具有箱型顶板结构的城市隧道分岔口的施工方法与流程

本发明涉及市政工程城市隧道结构设计与施工技术领域，尤其是涉及一种具有箱型顶板结构的城市隧道分岔口的施工方法。

背景技术：

随着城市隧道建设的发展，其功能需求越来越高。大多数情况下，城市隧道只要满足单方向的交通需求即可，但有时还需要考虑多个方向的交通分流及衔接，此时，复杂的隧道分岔口形式便应运而生。通常情况下，位于分岔口处的城市隧道结构断面跨度会渐变增大，平面形状复杂且不规则，设计与施工非常繁琐。目前，城市隧道分岔口顶板多采用平板结构形式，其结构设计由抗裂设计控制，顶板厚度一般较大、配筋量也很大，因此经济性较差；进一步地，当隧道结构顶板埋深较大时，并不能有效地减小覆土厚度。如果将其设计为拱形顶板结构或折板顶板结构，则顶板外形既不对称也不规则，结构形式不尽合理，施工更加不便。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种结构整体刚度大、抗裂性能强、跨越能力大、受力性能好、耐久性能好并可减少工程材料用量、减小结构顶板覆土厚度、施工方便的具有箱型顶板结构的城市隧道分岔口的施工方法，具体技术方案如下：

本发明所述的具有箱型顶板结构的城市隧道分岔口的施工方法，所述箱型顶板包括间隔设置在隧道侧墙之间的上板和下板，所述上板、下板和隧道侧墙围成的空腔一端设置有主口端部板，另一端通过边梁和外侧的支口端部板形成分岔口结构，所述空腔内部通过腹板分隔为多个沿纵向排列的箱室，每个所述箱室的上板均设置有拆模孔，每个箱室的下板均采用防水砂浆找坡度并开设有通风排水孔；

所述城市隧道分岔口的施工步骤包括：

第一步，开挖基坑，施做垫层及隧道底板的防水层；

第二步，绑扎隧道底板、部分隧道侧墙及分岔口暗柱的钢筋，浇筑隧道底板的混凝土，浇筑隧道侧墙及分岔口暗柱的混凝土至预留在隧道底板以上的第一纵向水平施工缝处；

第三步，继续绑扎隧道侧墙及分岔口暗柱的钢筋，浇筑隧道侧墙及分岔口暗柱的混凝土至预留在箱型顶板以下的第二纵向水平施工缝处；

第四步，支设箱型顶板的下板底模，绑扎箱型顶板的下板、腹板、边梁及主口端部板、支口端部板的钢筋，采用pvc管绑扎在下板的钢筋骨架上用于预留通风排水孔；

第五步，支设每个箱室的内侧模板，浇筑下板、腹板、边梁及主口端部板、支口端部板的混凝土；待下板的混凝土达到设计强度后，采用防水砂浆找坡度；

第六步，支设箱型顶板的上板底模，绑扎上板钢筋，预留拆模孔；

第七步，浇筑上板混凝土；

第八步，拆除箱室的内侧模板，再恢复拆模孔钢筋并浇筑密实，然后施做隧道的结构防水层，并进行覆土回填。

当完成第四步施工后，在腹板内预埋沿隧道横向设置的波纹管孔道，并在波纹管孔道内穿入预应力钢绞线钢束；当第七步浇筑的混凝土达到设计强度后，张拉、锚固腹板内的预应力钢绞线钢束，对波纹管孔道进行压浆、封锚。

所述上板和下板均为钢筋混凝土结构的实心平板，厚度为相邻腹板间距的1/8~1/12。

所述主口端部板和支口端部板均为带有腋角的钢筋混凝土结构的实心板。

所述腹板的厚度为相邻腹板间距的1/4~1/8。

每个所述箱室的下板均采用防水砂浆找坡度0.3%~0.5%的排水单向坡。

本发明提供的具有箱型顶板结构的城市隧道分岔口的施工方法，具有如下优点：

1、本发明可增大城市隧道断面的跨度，尤其是设置预应力时，可在更大程度上增大城市隧道断面的跨度；

2、本发明可减小结构顶板自重、减小结构顶板覆土厚度，进而可减小结构受到的荷载；

3、本发明可减少结构顶板混凝土、钢筋的用量；

4、本发明设置预应力时，不仅可减少由抗裂设计控制所需的普通钢筋用量，还可保证结构顶板不开裂，进而提高结构顶板的耐久性；

5、本发明便于设计、施工难度小。

附图说明

图1是本发明实施例所述隧道分岔口的结构示意图。

图2是图1中的a-a剖面图（仅箱型顶板部分）。

图3是图1中的b-b剖面放大图（仅箱型顶板部分）。

图4是图1中的c-c剖面图。

图5是图1中的d-d剖面图。

图6是图1中下板部分的结构示意图。

具体实施方式

本发明适用于城市隧道复杂节点处的顶板结构设计及施工，下面以具体实施例来说明本发明所述的具有箱型顶板结构的城市隧道分岔口的施工方法。

实施例1：

如图1-6所示的带有分岔口的单孔城市隧道，由底板10、侧墙1和本发明所述的箱型顶板组成。具体地，上述隧道箱型顶板包括间隔设置的上板2和下板3，上板2、下板3和隧道侧墙1围成沿隧道纵向延伸、且横断面逐渐增大的空腔；空腔横断面较小的一端设置主口端部板4.1，另一端设置边梁5，并根据设计要求，在边梁5外侧延伸设置两个支口端部板4.2、4.3，空腔内部则通过腹板6分隔为多个沿纵向排列的箱室s。每个箱室s的上板2均预留拆模孔7，每个箱室s的下板3均采用防水砂浆找坡度0.3%~0.5%的排水单向坡，并在每个箱室s下板3的四角处采用pvc管预留通风排水孔8。一般地，上板2、下板3及腹板6均为钢筋混凝土结构的实心平板，且腹板6厚度为相邻腹板间距的1/4~1/8，上板2和下板3的厚度为相邻腹板间距的1/8~1/12，上板2和下板3的间距宜大于1.7m；主口端部板4.1、支口端部板4.2、4.3均为带有腋角的钢筋混凝土实心板，其厚度以利于结构整体防水的施做为原则，每个端部板与相邻节段之间均设置有变形缝4.4。

具有上述箱型顶板结构的城市隧道分岔口在施工时，主要包括如下步骤：

第一步，开挖基坑，施做垫层及隧道底板10的防水层；

第二步，绑扎隧道底板10、部分隧道侧墙1及分岔口暗柱11的钢筋，浇筑隧道底板10的混凝土，浇筑隧道侧墙1及分岔口暗柱11的混凝土至预留在隧道底板10以上的第一纵向水平施工缝处，第一纵向水平施工缝通常在隧道底板10或腋角以上300mm~500mm处；

第三步，继续绑扎隧道侧墙1及分岔口暗柱11的钢筋，浇筑隧道侧墙1及分岔口暗柱11的混凝土至预留在箱型顶板以下的第二纵向水平施工缝处，第二纵向水平施工缝通常在为箱型顶板或腋角以下300mm~500mm处；

第四步，支设箱型顶板的下板3底模，绑扎箱型顶板的下板3、腹板6、边梁5及主口端部板4.1、支口端部板4.2、4.3的钢筋，采用直径50mm的pvc管绑扎在下板3的钢筋骨架上用于预留通风排水孔8；

第五步，支设每个箱室s的内侧模板，浇筑下板3、腹板6、边梁5及主口端部板4.1、支口端部板4.2、4.3的混凝土；待下板3的混凝土达到设计强度后，采用防水砂浆找坡度0.3%~0.5%的排水单向坡，方向与隧道横向排水方向一致；

第六步，支设箱型顶板的上板2底模，绑扎上板2钢筋，预留拆模孔7；如需对箱室s内侧模板进行拆除时，拆模孔7的尺寸要便于施工人员进出；

第七步，浇筑上板2混凝土；

第八步，拆除箱室s的内侧模板，再恢复拆模孔7钢筋并浇筑密实，然后施做隧道侧墙1和箱型顶板处的结构防水层，并进行覆土回填。

实施例2：

为了进一步提高结构顶板的耐久性，减少结构顶板的混凝土、钢筋用量，更大程度地增大城市隧道断面的跨度，可在上述箱型顶板的腹板6上设置预应力，即在腹板6上沿隧道横向预埋波纹管孔道，并在波纹管孔道内穿入预应力钢绞线钢束9，进行预应力张拉。

具体施工步骤与实施例1相比，不同之处仅在于：

在第四步施工结束后，在腹板6内预埋沿隧道横向设置的波纹管孔道，并在波纹管孔道内穿入预应力钢绞线钢束9；之后当第七步浇筑的混凝土达到设计强度后，张拉并锚固腹板6内的预应力钢绞线钢束9，并采用现行行业规范《公路桥涵施工技术规范》（jtg/tf50）规定的专用压浆料或专用压浆剂配置的浆液对波纹管孔道进行压浆，压浆完成后槽口应尽快封锚。