隧道装配式仰拱的纵向拼接构造及其施工方法与流程

1.本发明涉及隧道预制仰拱技术领域，具体来说涉及装配式仰拱的纵向拼接构造及其施工方法。


背景技术：

2.隧道仰拱是为改善隧道的上部支护结构受力条件而设置在隧道底部的反向拱形结构，是隧道结构的主要组成部分之一。所述仰拱不仅要将隧道上部的地层压力通过隧道边墙结构或将路面上的荷载有效的传递到地下，同时还需达到有效地抵抗隧道下部地层传来的反力。仰拱一般为钢筋混凝土结构，并与二次衬砌构成隧道整体，以增加隧道结构的稳定性。
3.值得注意的是，现行装配式仰拱的纵向连接主要是借鉴结构工程施工缝处理方法，抑拱预制块之间采用后浇带连接，即预制块安装就位后先连接块间预留钢筋，后于后浇带部位浇筑混凝土实现块间连接；然而，现有的抑拱预制块连接方式在施工时大大的降低了仰拱拼装效率，也增加了现浇工作量。


技术实现要素：

4.鉴于上述情况，本发明提供一种隧道装配式仰拱的纵向拼接构造，通过以锁件式连接结构结合抑拱预制块，解决了现行预制块之间采用后浇带连接所造成的现浇工作量大、施工效率低等技术问题，达到实现显著提高仰拱预制块拼装效率，且可推广性强的仰拱纵向拼接构造。
5.为实现上述目的，本发明采取的技术方案是提供一种隧道装配式仰拱的纵向拼接构造，所述拼接构造设于相邻的二抑拱预制块之间，定义沿所述抑拱预制块的长边延伸方向为纵向，所述抑拱预制块沿纵向延伸的相对两侧成形有侧边端面；其中，所述构造包括预埋榫槽组件以及预埋凸榫组件；其中一所述抑拱预制块的侧边端面沿纵向间隔埋设若干所述预埋榫槽组件，另一所述抑拱预制块的侧边端面对应所述预埋榫槽组件埋设相对位置及数量的预埋凸榫组件；借此，所述相邻的二抑拱预制块之间通过所述预埋榫槽组件与所述预埋凸榫组件凹凸锁扣并固定连接。
6.本发明仰拱纵向拼接构造的进一步改进在于，定义埋设所述预埋榫槽组件的侧边端面为所述抑拱预制块的槽接面，以及，埋设所述预埋凸榫组件的侧边端面为所述抑拱预制块的凸接面；所述抑拱预制块，在对应所述槽接面的内部形成预留空腔，所述预留空腔包括榫槽预埋位及注浆空间，所述注浆空间并于所述槽接面上形成开放口；所述预埋榫槽组件，内部设有榫槽以及沿纵向形成于所述榫槽两侧的插置口；所述插置口的其中一侧开口与所述榫槽连通，另一侧开口形成并显露于所述预制块的槽接面上；所述预埋凸榫组件，具有锁扣插片凸出设于所述抑拱预制块的凸接面上；所述锁扣插片成形插接颈部以及自所述插接颈部扩大形成的锁扣端块；借此，定义相邻设置的二所述抑拱预制块为第一预制块及第二预制块；其中，形成于所述第一预制块的注浆空间的开放口与设于所述第二预制块的
锁扣插片对应设置；所述锁扣插片通过所述开放口平移插入所述注浆空间后，沿纵向位移插入所述榫槽中，使所述锁扣端块容置于所述榫槽中，且所述插接颈部插置于所述插置口内，从而利用扩大的所述锁扣端块与所述榫槽凹凸锁扣，并借由收缩的所述插置口及所述插接颈部限制避免所述锁扣插片平移脱离所述榫槽。
7.本发明仰拱纵向拼接构造的进一步改进在于，所述预埋榫槽组件的内部还包括泄压通道，所述泄压通道与所述插置口相对地位于所述榫槽的纵向两侧，所述泄压通道的其中一侧开口与所述榫槽连通，另一侧开口终止于所述预制块内部。
8.本发明仰拱纵向拼接构造的进一步改进在于，所述抑拱预制块的顶面还设有注浆孔与所述注浆空间连通；令所述预埋榫槽组件与所述预埋凸榫组件凹凸锁扣后，通过所述注浆孔浇筑混凝土至所述注浆空间以及所述榫槽、所述插置口及所述泄压通道，以胶结固定连接所述预埋榫槽组件及所述预埋凸榫组件。
9.本发明仰拱纵向拼接构造的进一步改进在于，所述预埋榫槽组件包括上槽块及下槽块；所述上槽块的底面内凹形成上凹槽，所述上槽块的底面于所述上凹槽沿纵向延伸的相对两侧形成二上槽侧平面；所述下槽块的顶面内凹形成下凹槽，所述下槽块的顶面于所述下凹槽沿纵向延伸的相对两侧形成二下槽侧平面；令所述上槽块与所述下槽块相对应地埋设于所述抑拱预制块的榫槽预埋位，所述上凹槽与所述下凹槽共同界定形成所述榫槽，所述榫槽的相对两侧由位置对应的所述上槽侧平面及所述下槽侧平面共同界定形成两组开放通道，定义其中一组开放通道为所述插置口，另一组开放通道为所述泄压通道。
10.本发明仰拱纵向拼接构造的进一步改进在于，所述预埋榫槽组件还包括预埋于所述上槽块及所述下槽块的锚筋，供与所述抑拱预制块锚接。
11.本发明仰拱纵向拼接构造的进一步改进在于，所述预埋凸榫组件还包括与所述预埋钢板焊接的预留锚筋，供与所述抑拱预制块锚接。
12.本发明另提供一种如前所述隧道装配式仰拱的纵向拼接构造的施工方法，其中，定义相邻设置的二所述抑拱预制块分别为第一预制块和第二预制块，所述第一预制块的其中一侧边端面设有所述预埋榫槽组件而形成所述槽接面，所述第二预制块的其中一侧边端面设有所述预埋凸榫组件而形成所述凸接面：其中，所述施工方法的步骤包括：
13.预埋榫槽组件预制步骤：预制所述预埋榫槽组件的上槽块及下槽块；
14.预埋凸榫组件预制步骤：预制所述预埋凸榫组件的预埋钢板及锁扣插片；
15.抑拱预制块预制步骤：根据施工设计预制所述抑拱预制块；在所述抑拱预制块的槽接面内凹形成预留空腔，以埋设所述预埋榫槽组件以及在所述槽接面上形成开放口和内凹的注浆空间；在所述抑拱预制块的凸接面埋设预埋凸榫组件，以在所述凸接面上凸出形成锁扣插片；
16.抑拱预制块锁扣步骤：将设有所述预埋榫槽组件的抑拱预制块与设有所述预埋凸榫组件的抑拱预制块并排设置，并使所述预埋凸榫组件的锁扣插片对齐于所述抑拱预制块的注浆空间的开放口，所述锁扣插片通过所述开放口平移插入所述注浆空间后，沿纵向位移插入所述预埋榫槽组件的榫槽中，使相邻的二所述抑拱预制块之间通过所述预埋榫槽组件与所述预埋凸榫组件凹凸锁扣。
17.本发明仰拱纵向拼接构造的施工方法的进一步改进在于，所述方法的步骤还包括在抑拱预制块锁扣步骤之后进行注浆步骤；其中，所述抑拱预制块预制步骤还包括，在所述
抑拱预制块的顶面上开设与所述注浆空间连通的注浆孔；所述注浆步骤包括，从所述抑拱预制块的注浆孔注入混凝土，直至所述预留空腔内部及预埋榫槽组件的榫槽、插置口及泄压通道填充足够混凝土后停止；经混凝土养护后，令凹凸锁扣的二所述抑拱预制块之间混凝土黏结而固定连接。
18.本发明仰拱纵向拼接构造的施工方法的进一步改进在于，所述预埋榫槽组件预制步骤还包括在所述上槽块及所述下槽块预埋锚筋；所述预埋凸榫组件预制步骤还包括在所述预埋钢板预焊锚筋。
19.本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
20.(1)本发明隧道装配式仰拱的纵向拼接构造及其施工方法，通过在相邻的二抑拱预制块之间安装预埋榫槽组件及预埋凸榫组件，从而以凹凸锁扣方式实现二抑拱预制块的拼接装配，能显着提高抑拱预制块拼装速度和拼装精确度。
21.(2)本发明隧道装配式仰拱的纵向拼接构造及其施工方法通过以凹凸锁扣方式实现二抑拱预制块的拼接装配，能加强预制仰拱构件之间的连接强度。
22.(3)本发明提供的隧道装配式仰拱的纵向拼接构造及其施工方法，突破原有湿式连接方式，相关工艺较成熟，可操作性强，成果转化可能性很高。
23.(4)本发明提供的隧道装配式仰拱的纵向拼接构造及其施工方法在钻爆法预制仰拱领域皆可推广。
24.本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明和权利要求得以充分体现，并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。
附图说明
25.图1是本发明预制转角与墙板的结合结构剖视示意图。
26.图2是本发明图1中a-a剖线的剖视结构示意图。
27.图3是本发明图1中b-b剖线的剖视结构示意图。
28.附图标记与部件的对应关系如下：
29.抑拱预制块10；第一预制块101；第二预制块102；槽接面11；凸接面12；预留空腔13；榫槽预埋位131；注浆空间132；注浆孔133；开放口134；预埋榫槽组件20；上槽块21；上凹槽211；上槽侧平面212；下槽块22；下凹槽221；下槽侧平面222；榫槽23；插置口24；泄压通道25；锚筋26；预埋凸榫组件30；预埋钢板31；锁扣插片32；插接颈部321；锁扣端块322；锚筋33。
具体实施方式
30.为利于对本发明的了解，以下结合附图及实施例进行说明。
31.请参阅图1至图3，本发明提供了隧道装配式仰拱的纵向拼接构造，所述拼接构造设于相邻的二抑拱预制块10之间，定义沿所述抑拱预制块10的长边延伸方向为纵向，所述抑拱预制块10沿纵向延伸的相对两侧成形有侧边端面；其中，所述构造包括预埋榫槽组件20以及预埋凸榫组件30；其中一所述抑拱预制块10的侧边端面沿纵向埋设所述预埋榫槽组件20，另一所述抑拱预制块10的侧边端面对应所述预埋榫槽组件20埋设相对位置及数量的预埋凸榫组件30；借此，所述相邻的二抑拱预制块10之间通过所述预埋榫槽组件20与所述
预埋凸榫组件30凹凸锁扣并固定连接。
32.隧道的抑拱一般由若干个抑拱预制块10装配形成，本发明的预埋榫槽组件20及预埋凸榫组件30主要分别安装在相邻设置的二所述抑拱预制块10的相对侧边端面，以形成锁扣结构，使相邻的二抑拱预制块10能够快速拼装结合。于本发明实施例中，所述抑拱预制块10的侧边端面根据拼接施工需求配合安装符合需求的构件而形成不同的形态及用途。例如，排列于隧道抑拱两侧的抑拱预制块10，只有其中一侧边端面与另一抑拱预制块10的侧边端面邻接，另一侧边端面则与隧道的其他构造连接而形成相应形态的连接面；而排列于隧道抑拱中间部位的抑拱预制块10则两侧皆与相邻抑拱预制块10的侧边端面邻接。是以，于本发明实施例中，进一步地定义埋设所述预埋榫槽组件20的侧边端面为抑拱预制块10的槽接面11，埋设所述预埋凸榫组件30的侧边端面为抑拱预制块10的凸接面12。
33.换句话说，排列于隧道抑拱中间部位的抑拱预制块10的相对两侧分别埋设有所述预埋榫槽组件20及所述预埋凸榫组件30，从而在相对的二侧边端面形成所述槽接面11及所述凸接面12；排列于隧道抑拱两侧的抑拱预制块10，其中一侧边端面根据与其邻接的抑拱预制块10的侧边端面形态设置能够相互锁扣的组件，从而形成所述槽接面11或所述凸接面12，另一侧边端面则形成其他形态的连接面。
34.于本发明实施例中，如图3所示，所述抑拱预制块10内部成形有预留空腔13，所述预留空腔13包括榫槽预埋位131及注浆空间132，所述榫槽预埋位131供埋设所述预埋榫槽组件20，且所述注浆空间132于所述抑拱预制块10的槽接面11上形成开放口134。
35.如图1至图3所示，所述预埋榫槽组件20包括上槽块21及下槽块22；所述上槽块21的底面内凹形成上凹槽211，所述上槽块21的底面于所述上凹槽211沿纵向延伸的相对两侧形成二上槽侧平面212；所述下槽块22的顶面内凹形成下凹槽221，所述下槽块22的顶面于所述下凹槽221沿纵向延伸的相对两侧形成二下槽侧平面222。如图2、图3，令所述上槽块21与所述下槽块22相对应地埋设于所述抑拱预制块10的榫槽预埋位131，所述上凹槽211与所述下凹槽221共同界定形成所述预埋榫槽组件20的榫槽23，所述榫槽23的相对两侧由位置对应的所述上槽侧平面212及所述下槽侧平面222共同界定形成两组开放通道，定义其中一组开放通道为插置口24，另一组开放通道为泄压通道25。
36.其中，所述插置口24的其中一侧开口与所述榫槽23连通，另一侧开口形成并显露于所述预制块10的槽接面11上，所述插置口24于所述槽接面11上沿纵向延伸形成长形开口。
37.其中，所述泄压通道25与所述插置口24相对地位于所述榫槽23的两侧，所述泄压通道25的其中一侧开口与所述榫槽23连通，另一侧开口终止于所述预制块10内部；所述泄压通道25用作所述预留空腔13注入混凝土的泄压空间，同时也通过使混凝土注入至所述泄压通道25，以更稳固地连接所述上槽块21及所述下槽块22。
38.于本发明实施例中，所述预埋榫槽组件20还包括预埋于所述上槽块21及所述下槽块22的锚筋26，以令所述上槽块21及所述下槽块22预埋在所述抑拱预制块10中，通过所述锚筋26与所述预制块10进一步锚接。所述上槽块21及所述下槽块22分别沿纵向设至少一排所述锚筋26。
39.如图3所示，所述预埋凸榫组件30包括预埋钢板31及锁扣插片32；所述预埋钢板31是沿纵向延伸设置于所述抑拱预制块10的凸接面12的长形钢板；所述锁扣插片32成形插接
颈部321以及自所述插接颈部321扩大形成的锁扣端块322，所述锁扣插片32通过所插接颈部321与所述预埋钢板31呈t形焊接，令所述预埋凸榫组件30的横剖面形状概呈t形，其中，所述预埋钢板31的横剖面形状呈长方形，所述锁扣插片32的锁扣端块322横剖面形状概呈长方形，所述插接颈部321的横剖面形状则自所述锁扣端块322收缩形成与所述预埋钢板31连接的细长颈部形态。
40.于本发明实施例中，所述预埋凸榫组件30还包括与所述预埋钢板31焊接的预留锚筋33，以令所述预埋钢板31埋设在所述预制块10时，通过所述锚筋33与所述抑拱预制块10进一步锚接。所述预埋钢板31沿纵向设至少一排所述锚筋33。
41.如图2所示，于本发明实施例中，所述预埋榫槽组件20的榫槽23、插置口24及泄压通道25沿纵向延伸的两端，一端终止于所述预留空腔13的内壁，另一端与所述注浆空间132连通。此外，于本发明实施例中，所述抑拱预制块10的预留空腔13是沿纵向间隔设置，且间隔设置的所述开放口134并于同侧固定设置所述预埋榫槽组件20，从而在所述抑拱预制块10的槽接面11上形成间隔设置的开放口134、插置口24及平面(槽接面11)。
42.如图1、图3所示，定义相邻设置的二所述抑拱预制块10分别为第一预制块101和第二预制块102，所述第一预制块101的其中一侧边端面设有所述预埋榫槽组件20而形成所述槽接面11，所述第二预制块102的其中一侧边端面设有所述预埋凸榫组件30而形成所述凸接面12。借此，令所述第一预制块101与所述第二预制块102并排，形成于所述第一预制块101的注浆空间132的开放口134与设于所述第二预制块102的锁扣插片32对应设置；所述锁扣插片32通过所述开放口134平移插入所述注浆空间132后，沿纵向位移插入所述预埋榫槽组件20的榫槽23中，使所述锁扣插片32的锁扣端块322容置于所述榫槽23中，且所述锁扣插片32的插接颈部321插置于所述插置口24内，从而利用扩大的锁扣端块322与所述榫槽23凹凸锁扣，并借由收缩的插置口24及插接颈部321限制避免所述锁扣插片32平移脱离所述榫槽23，实现使相邻的二所述抑拱预制块10之间通过所述预埋榫槽组件20与所述预埋凸榫组件30固定锁扣连接的作用。
43.于本发明实施例中，如图2所示，所述抑拱预制块10还设有注浆孔133连通所述注浆空间132与外部；令所述预埋榫槽组件20与所述预埋凸榫组件30凹凸锁扣后，通过所述注浆孔133浇筑混凝土至所述预留空腔13内部的注浆空间132，所述预埋榫槽组件20与所述预埋凸榫组件30之间通过所述混凝土而胶结固定连接。
44.以上说明了本发明隧道装配式仰拱的纵向拼接构造，以下请再配合参阅图1至图3，说明本发明隧道装配式仰拱的纵向拼接构造施工方法；所述方法的步骤包括：
45.预埋榫槽组件预制步骤：预制所述预埋榫槽组件20；所述预埋榫槽组件20包括所述上槽块21及所述下槽块22。较佳地，所述上槽块21及所述下槽块22分别于预制时埋设锚筋26，以强化所述预埋榫槽组件20与所述抑拱预制块10的结合强度。
46.预埋凸榫组件预制步骤：预制所述预埋凸榫组件30；所述预埋凸榫组件30包括所述预埋钢板31及所述锁扣插片32。较佳地，所述预埋钢板31于预制时焊接锚筋33，以强化所述预埋凸榫组件30与所述抑拱预制块10的结合强度。
47.抑拱预制块预制步骤：预制所述抑拱预制块10，并根据施工设计将所述预埋榫槽组件20及/或所述预埋凸榫组件30包埋于所述抑拱预制块10中，并于所述抑拱预制块10的槽接面11形成所述注浆空间132的开放口134，于所述抑拱预制块10的顶面上形成注浆孔
133。
48.抑拱预制块锁扣步骤：将设有所述预埋榫槽组件20的抑拱预制块10与设有所述预埋凸榫组件30的抑拱预制块10并排设置，并使所述预埋凸榫组件30的锁扣插片32对齐于所述抑拱预制块10的注浆空间132的开放口134，所述锁扣插片32通过所述开放口134平移插入所述注浆空间132后，沿纵向位移插入所述预埋榫槽组件20的榫槽23中，使相邻的二所述抑拱预制块10之间通过所述预埋榫槽组件20与所述预埋凸榫组件30凹凸锁扣。
49.注浆步骤：从所述抑拱预制块10的注浆孔133注入混凝土，直至所述预留空腔13内部及预埋榫槽组件20的榫槽23、插置口24及泄压通道25填充足够混凝土后停止；经混凝土养护后，令凹凸锁扣的二所述抑拱预制块10之间混凝土黏结而固定连接。
50.以上结合附图及实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。