用于大型空洞回填的大体积空心混凝土结构的制作方法
【专利摘要】用于大型空洞回填的大体积空心混凝土结构，以在保证结构安全、可靠的前提下，最大限度降低混凝土用量。它包括填筑于隧道衬砌（1）外壁和大型空腔岩壁之间的回填混凝土体（2），该回填混凝土体（2）内沿横向、纵向间隔布设竖向孔洞（3），与竖向孔洞（3）沿竖向间隔设置混凝土横向连接板（4）。
【专利说明】用于大型空洞回填的大体积空心混凝土结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及铁路、公路、市政工程领域，特别涉及一种用于大型空洞回填的大体积空心混凝土结构。
【背景技术】
[0002]随着国民经济和交通事业的蓬勃发展，为方便广大民众的出行，高铁和高速公路越来越受到青睐，安全、快速愈发受到重视。在高速铁路或者高速公路隧道的修建过程中，由于受复杂地质、地形条件和目前勘测技术水平的限制，以及选线曲线半径的限制及城市周边既有构筑物分布的影响，隧道将会通过一些断层、岩溶空洞、采空区等不良地质地段。在我国的广西、贵州、云南等岩溶发育地区，隧道不可避免的通过一些巨型溶腔、暗河。隧道通过这些巨型溶腔、暗河的处理方式通常有三种:第一种采用弃碴回填；第二种是在隧道内架设桥梁；第三种采用圬工回填。采用弃碴回填方案，由于回填高度较大，其工后沉降难以控制，通常应用于传统有砟道床隧道内；隧道内架设梁跨方案，由于要在洞内有大量的人员、机具进行长时间作业，对场地、洞壁稳定性要求较高，实际应用范围有限；采用圬工回填方案，首先基础沉降可控，能够满足无砟道床工后沉降要求，其次施工简单、快速；再次，该方案能够适应各种环境条件，适用范围广。但是圬工回填方案工程量大，造价高，如何降低工程造价，节约圬工，保护环境，同时确保大体积混凝土回填结构安全成为隧道通过大型空腔设计、施工关键技术。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种用于大型空洞回填的大体积空心混凝土结构，以在保证结构安全、可靠的前提下，最大限度降低混凝土用量。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下:
[0005]本发明的用于大型空洞回填的大体积空心混凝土结构，包括填筑于隧道衬砌外壁和大型空腔岩壁之间的回填混凝土体，其特征是:所述回填混凝土体内沿横向、纵向间隔布设竖向孔洞，与竖向孔洞(3 )沿竖向间隔设置混凝土横向连接板。
[0006]本发明的有益效果是，充分利用混凝土抗压性能强的特性，可大幅度地减少了混凝土回填量，降低工程造价，保护环境；同时在保证结构安全、可靠的基础上，较好地解决了大体积混凝土水化热问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]本说明书包括两幅附图:
[0008]图1为本发明用于大型空洞回填的大体积空心混凝土结构的结构示意图；
[0009]图2为沿图1中1-1线的剖面图；
[0010]图中构件、部位名称及所对应标记:
[0011]隧道衬砌1、回填混凝土体2、竖向孔洞3、混凝土横向连接板4。【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0013]经过安全和技术经济比较，目前隧道基底无排水要求的大型空腔多采用混凝土回填结构，但混凝土工程量大，工程造价高，大体积混凝土水泥水化热引起的体积变形开裂问题，可能影响到隧道结构的安全和正常使用；如何安全、经济、便捷地解决大体积混凝土回填问题越来越受到重视和关注，减小大体积混凝土回填圬工的结构成为隧道通过大型空腔设计、施工关键技术。
[0014]参照图1和图2，本发明用于大型空洞回填的大体积空心混凝土结构，包括填筑于隧道衬砌I外壁和大型空腔岩壁之间的回填混凝土体2，回填混凝土体2内沿横向、纵向间隔布设竖向孔洞3。竖向孔洞3的设置充分利用混凝土抗压性能强的特性，可大幅度地减少了混凝土回填量，降低工程造价，保护环境，并且较好地解决了大体积混凝土水化热问题。参照图1，为避免竖向孔洞3过高而引起结构大偏心受压，所述回填混凝土体2内沿竖向与竖向孔洞3间隔设置混凝土横向连接板4，可有效地加强回填混凝土体2结构的整体稳定性，保证其安全、可靠。
[0015]参照图1和图2，为便于施工，所述竖向孔洞3的横截面呈矩形或者圆形，横截面积为4?9m2。通常，从减少圬工回填和有效地将水化热及时疏散传导出去两方面综合考虑，所述竖向孔洞3中，最外侧竖向孔洞3与大型空腔岩壁之间的间距为3?5m，相邻两竖向孔洞3的横向或者纵向中心距为4?6m。
[0016]参照图1,所述混凝土横向连接板4的竖向间距为8?IOm,横向连接板4高约2m。
[0017]本发明充分利用混凝土抗压性能强的特性，可大幅度地减少了混凝土回填量，降低工程造价，以长沙至昆明客运专线某隧道隧底巨型空腔采用圬工回填处理为例，若采用传统圬工回填，需要22.7万方，采用本发明之回填结构后为21万方，减少圬工17000方，节约投资约500万元，同时较好地解决了因水化热导致混凝土表面出现裂纹的现象。
[0018]以上所述只是用图解说明本发明用于大型空洞回填的大体积空心混凝土结构的一些原理，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。
【权利要求】
1.用于大型空洞回填的大体积空心混凝土结构，包括填筑于隧道衬砌(I)外壁和大型空腔岩壁之间的回填混凝土体(2)，其特征是:所述回填混凝土体(2)内沿横向、纵向间隔布设竖向孔洞(3 )，与竖向孔洞(3 )沿竖向间隔设置混凝土横向连接板(4)。
2.如权利要求1所述的用于大型空洞回填的大体积空心混凝土结构，其特征是:所述竖向孔洞(3)的横截面呈矩形或者圆形。
3.如权利要求1所述的用于大型空洞回填的大体积空心混凝土结构，其特征是:所述竖向孔洞(3)中，最外侧竖向孔洞(3)与大型空腔岩壁之间的间距为3?5m。
4.如权利要求1所述的用于大型空洞回填的大体积空心混凝土结构，其特征是:所述竖向孔洞(3)中，相邻两竖向孔洞(3)的横向或者纵向中心距为4?6m。
5.如权利要求1所述的用于大型空洞回填的大体积空心混凝土结构，其特征是:所述混凝土横向连接板(4)的竖向间距为8?10m。
【文档编号】E02D17/18GK103498477SQ201310505050
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】李维, 巩江峰, 张海波, 刘鹏, 张慧玲, 王宏超, 冉前先, 张东卿 申请人:中铁二院工程集团有限责任公司