專利名稱：隧道泡沫混凝土減震結(jié)構(gòu)及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隧道內(nèi)減震結(jié)構(gòu)及其施工方法，特別是在隧道初期支護(hù)和二次襯砌之間采用泡沫混凝土減震的結(jié)構(gòu)及其施工方法。
背景技術(shù)：
目前大部分隧道設(shè)計原理均為新奧法，新奧法是應(yīng)用巖體力學(xué)理論，以維護(hù)和利用圍巖的自承能力為基點，采用錨桿和噴射混凝土為主要手段進(jìn)行支護(hù)，控制圍巖的變形和松弛，使圍巖成為支護(hù)體系的組成部分，并通過對圍巖和支護(hù)的量測、監(jiān)控來指導(dǎo)隧道施工和地下工程設(shè)計施工的方法。地震時對巖層的沖擊作用會使圍巖的自承能力在瞬間受到破壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種隧道泡沫混凝土減震結(jié)構(gòu)及其施工方法，采用該結(jié)構(gòu)和方法，隧道堅固美觀，在發(fā)生地震災(zāi)害時能夠最大限度減少破壞程度，保障隧道及隧道通行安全。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案隧道泡沫混凝土減震結(jié)構(gòu)，在隧道拱部和邊墻的內(nèi)層和外層之間設(shè)置緩沖層，內(nèi)層為初期支護(hù)層，包括鋼拱架和鋼筋網(wǎng)片；外層為二次襯砌層；其特征在于緩沖層為泡沫混凝土層，在初期支護(hù)層的外側(cè)鋼筋網(wǎng)片上焊接連接鋼筋；連接鋼筋沿隧道拱部和邊墻按周向均布，沿隧道里程方向連接鋼筋在鋼筋網(wǎng)片上均勻間隔分布；連接鋼筋的連接鋼筋的長度設(shè)定為伸到泡沫混凝土層中。按上述技術(shù)方案，泡沫混凝土層厚度為20-30cm。按上述技術(shù)方案，連接鋼筋沿隧道拱部和邊墻的周向間距為30_50mm ；連接鋼筋起始于鋼筋網(wǎng)片，連接鋼筋的長度設(shè)定為伸到泡沫混凝土層中10 士 cm。按上述技術(shù)方案，所述的初期支護(hù)層中，連接鋼筋與鋼筋網(wǎng)片固定在一起后在初期支護(hù)層施工階段安裝。按上述技術(shù)方案，所述的二次襯砌層在泡沫混凝土層成型后施工。上述隧道泡沫混凝土減震結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于包括如下流程第一步施工準(zhǔn)備根據(jù)洞內(nèi)圍巖類別，首先進(jìn)行輔助施工，插打超前注漿小導(dǎo)管或者超前錨桿后將洞身開挖成型；同時制備鋼筋網(wǎng)片，在鋼筋網(wǎng)片上焊接連接鋼筋；第二步洞身開挖成型后，進(jìn)行初期支護(hù)層的施工，包括插打系統(tǒng)錨桿、鋼拱架、安裝鋼筋網(wǎng)片，噴射混凝土施工形成初期支護(hù)層；第三步襯砌臺車拼裝；第四步隧道內(nèi)鋪設(shè)好襯砌臺車走行軌道，將襯砌臺車走行到泡沫混凝土層施工位置；
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第五步調(diào)試襯砌臺車，將臺車模板頂推到位，同時將原材料、制作泡沫混凝土的發(fā)泡機(jī)就位；第六步澆筑泡沫混凝土層用發(fā)泡機(jī)制作泡沫混凝土，通過臺車模板的預(yù)留孔，進(jìn)行泡沫混凝土層的澆筑；第七步泡沫混凝土層施工完畢七天后進(jìn)行脫模；第八步襯砌臺車移位或進(jìn)行走行到下一施工節(jié)段；第九步泡沫混凝土層施工完畢后，施工二次襯砌層。與傳統(tǒng)的襯砌結(jié)構(gòu)和施工方式相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、利用泡沫混凝土的低彈減震性，對地震產(chǎn)生的沖擊載荷起到良好的吸收和分散作用；在圍巖結(jié)構(gòu)遭到破壞后，能夠重新形成一個穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在隧道內(nèi)起到很好的減震效^ ο2、采用襯砌臺車移位施工，配合臺車模板進(jìn)行泡沫混凝土層澆筑，在施工工程中沒有設(shè)備之間的更換協(xié)調(diào)，節(jié)省了時間。3、隧道內(nèi)圍巖結(jié)合初期支護(hù)層能最大限度的起到受力作用，二次襯砌層起到安全儲備和美觀的作用。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施的隧道泡沫混凝土減震結(jié)構(gòu)示意圖(斷面圖)；圖2是圖1的隧道拱部部分放大圖；圖3是本發(fā)明的施工方法流程圖。圖中1.初期支護(hù)層，2.鋼筋網(wǎng)片，3.泡沫混凝土層，4. 二次襯砌層，5.連接鋼筋。
具體實施例方式以下結(jié)合實施實例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不限定本發(fā)明。如圖1和2中所示的隧道泡沫混凝土減震結(jié)構(gòu)，其特征在于在隧道拱部和邊墻的初期支護(hù)層和二次襯砌層之間增加泡沫混凝土層，利用泡沫混凝土的低彈減震性，對地震產(chǎn)生的沖擊載荷起到良好的吸收和分散作用。在隧道初期支護(hù)層1和隧道二次襯砌層4中間施工20-30cm厚度的泡沫混凝土層 3。為增加泡沫混凝土層3與初期支護(hù)層1的連接力，在初期支護(hù)層1的鋼筋網(wǎng)片2 上焊接連接鋼筋5 ；連接鋼筋5沿隧道拱部和邊墻按周向均布，且周向間距為30-50mm，優(yōu)選 40cm ；同時，連接鋼筋5沿隧道里程方向(垂直于周向)鋼筋網(wǎng)片2上按間距Im均勻間隔分布；連接鋼筋5起始于鋼筋網(wǎng)片2的內(nèi)側(cè)環(huán)周，連接鋼筋5的長度設(shè)定為伸到泡沫混凝土層3中IOcm左右。如圖3所示，上述隧道泡沫混凝土減震結(jié)構(gòu)的施工方法包括如下流程第一步施工準(zhǔn)備根據(jù)洞內(nèi)圍巖類別，首先進(jìn)行輔助施工，插打超前注漿小導(dǎo)管或者超前錨桿后將洞身開挖成型；同時制備鋼筋網(wǎng)片2，在鋼筋網(wǎng)片2上焊接連接鋼筋5 ；第二步洞身開挖成型后，進(jìn)行初期支護(hù)層1的施工，包括插打系統(tǒng)錨桿、鋼拱架、安裝鋼筋網(wǎng)片2，噴射混凝土施工形成初期支護(hù)層1 ；第三步襯砌臺車拼裝；第四步隧道內(nèi)鋪設(shè)好襯砌臺車走行軌道，將襯砌臺車走行到泡沫混凝土層3施工位置；第五步調(diào)試襯砌臺車，將臺車模板頂推到位，同時將原材料、制作泡沫混凝土的發(fā)泡機(jī)就位；第六步澆筑泡沫混凝土層3 用發(fā)泡機(jī)制作泡沫混凝土，通過臺車模板的預(yù)留孔， 進(jìn)行泡沫混凝土層3的澆筑；第七步泡沫混凝土層3施工完畢七天后進(jìn)行脫模；第八步襯砌臺車移位或進(jìn)行走行到下一施工節(jié)段；第九步泡沫混凝土層3施工完畢后，施工二次襯砌層4。上述方法形成的減震結(jié)構(gòu)有如下優(yōu)勢在圍巖結(jié)構(gòu)遭到破壞后，能夠重新形成一個穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以在隧道結(jié)構(gòu)中增加泡沫混凝土層3作為緩沖層來減緩沖擊是必要而可行的；由于隧道內(nèi)圍巖結(jié)合初期支護(hù)層能最大限度的起到受力作用，二次襯砌層起到安全儲備和美觀的作用，故將緩沖層設(shè)置在初期支護(hù)和二次襯砌之間是最恰當(dāng)?shù)?。以上所揭露的僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，本發(fā)明的核心在于利用泡沫混凝土的低彈減震性，在隧道初期支護(hù)與二次襯砌之間起到良好的緩沖減震作用，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明申請專利范圍所作的等效變化，仍屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.隧道泡沫混凝土減震結(jié)構(gòu)，在隧道拱部和邊墻的內(nèi)層和外層之間設(shè)置緩沖層，內(nèi)層為初期支護(hù)層，包括鋼拱架和鋼筋網(wǎng)片；外層為二次襯砌層；其特征在于緩沖層為泡沫混凝土層，在初期支護(hù)層的外側(cè)鋼筋網(wǎng)片上焊接連接鋼筋；連接鋼筋沿隧道拱部和邊墻按周向均布，沿隧道里程方向連接鋼筋在鋼筋網(wǎng)片上均勻間隔分布；連接鋼筋的連接鋼筋的長度設(shè)定為伸到泡沫混凝土層中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減震結(jié)構(gòu)，其特征在于泡沫混凝土層厚度為20-30cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的減震結(jié)構(gòu)，其特征在于連接鋼筋沿隧道拱部和邊墻的周向間距為30-50mm ；連接鋼筋起始于鋼筋網(wǎng)片，連接鋼筋的長度設(shè)定為伸到泡沫混凝土層中 10士cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的減震結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的初期支護(hù)層中，連接鋼筋與鋼筋網(wǎng)片固定在一起后在初期支護(hù)層施工階段安裝。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的減震結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的二次襯砌層在泡沫混凝土層成型后施工。
6.上述權(quán)利要求1-5之一所述隧道泡沫混凝土減震結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于包括如下流程第一步施工準(zhǔn)備根據(jù)洞內(nèi)圍巖類別，首先進(jìn)行輔助施工，插打超前注漿小導(dǎo)管或者超前錨桿后將洞身開挖成型；同時制備鋼筋網(wǎng)片，在鋼筋網(wǎng)片上焊接連接鋼筋；第二步洞身開挖成型后，進(jìn)行初期支護(hù)層的施工，包括插打系統(tǒng)錨桿、鋼拱架、安裝鋼筋網(wǎng)片，噴射混凝土施工形成初期支護(hù)層；第三步襯砌臺車拼裝；第四步隧道內(nèi)鋪設(shè)好襯砌臺車走行軌道，將襯砌臺車走行到泡沫混凝土層施工位置；第五步調(diào)試襯砌臺車，將臺車模板頂推到位，同時將原材料、制作泡沫混凝土的發(fā)泡機(jī)就位；第六步澆筑泡沫混凝土層用發(fā)泡機(jī)制作泡沫混凝土，通過臺車模板的預(yù)留孔，進(jìn)行泡沫混凝土層的澆筑；第七步泡沫混凝土層施工完畢七天后進(jìn)行脫模；第八步襯砌臺車移位或進(jìn)行走行到下一施工節(jié)段；第九步泡沫混凝土層施工完畢后，施工二次襯砌層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種隧道泡沫混凝土減震結(jié)構(gòu)及其施工方法，隧道泡沫混凝土減震結(jié)構(gòu)，在隧道拱部和邊墻的內(nèi)層和外層之間設(shè)置緩沖層，內(nèi)層為初期支護(hù)層，包括鋼拱架和鋼筋網(wǎng)片；外層為二次襯砌層；緩沖層為泡沫混凝土層，在初期支護(hù)層的外側(cè)鋼筋網(wǎng)片上焊接連接鋼筋；連接鋼筋沿隧道拱部和邊墻按周向均布，連接鋼筋的連接鋼筋的長度設(shè)定為伸到泡沫混凝土層中。利用泡沫混凝土的低彈減震性，對地震產(chǎn)生的沖擊載荷起到良好的吸收和分散作用。隧道內(nèi)圍巖結(jié)合初期支護(hù)層能最大限度的起到受力作用，二次襯砌層起到安全儲備和美觀的作用。同時，采用襯砌臺車移位施工，配合臺車模板進(jìn)行泡沫混凝土層澆筑，在施工工程中沒有設(shè)備之間的更換協(xié)調(diào)，節(jié)省了時間。
文檔編號E21D11/10GK102562091SQ20121001977
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月30日
發(fā)明者張軍, 張學(xué)輝, 方競, 王立, 董炬洪, 袁壯麗 申請人:中鐵七局集團(tuán)有限公司, 中鐵七局集團(tuán)武漢工程有限公司