一种蛋壳形灌浆隧洞避车洞结构的制作方法

本发明涉及一种蛋壳形灌浆隧洞避车洞结构。

背景技术：

近年来随着水电开发的主战场西移，特别在西南山区，岩溶发育，地形地质条件复杂等多种因素的制约，岩溶隧道规模迅速增加。且受到外界已建隧洞的影响，钻爆法开挖往往受到一定的限制。水工隧洞开挖方式也逐步向城市错综复杂的地铁隧洞tbm开挖方式发展。水工灌浆隧洞由于长度一般较短，往往采用小型掘进机。灌浆隧洞常规尺寸约为3×4m，配合掘进开挖的ebz260悬臂式掘进机设备工作空间约为18×3.6m。

相比钻爆法，由于掘进机尺寸较大结构，所需避车洞空间也较大，另外避车洞一般设置在垂直隧洞轴线的一侧，开挖时不易控制截面形状和尺寸。另外由于避车洞宽度较大为了保证洞室安全(一定的安全宽高比)开挖高度随之加高，势必带来开挖工程量的增加，经济性随之降低。现有灌浆隧洞的开挖条件允许的情况下优先选择钻爆法施工，此时需要的避车洞尺寸较小，无相关问题。现有的技术方案中并未有很好的解决避车洞开挖尺寸增大带来的安全、经济的断面设计方式。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种蛋壳形灌浆隧洞避车洞结构，该蛋壳形灌浆隧洞避车洞结构通过避车洞顶壁的结构设置，克服了现有水工灌浆隧洞地质条件和施工环境复杂带来的避车洞开挖尺寸在安全性和经济性方面的不能统一协调问题。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种蛋壳形灌浆隧洞避车洞结构，包括灌浆隧洞和在灌浆隧洞中段的避车洞；所述避车洞的顶壁为左右两个弧状段，其中一段为圆弧状与灌浆隧洞顶壁圆弧一致，另一段弧状为椭圆弧，两个弧状段顶壁中点位置高度与灌浆隧洞顶壁圆弧中点位置高度一致，避车洞的顶壁椭圆弧段在两端弧状顶壁中点位置与避车洞的圆弧状段水平平滑过渡。

所述避车洞在灌浆隧洞上每隔200m设置一段。

所述避车洞的两个弧状段顶壁中点高度为4.9m。

所述避车洞的椭圆弧段顶壁边沿高度为2.5m。

所述灌浆隧洞内侧壁底部开挖有排水沟，排水沟沿避车洞的椭圆弧段侧壁底部延伸。

所述灌浆隧洞和避车洞的底板由上至下向排水沟开挖位置倾斜。

所述排水沟的横截面规格为0.3m×0.2m。

本发明的有益效果在于：围岩应力变形自适应能力强，结构受力条件好，在开挖施工期能够能有效的保证施工安全，充分利用顶部空间，相比矩形断面有效的减少了开挖了工程量，在狭隘的隧洞空间内营造了一种开阔的视觉空间，给后期灌浆施工营造良好的作业环境。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的内部结构示意图；

图3是图1中避车洞部分的截面结构示意图。

图中：1-一期混凝土，2-二期钢筋混凝土衬砌，3-抗台锚杆，4-排水沟，5-固结灌浆，6-回填灌浆，7-灌浆隧洞，8-避车洞。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1至图3所示的一种蛋壳形灌浆隧洞避车洞结构，包括灌浆隧洞7和在灌浆隧洞7中段的避车洞8；所述避车洞8的顶壁为左右两个弧状段，其中一段为圆弧状与灌浆隧洞7顶壁圆弧一致，另一段弧状为椭圆弧，两个弧状段顶壁中点位置高度与灌浆隧洞7顶壁圆弧中点位置高度一致，避车洞8的顶壁椭圆弧段在两端弧状顶壁中点位置与避车洞8的圆弧状段水平平滑过渡。

所述避车洞8在灌浆隧洞7上每隔200m设置一段。

所述避车洞8的两个弧状段顶壁中点高度为4.9m。

所述避车洞8的椭圆弧段顶壁边沿高度为2.5m。

所述灌浆隧洞7内侧壁底部开挖有排水沟4，排水沟4沿避车洞8的椭圆弧段侧壁底部延伸。

所述灌浆隧洞7和避车洞8的底板由上至下向排水沟4开挖位置倾斜。

所述排水沟4的横截面规格为0.3m×0.2m。

具体的，本发明提供的一种蛋壳形灌浆隧洞避车洞结构，按照水工灌浆隧洞避车洞设置要求，间隔约200m，设置一个，为解决后期灌浆施工时灌浆设备摆放，避车洞后期改建为设备洞，避车洞顶高同灌浆隧洞高度保持一样4.9m，边墙位置渐变为2.5m；边墙一侧底板设置0.3×0.2m的排水沟，避车洞断面设置i＝0.005的排水坡度，不需要设抽排设施，洞内水可自行沿两侧排水沟流至洞外。本发明开挖流程具体如下：

一期开挖：

二期支护施工步序：

由此，本发明：

(1)通过充分结合掘进机开挖获得的洞室开挖断面圆顺度高，采用蛋壳形避车洞开挖断面形式，围岩应力变形自适应能力强，蛋壳形结构受力条件好，在开挖施工期能够能有效的保证施工安全。

(2)蛋壳形避车洞断面在确保安全的情况下，充分利用顶部空间，相比矩形断面有效的减少了开挖了工程量，起到了一定的经济效果。

(3)蛋壳形结构，在狭隘的隧洞空间内营造了一种开阔的视觉空间，给后期灌浆施工营造良好的作业环境。

(4)为解决后期灌浆施工时灌浆设备摆放，避车洞后期改建为设备洞，起到了一洞多用的功能。

技术特征：

1.一种蛋壳形灌浆隧洞避车洞结构，包括灌浆隧洞(7)和在灌浆隧洞(7)中段的避车洞(8)，其特征在于：所述避车洞(8)的顶壁为左右两个弧状段，其中一段为圆弧状与灌浆隧洞(7)顶壁圆弧一致，另一段弧状为椭圆弧，两个弧状段顶壁中点位置高度与灌浆隧洞(7)顶壁圆弧中点位置高度一致，避车洞(8)的顶壁椭圆弧段在两端弧状顶壁中点位置与避车洞(8)的圆弧状段水平平滑过渡。

2.如权利要求1所述的蛋壳形灌浆隧洞避车洞结构，其特征在于：所述避车洞(8)在灌浆隧洞(7)上每隔200m设置一段。

3.如权利要求1所述的蛋壳形灌浆隧洞避车洞结构，其特征在于：所述避车洞(8)的两个弧状段顶壁中点高度为4.9m。

4.如权利要求1所述的蛋壳形灌浆隧洞避车洞结构，其特征在于：所述避车洞(8)的椭圆弧段顶壁边沿高度为2.5m。

5.如权利要求1所述的蛋壳形灌浆隧洞避车洞结构，其特征在于：所述灌浆隧洞(7)内侧壁底部开挖有排水沟(4)，排水沟(4)沿避车洞(8)的椭圆弧段侧壁底部延伸。

6.如权利要求5所述的蛋壳形灌浆隧洞避车洞结构，其特征在于：所述灌浆隧洞(7)和避车洞(8)的底板由上至下向排水沟(4)开挖位置倾斜。

7.如权利要求5所述的蛋壳形灌浆隧洞避车洞结构，其特征在于：所述排水沟(4)的横截面规格为0.3m×0.2m。

技术总结
本发明提供了一种蛋壳形灌浆隧洞避车洞结构，包括灌浆隧洞和在灌浆隧洞中段的避车洞；所述避车洞的顶壁为左右两个弧状段，其中一段为圆弧状与灌浆隧洞顶壁圆弧一致，另一段弧状为椭圆弧，两个弧状段顶壁中点位置高度与灌浆隧洞顶壁圆弧中点位置高度一致，避车洞的顶壁椭圆弧段在两端弧状顶壁中点位置与避车洞的圆弧状段水平平滑过渡。本发明围岩应力变形自适应能力强，结构受力条件好，在开挖施工期能够能有效的保证施工安全，充分利用顶部空间，相比矩形断面有效的减少了开挖了工程量，在狭隘的隧洞空间内营造了一种开阔的视觉空间，给后期灌浆施工营造良好的作业环境。

技术研发人员：陈波;居浩;高传彬;秦晓亮;郑晓晖;李波;吉杨婷;房彬;张涛
受保护的技术使用者：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2019.08.20
技术公布日：2019.11.29