本发明涉及隧道结构，具体涉及到一种隧道底部结构及其施工方法。
背景技术：
据相关资料显示，我国既有的铁路隧道经过数十年的运营，特别是在地下水发达的情况下，支护结构较为普遍地出现了开裂、渗漏水、底部病害等情况，特别是地下水发达的灰岩及可溶岩地层。以2010年成都铁路局管辖内的隧道调查为例，整个辖区内共有1995座隧道，总里程达1397公里，其中有1418座隧道出现了病害，出现病害的隧道占所有隧道的71.08％。从病害的数量上来看，84.6％的病害是衬砌开裂和渗漏水。从病害隧道的数量来看，70.5％的病害是渗漏水、洞内外排水设施损坏和底部翻浆冒泥。即使是新建成不久的达成新线，35％的隧道也不同程度的出现了渗漏水的情况。特别是刚刚建成并通车一年的黔桂线，其中有9座隧道出现了较为严重的底部下沉和翻浆冒泥，严重影响了行车安全。
病害中对行车安全影响最大的是隧道结构底部病害，主要形式是基底掏空、翻浆冒泥和轨道下沉等，这些病害的产生无一例外都和地下水有关。同时基底浮渣清除不干净、仰拱或底板的强度不足或缺失往往是造成底部病害的人为因素。
当前对于隧道结构底部病害的处理往往都是采用注浆加固或者群桩锚固的方式。从施工效果来看，注浆效果并不理想，由于地下水发达及底部结构本身的问题，地下水往往不能完全排出洞外，而且结构还会承担一定的水压力，会对底部结构病害的发生起到推波助澜的作用。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种隧道底部结构，以消除地下水发达的区域隧道易病害的缺陷，提高隧道结构底部自身的承载能力，同时有效降低地下水对隧道底部结构的影响。
本发明解决上述技术问题所采用取的技术方案如下：
本发明的一种隧道底部结构，包括仰拱和两侧的侧沟，其特征是：所述两侧侧沟之间设置钢筋混凝土板，钢筋混凝土板底面与仰拱表面之间设置透水混凝土填筑体，纵横向间隔设置的钢花管向下穿过透水混凝土填筑体和仰拱插入基岩内，各钢花管的上端与钢筋混凝土板固定连接；所述透水混凝土填筑体底部中心位置设置排水沟。
所述钢花管内灌注混凝土。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种上述隧道底部结构的施工方法，该方法包括如下步骤：
①隧道开挖完成后，施工仰拱和两侧侧沟，仰拱预留供钢花管穿过的通孔；
②在仰拱底部中心位置铺设排水沟排水沟；
③施工钢花管，将钢花管穿过预留通孔插入基岩内，各钢花管内灌注混凝土；
④待钢花管内混凝土达到设计强度的70％后，浇筑透水混凝土填筑体；
⑤将钢花管的顶部与钢筋混凝土板的钢筋焊接，浇筑混凝土完成钢筋混凝土板施工。
本发明的有益效果是，钢筋混凝土板和内部浇筑混凝土的钢花管作为主要的承载结构能将载荷有效地传递到基底的承载层；透水混凝土与排水沟共同作用，将侧沟不能及时排出的水或进入轨道的水排出到隧道外，减少地下水对隧道底部结构的浸泡时间和仰拱结构受到的地下水压力，有效降低病害发生的概率；本发明主要用于地下水发达的隧道底部结构易发生病变路段的设计及病害整治，且能有效降低轨道由于病害而造成的不平顺问题。
附图说明
图1是本发明一种隧道底部结构的断面图。
图中示出构件名称及所对应的标记：仰拱11、侧沟12、钢筋混凝土板20、透水混凝土填筑体21，钢花管22，排水沟23。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
参照图1，本发明主要用于地下水发达的隧道底部结构易发生病变路段的设计及病害整治，隧道底部结构包括仰拱11和两侧的侧沟12。所述两侧侧沟12之间设置钢筋混凝土板20，钢筋混凝土板20底面与仰拱11表面之间设置透水混凝土填筑体21，纵横向间隔设置的钢花管22向下穿过透水混凝土填筑体21和仰拱11插入基岩内，各钢花管22的上端与钢筋混凝土板20固定连接。所述透水混凝土填筑体21底部中心位置设置排水沟23。所述钢花管22内灌注混凝土。
参照图1，钢筋混凝土板20和内部浇筑混凝土的钢花管22作为主要的承载结构能将载荷有效地传递到基底的承载层。透水混凝土填筑体21与排水沟23共同作用，将侧沟12不能及时排出的水或进入轨道的水排出到隧道外，减少地下水对隧道底部结构的浸泡时间和仰拱结构受到的地下水压力，有效降低病害发生的概率。
参照图1，本发明主要受到的列车荷载的传递路径为：轨道→钢筋混凝土板20→透水混凝土填筑体21→仰拱11→基底承载层。当底部发生病害或者仰拱与基底承载层悬空时，则列车荷载的传递路径为：轨道→透水混凝土填筑体21→钢花管22(混凝土钢花管柱)→基底承载层，有效降低了轨道由于病害而造成的不平顺问题。
所述钢花管22纵横向间隔呈梅花形布置，其直径通常为10cm，也可根据施工现场的情况进行调整。插入基岩的深度一般不小于0.5m，其内灌注混凝土的标号不低于C35。钢花管22的顶部与钢筋混凝土板20的钢筋焊接连接。
本发明的一种隧道底部结构的施工方法，包括如下步骤：
①隧道开挖完成后，施工仰拱11和两侧侧沟12，仰拱11预留供钢花管22穿过的通孔；
②在仰拱11底部中心位置铺设排水沟排水沟23；
③施工钢花管22，将钢花管22穿过预留通孔插入基岩内，各钢花管22内灌注混凝土；
④待钢花管22内混凝土达到设计强度的70％后，浇筑透水混凝土填筑体21；
⑤将钢花管22的顶部与钢筋混凝土板20的钢筋焊接，浇筑混凝土完成钢筋混凝土板20施工。
严格按照施工方法进行施工，将能确保隧道底部结构的施工质量。
以上所述只是用图解说明本发明一种隧道底部结构及其施工方法的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。