一种减小隧道衬砌结构内力的结构及其施工方法_2

文档序号:8525135阅读:来源:国知局
0021] 2、该结构以及施工方法中,拱部初期支护、拱部二衬均架立两侧厚边墙衬砌之上, 厚边墙衬砌扩大的基础底面与地基有了较大的接触面积,降低了地基应力,从而降低了地 表沉降变形量。
[0022] 3、该结构内力大幅度减小,其安全可靠性大幅度提高,其支护强度可大幅度弱化, 试验表明,本发明的新方案较传统复合式衬砌方案拱部弯矩减小约80%,仰拱轴力减小约 90%〇
[0023] 4、该结构以及施工方法适用范围广,不论是复杂地质条件下的隧道(尤其是大断 面隧道),还是对沉降控制严格的常规隧道,均能很好地减小其衬砌结构的应力,降低地表 沉降变形的情况发生。
[0024] 总之,该结构以及施工方法简单,施工方便,有效地解决了复杂地质条件下隧道 (尤其是大断面隧道)支护结构内力过大以及地表沉降变形大的问题。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明提供的减小隧道衬砌结构内力的结构的结构示意图。
[0026] 图2为图1中A采用实施例1所述的结构的局部剖视图。
[0027] 图3为图2的俯视图。
[0028] 图4为图2的左视图。
[0029] 图5为图1中A采用实施例2所述的结构的局部剖视图。
[0030] 图6为图5的俯视图。
[0031] 图7为图5的左视图。
[0032] 图8为右侧厚边墙衬砌的剖视图。
[0033] 图9为本发明提供的减小隧道衬砌结构内力的结构与传统的复合式衬砌结构的 弯矩计算的结果对比图。
[0034] 图10为本发明提供的减小隧道衬砌结构内力的结构与传统的复合式衬砌结构的 剪力计算的结果对比图。
[0035] 图11为本发明提供的减小隧道衬砌结构内力的结构与传统的复合式衬砌结构的 轴力计算的结果对比图。
[0036] 其中,1-导坑初期支护、2-小导管、3-右侧厚边墙衬砌、4-拱部初期支护、5-锚杆、 6_拱部二衬、7-仰拱初期支护、8-仰拱二衬、9-仰拱回填、10-拱架、11-第二钢垫板、12-第 二预埋钢板、13-第二锚固钢筋、14-第二角钢、15-螺栓、16-第四连接钢筋、17-第二连接钢 筋。
【具体实施方式】
[0037] 下面结合附图对本发明提供的减小隧道衬砌结构内力的结构进行详细说明。
[0038] 实施例1
[0039] 本实施例提供的减小隧道衬砌结构内力的结构的结构如图1所示,该结构至少包 括导坑初期支护1、拱部初期支护4、仰拱初期支护7、拱部二衬6、仰部二衬8和仰拱回填 9。拱部初期支护至少包括拱部拱架10,拱部初期支护上均匀分布有锚杆5。导坑初期支护 1包括左侧导坑初期支护和右侧导坑初期支护。左侧导坑初期支护和右侧导坑初期支护与 围岩接触的侧壁上分别均匀设有小导管2。左侧导坑初期支护与围岩接触的侧壁内侧设有 左侧厚边墙衬砌,右侧导坑初期支护与围岩接触的侧壁内侧设有右侧厚边墙衬砌3,左侧厚 边墙衬砌与拱部初期支护连接的部分中预埋有第一预埋钢板和第一锚固钢筋,第一锚固钢 筋至少有两根,各第一锚固钢筋垂直地固定于第一预埋钢板的一侧面上,右侧厚边墙衬砌3 与拱部初期支护3连接的部分中预埋有第二预埋钢板12和第二锚固钢筋,第二锚固钢筋 13至少有两根,各第二锚固钢筋垂直地固定于第二预埋钢板12的一侧面上。本实施例中, 第一锚固钢筋和第二锚固钢筋13均为2个,所有的第一锚固钢筋和第二锚固钢筋13均呈 U型,两个第一锚固钢筋分别固定于第一预埋钢板侧面的相对侧边上,且两个第一锚固钢筋 的中间水平部分固定在第一预埋钢板上,两个第二锚固钢筋13分别固定于第二预埋钢板 12侧面的相对侧边上,且两个第二锚固钢筋13的中间水平部分固定在第二预埋钢板12上。
[0040] 拱部拱架的钢板两端的端面上分别固定有第一钢垫板和第二钢垫板11。当隧道为 直线隧道时,施工精度易于控制,第一钢垫板和第一预埋钢板通过螺栓15连接,第二钢垫 板和第二预埋钢板通过螺栓连接即可,螺栓宜采用高强度螺栓。
[0041] 左侧厚边墙衬砌与拱部二衬6、仰拱二衬8连接的部分中分别预埋有第一连接钢 筋、第三连接钢筋,第一连接钢筋和第三连接钢筋的一端分别位于左侧厚边墙衬砌外,且第 一连接钢筋位于左侧厚边墙衬砌外的部分与拱部二衬中的主筋连接,第三连接钢筋位于左 侧厚边墙衬砌外的部分埋入仰拱二衬中,右侧厚边墙衬砌3与拱部二衬6、仰拱二衬8连接 的部分中分别预埋有第二连接钢筋17、第四连接钢筋16,第二连接钢筋17和第四连接钢筋 16的一端分别位于右侧厚边墙衬砌3外,且第二连接钢筋17位于右侧厚边墙衬砌3外的部 分与拱部二衬6中的主筋连接,第四连接钢筋16位于右侧厚边墙衬砌3外的部分埋入仰拱 二衬8中。
[0042] 实施例2
[0043] 本实施例提供的减小隧道衬砌结构内力的结构的结构如图1所示,该结构至少包 括导坑初期支护1、、拱部初期支护4、仰拱初期支护7、拱部二衬6、仰部二衬8和仰拱回填 9。拱部初期支护至少包括拱部拱架10,拱部初期支护上均匀分布有锚杆5。导坑初期支护 1包括左侧导坑初期支护和右侧导坑初期支护。左侧导坑初期支护和右侧导坑初期支护与 围岩接触的侧壁上分别均匀设有小导管2。左侧导坑初期支护与围岩接触的侧壁内侧设有 左侧厚边墙衬砌,右侧导坑初期支护与围岩接触的侧壁内侧设有右侧厚边墙衬砌3,左侧厚 边墙衬砌与拱部初期支护连接的部分中预埋有第一预埋钢板和第一锚固钢筋,第一锚固钢 筋至少有两根,各第一锚固钢筋垂直地固定于第一预埋钢板的一侧面上,右侧厚边墙衬砌3 与拱部初期支护3连接的部分中预埋有第二预埋钢板12和第二锚固钢筋,第二锚固钢筋至 少有两根,各第二锚固钢筋13垂直地固定于第二预埋钢板12的一侧面上。本实施例中, 第一锚固钢筋和第二锚固钢筋13均为2个,所有的第一锚固钢筋和第二锚固钢筋13均呈 U型,两个第一锚固钢筋分别固定于第一预埋钢板侧面的相对侧边上,且两个第一锚固钢筋 的中间水平部分固定在第一预埋钢板上,两个第二锚固钢筋13分别固定于第二预埋钢板 12侧面的相对侧边上,且两个第二锚固钢筋13的中间水平部分固定在第二预埋钢板12上。 [0044] 拱部拱架各钢板两端的端面上分别固定有第一钢垫板和第二钢垫板11。当隧道为 曲线隧道时,施工精度不易控制,第一钢垫板和第一预埋钢板焊接,第一预埋钢板上焊接有 第一角钢,第一角钢与第一钢垫板紧挨拱部二衬的侧壁紧密接触,第二钢垫板和第二预埋 钢板焊接,第二预埋钢板上焊接有第二角钢,第二角钢与第二钢垫板紧挨拱部二衬的侧壁 紧密接触。考虑到隧道是曲线隧道,尤其是缓和曲线隧道,左侧厚边墙衬砌中的第一预埋钢 板与右侧厚边墙衬砌中的第二预埋钢板间距不同,且在纵向上是不断变化的,若钢垫板与 预埋钢板采用螺栓连接,则厚边墙衬砌施工中预埋钢板上附着的螺栓位置精度难以保证, 因此钢垫板与预埋钢板采用焊接连接。预埋钢板靠近拱部二衬侧设置角钢,是为了满足拱 部初期支护与厚边墙衬砌间的抗剪需要。
[0045] 左侧厚边墙衬砌与拱部二衬6、仰拱二衬8连接的部分中分别预埋有第一连接钢 筋、第三连接钢筋,第一连接钢筋和第三连接钢筋的一端分别位于左侧厚边墙衬砌外,且第 一连接钢筋位于左侧厚边墙衬砌外的部分与拱部二衬中的主筋连接,第三连接钢筋位于左 侧厚边墙衬砌外的部分埋入仰拱二衬中,右侧厚边墙衬砌3与拱部二衬6、仰拱二衬8连接 的部分中分别预埋有第二连接钢筋17、第四连接钢筋16,第二连接钢筋17和第四连接钢筋 16的一端分别位于右侧厚边墙衬砌3外,且第二连接钢筋17位于右侧厚边墙衬砌3外的部 分与拱部二衬6中的主筋连接,第四连接钢筋16位于右侧厚边墙衬砌3外的部分埋入仰拱 二衬8中。
[0046] 本
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