洞口明洞衬砌结构跨度的增大及回填土高度的增加，为保证结构安全，明洞衬砌结构厚度越来越大。对洞顶设计填土荷载不超过4m，一般单线铁路明洞结构厚度为60cm，双线铁路明洞结构厚度为80cm，四线铁路明洞(净跨21m～25m左右)结构厚度达130cm左右；经计算，对洞顶设计填土荷载30m，净跨25m的明洞结构其衬砌厚度将达到2.5m，在实际工程中基本不可能实施。一方面，随着明洞跨度增大，结构厚度增加，大体积混凝土施工难度增大，施工质量难以控制，大体积混凝土水化热不能采取有效消除而产生温度裂缝，导致结构无法耐久性要求。另一方面，由于明洞跨度增大，衬砌厚度增加，导致混凝土浇筑时台车承载大大增加；同时由于明洞跨度增大，衬砌台车重量急剧增大，台车荷载及自身重量的急剧增大带来的问题是：(1)台车走行系统的可靠性难以保证；(2)台车在衬砌混凝土浇筑后沉降难以控制。因此严重影响明洞混凝土浇筑质量和运营使用功能。

其次，在既有运营铁路线中，一方面由于部分洞口坡面植被破坏，危岩落石发育，为保证运营安全，往往需接长明洞；另一方面，由于前期工程投入、工期以及线路选线的限制，出现了很多路基陡边坡，部分边坡在自然风化侵蚀、地震、强降雨等因素作用下发生变形、开裂、支护强度下降，甚至塌方，中断线路运营等情况。在常规的边坡处理手段不能完全消除运营安全隐患，或其工程投入巨大，不具经济合理性时，可在既有路基基础上增建明洞工程，以实现对区域线路的永久防护。在既有线上增建明洞工程的困难在于，需要在接触网不断电的情况下进行施工，而采用传统明洞衬砌结构及施工方法，衬砌台车的运输、拼装以及衬砌浇筑施工中台车走行均是难以解决的困难。因此，要保证既有铁路接长明洞施工接触网不断电，同时保证行车和施工人员的安全，寻找新型明洞结构形式及施工方法势在必行。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题提供了一种直墙板桁半装配式明洞结构，以有效解决超大跨度明洞结构厚度过大、施工质量难以保证的难题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的直墙板桁半装配式明洞结构，其特征是它包括：外侧边墙和内侧边墙，沿线路延伸方向构筑；拱部桁架，沿线路延伸方向间隔设置，其两端分别支撑于外侧边墙、内侧边墙上部的承台上；T形顶板，铺设在拱部桁架上，其长度方向为线路延伸方向；拱部防水层，施作于T形顶板上；回填层，于外侧边墙顶端至边坡坡面之间填筑于拱部防水层之上；隔水层，覆盖回填层表面。

所述外侧边墙、内侧边墙上部的承台上设置有减震支座，拱部桁架的两端支承于减震支座上。

本发明的有益效果是，有效避免超大跨度结构拱圈超厚大体积混凝土施作，避免大体积混凝土水化热造成衬砌裂缝等问题的发生，从而有效保证明洞结构安全、质量及耐久性；拱部桁架与两侧边墙采用减震支座连接，在危岩落石作用下，可有效减小落石对衬砌结构的冲击作用，保证运营期间结构安全；大大减小拱部结构自重，节约建设成本；不需要衬砌台车，施工简便易行，可用于新建超大跨度明洞施工，也可用于既有铁路增建明洞施工。

附图说明

本说明书包括如下五幅附图：

图1是本发明直墙板桁半装配式明洞结构的断面图；

图2是本发明直墙板桁半装配式明洞结构中拱部桁架的正视图；

图3是图1中A局部的放大图；

图4、图5是本发明直墙板桁半装配式明洞结构施工方法的示意图。

图中示构件、部位名称及所对应的标记：底板10，外侧边墙21，内侧边墙22，拱部桁架30，桁架上弦杆31a，桁架下弦杆31b，桁架竖杆31c，桁架斜腹杆31d，T形顶板40，拱部防水层50，回填层60，隔水层61，减震支座70，中心水沟80。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参照图1和图3，本发明的直墙板桁半装配式明洞结构包括：外侧边墙21和内侧边墙22，沿线路延伸方向构筑；拱部桁架30，沿线路延伸方向间隔设置，其两端分别支撑于外侧边墙21、内侧边墙22上部的承台上；T形顶板40，铺设在拱部桁架30上，其长度方向为线路延伸方向；拱部防水层50，施作于T形顶板40上；回填层60，于外侧边墙21顶端至边坡坡面之间填筑于拱部防水层50之上；隔水层61，覆盖回填层60表面。

明洞拱部采用拱部桁架30和T形顶板40，有效避免超大跨度结构拱圈超厚大体积混凝土施作，避免大体积混凝土水化热造成衬砌裂缝等问题的发生，从而有效保证明洞结构安全、质量及耐久性。同时大大减小拱部结构自重，节约建设成本

参照图1，所述外侧边墙21、内侧边墙22上部的承台上设置有减震支座70，拱部桁架30的两端支承于减震支座70上。拱部桁架30与外侧边墙21、内侧边墙22采用减震支座70连接，在危岩落石作用下，可有效减小落石对衬砌结构的冲击作用，保证运营期间结构安全。

参照图1，可在所述外侧边墙21、内侧边墙22下端之间于基础上设置沿线路方向延伸的底板10，底板10的横向两端分别与外侧边墙21、内侧边墙22固结。底板10下设置中心水沟80。

参照图4、图5和图1，本发明直墙板桁半装配式明洞结构按如下步骤进行施工：

①分段开挖并施作内侧边墙22和外侧边墙21；

②施作底板10；

③在内侧边墙22及外侧边墙21达到设计强度后，吊装拱部桁架30；

④铺设T形顶板40；

⑤于T形顶板40上铺设拱部防水层50，并施作回填层60及隔水层61；

⑥施工侧沟及电缆沟槽等附属工程；

重复上述步骤①～⑥若干次，直至该段明洞施工完成。

整个施工过程不需要衬砌台车，施工简便易行，可用于新建超大跨度明洞施工，也可用于既有铁路增建明洞施工。