一种弹性消能隧道棚洞结构及施工方法与流程

本发明涉及岩土工程，特别涉及道路工程危岩落石极发育的工程防治。

背景技术：

我国西南山区地形艰险，地质复杂，危岩落石极为发育，这给道路工程的修建及运营带来巨大困难。由于经济及技术原因，山区无法做到采用暗作施工的隧道工程来绕避所有危岩落石，实际工程中出现了大量的路基结合刚性隧道棚洞工程来解决危岩落石防治的案例。但当危岩落石的冲击能增大以后，刚性隧道棚洞工程面临许多问题，其结构厚度及强度要求明显提高，一是造成工程投资非常巨大，另外对高能级危岩防治效果欠佳。在这种情况下提出一种经济、效果好的危岩落石防治隧道棚洞结构及施工方法具有十分重要的意义和发展前景。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种弹性消能隧道棚洞结构，以有效增强危岩落石防治效果，且具有较好的经济性。

本发明解决上述技术问题采用技术方案如下：

本发明的一种弹性消能隧道棚洞结构，其特征是它包括：左侧基础墙和右侧基础墙，沿隧道棚洞延伸方向间隔对称设置在路基面两侧地基上，左侧基础墙和右侧基础墙的顶部具有槽型结构；拱型构筑体，由弧形结构和两侧下端的矩形结构构成，矩形结构位于槽型结构内；弹性体，设置于槽型结构的底壁与矩形结构的端壁之间；锚索，穿过弹性体，其两端分别与拱型构筑体和左侧基础墙、右侧基础墙固定连接；缓冲体，固定设置在拱型构筑体顶部。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种上述弹性消能隧道棚洞结构的施工方法，该方法包括如下步骤：

①修筑完成路基工程，在路基面上对左侧基础墙和右侧基础墙平面定位；

②在路基面上开槽形成左侧基础墙和右侧基础墙基坑；

③绑扎连接左侧基础墙和右侧基础墙钢筋，固定连接左侧基础墙和右侧基础墙钢筋顶部的主筋和锚索；

④立模浇筑左侧基础墙和右侧基础墙混凝土；

⑤在左侧基础墙和右侧基础墙顶部的槽型结构中放入弹性体，锚索穿过弹性体；

⑥分块绑扎拱型构筑体钢筋；

⑦对锚索进行预张拉，张拉力大小等于或略大于拱型构筑体重量；

⑧固定连接拱型构筑体顶部的主钢筋和锚索；

⑨立模浇筑拱型构筑体混凝土；

⑩将缓冲体固定设置在拱型构筑体顶部。

本发明的有益效果是，有效增强危岩落石防治效果，易于修复，施工简便，可有效节约工程投资，具有广阔推广应用价值。

附图说明

本说明书包括如下三幅附图：

图1是本发明一种弹性消能隧道棚洞结构的断面图。

图2是本发明一种弹性消能隧道棚洞结构的正面图。

图3是图1中B局部的放大图。

图中示出构件名称及所对应的标记：左侧基础墙11、右侧基础墙12、槽型结构13、拱型构筑体20、弧形结构21、矩形结构22、缓冲体23，弹性体30、固定板31、压缩弹簧31、锚索40、地基A。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

参照图1和图2，本发明一种弹性消能隧道棚洞结构包括：左侧基础墙11和右侧基础墙12，沿隧道棚洞延伸方向间隔对称设置在路基面两侧地基A上，左侧基础墙11和右侧基础墙12的顶部具有槽型结构13；拱型构筑体20，由弧形结构21和两侧下端的矩形结构22构成，矩形结构22位于槽型结构13内；弹性体30，设置于槽型结构13的底壁与矩形结构22的端壁之间；锚索40，穿过弹性体30，其两端分别与拱型构筑体20和左侧基础墙11、右侧基础墙12固定连接；缓冲体23，固定设置在拱型构筑体20顶部。

参照图1，左侧基础墙11和右侧基础墙12承担危岩落石竖向冲击力和上部拱型构筑体20的重力，并且通过上部槽型结构13与拱型构筑体20衔接，对拱型构筑体20起平面固定作用。拱型构筑体20可避免危岩落石进入路基内，从而确保道路运营安全。利用弹性体30的受力收缩变形吸能作用，大大减轻危岩落石对拱型构筑体20和左侧基础墙11、右侧基础墙12的冲击作用，可以有效节约工程投资。弹性体30向上的变形恢复可有利于危岩落石迅速离开拱型构筑体20。锚索40的向下拉力作用确保拱型构筑体20在弹性体30恢复变形时的稳定性。利用缓冲体23的缓冲作用，避免危岩落石直接与拱型构筑体20硬接触发生冲击破坏，增加拱型构筑体20的使用寿命，并节约工程投资。左侧基础墙11、右侧基础墙12与拱型构筑体20分离设置，还可以解决在发生特殊工况下拱型构筑体20破坏重建，而不用更换左侧基础墙11和右侧基础墙12的问题，较传统棚洞结构更具优势和灵活性。

参照图2和图3，所述弹性体30由固定板31和沿槽型结构13长度方向间隔设置的压缩弹簧31构成，所述锚索40与压缩弹簧31对应设置。所述锚索40可采用4-6束的高强钢绞线制作，并作好防锈处理，其直径与压缩弹簧31的内径相匹配。

参照图1，所述左侧基础墙11和右侧基础墙12每幅宽度一般为3-5m，厚度不小于0.3m，两相邻空距为2-3m。所述槽型结构13的设置深度不小于1.0m，宽度与矩形结构22匹配，槽型结构13的侧壁与矩形结构22的侧壁之间具有空隙(2cm左右)。所述缓冲体23可采用废弃轮胎固定在拱型构筑体20顶部。

参照图1，本发明一种弹性消能隧道棚洞结构的施工方法，包括如下步骤：

①修筑完成路基工程，在路基面上对左侧基础墙11和右侧基础墙12平面定位；

②在路基面上开槽形成左侧基础墙11和右侧基础墙12基坑；

③绑扎左侧基础墙11和右侧基础墙12钢筋，固定连接左侧基础墙11和右侧基础墙12钢筋顶部的主筋和锚索40；

④立模浇筑左侧基础墙11和右侧基础墙12混凝土；

⑤在左侧基础墙11和右侧基础墙12顶部的槽型结构13中放入弹性体30，锚索40穿过弹性体30；

⑥分块绑扎拱型构筑体20钢筋；

⑦对锚索40进行预张拉，张拉力大小等于或略大于拱型构筑体20重量；

⑧固定连接拱型构筑体20顶部的主钢筋和锚索40；

⑨立模浇筑拱型构筑体20混凝土；

⑩将缓冲体23固定设置在拱型构筑体20顶部。

以上所述只是用图解说明本发明一种弹性消能隧道棚洞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施工方法适用范围内，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。