直墻板桁半裝配式明洞結(jié)構(gòu)及其施工方法
【專利摘要】直墻板桁半裝配式明洞結(jié)構(gòu)及其施工方法，以有效解決超大跨度明洞結(jié)構(gòu)厚度過(guò)大、施工質(zhì)量難以保證的難題。它包括：外側(cè)邊墻和內(nèi)側(cè)邊墻，沿線路延伸方向構(gòu)筑；拱部桁架，沿線路延伸方向間隔設(shè)置，其兩端分別支撐于外側(cè)邊墻、內(nèi)側(cè)邊墻上部的承臺(tái)上；T形頂板，鋪設(shè)在拱部桁架上，其長(zhǎng)度方向?yàn)榫€路延伸方向；拱部防水層，施作于T形頂板上；回填層，于外側(cè)邊墻頂端至邊坡坡面之間填筑于拱部防水層之上；隔水層，覆蓋回填層表面。
【專利說(shuō)明】
直墻板桁半裝配式明洞結(jié)構(gòu)及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及明洞修建技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種明洞結(jié)構(gòu)及其施工方法，適用于既有鐵路增建明洞結(jié)構(gòu)，或超大跨度明洞結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)入二十一世紀(jì)后我國(guó)鐵路建設(shè)高速發(fā)展，隨著西南山區(qū)高速鐵路的快速和大規(guī)模修建，由于受曲線半徑大、地形地質(zhì)條件復(fù)雜、環(huán)保要求高等多種因素的制約，鐵路沿線部分地段設(shè)站條件極為困難。因此，為提高艱險(xiǎn)山區(qū)修建高速鐵路選線、設(shè)站的自由度，使得山區(qū)車站布置型式更為靈活、車站功能更易得到保證，三線、四線甚至更大跨度的車站隧道的修建將愈來(lái)愈多，隨著洞口明洞襯砌結(jié)構(gòu)跨度的增大及回填土高度的增加，為保證結(jié)構(gòu)安全，明洞襯砌結(jié)構(gòu)厚度越來(lái)越大。對(duì)洞頂設(shè)計(jì)填土荷載不超過(guò)4m，一般單線鐵路明洞結(jié)構(gòu)厚度為60cm，雙線鐵路明洞結(jié)構(gòu)厚度為80cm，四線鐵路明洞(凈跨21m?25m左右)結(jié)構(gòu)厚度達(dá)130cm左右;經(jīng)計(jì)算，對(duì)洞頂設(shè)計(jì)填土荷載30m，凈跨25m的明洞結(jié)構(gòu)其襯砌厚度將達(dá)到2.5m，在實(shí)際工程中基本不可能實(shí)施。一方面，隨著明洞跨度增大，結(jié)構(gòu)厚度增加，大體積混凝土施工難度增大，施工質(zhì)量難以控制，大體積混凝土水化熱不能采取有效消除而產(chǎn)生溫度裂縫，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)無(wú)法耐久性要求。另一方面，由于明洞跨度增大，襯砌厚度增加，導(dǎo)致混凝土澆筑時(shí)臺(tái)車承載大大增加；同時(shí)由于明洞跨度增大，襯砌臺(tái)車重量急劇增大，臺(tái)車荷載及自身重量的急劇增大帶來(lái)的問(wèn)題是:(I)臺(tái)車走行系統(tǒng)的可靠性難以保證；(2)臺(tái)車在襯砌混凝土澆筑后沉降難以控制。因此嚴(yán)重影響明洞混凝土澆筑質(zhì)量和運(yùn)營(yíng)使用功能。
[0003]其次，在既有運(yùn)營(yíng)鐵路線中，一方面由于部分洞口坡面植被破壞，危巖落石發(fā)育，為保證運(yùn)營(yíng)安全，往往需接長(zhǎng)明洞；另一方面，由于前期工程投入、工期以及線路選線的限制，出現(xiàn)了很多路基陡邊坡，部分邊坡在自然風(fēng)化侵蝕、地震、強(qiáng)降雨等因素作用下發(fā)生變形、開裂、支護(hù)強(qiáng)度下降，甚至塌方，中斷線路運(yùn)營(yíng)等情況。在常規(guī)的邊坡處理手段不能完全消除運(yùn)營(yíng)安全隱患，或其工程投入巨大，不具經(jīng)濟(jì)合理性時(shí)，可在既有路基基礎(chǔ)上增建明洞工程，以實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域線路的永久防護(hù)。在既有線上增建明洞工程的困難在于，需要在接觸網(wǎng)不斷電的情況下進(jìn)行施工，而采用傳統(tǒng)明洞襯砌結(jié)構(gòu)及施工方法，襯砌臺(tái)車的運(yùn)輸、拼裝以及襯砌澆筑施工中臺(tái)車走行均是難以解決的困難。因此，要保證既有鐵路接長(zhǎng)明洞施工接觸網(wǎng)不斷電，同時(shí)保證行車和施工人員的安全，尋找新型明洞結(jié)構(gòu)形式及施工方法勢(shì)在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題提供了一種直墻板桁半裝配式明洞結(jié)構(gòu)，以有效解決超大跨度明洞結(jié)構(gòu)厚度過(guò)大、施工質(zhì)量難以保證的難題。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]本發(fā)明的直墻板桁半裝配式明洞結(jié)構(gòu)，其特征是它包括:外側(cè)邊墻和內(nèi)側(cè)邊墻，沿線路延伸方向構(gòu)筑;拱部桁架，沿線路延伸方向間隔設(shè)置，其兩端分別支撐于外側(cè)邊墻、內(nèi)側(cè)邊墻上部的承臺(tái)上;T形頂板，鋪設(shè)在拱部桁架上，其長(zhǎng)度方向?yàn)榫€路延伸方向；拱部防水層，施作于T形頂板上；回填層，于外側(cè)邊墻頂端至邊坡坡面之間填筑于拱部防水層之上；隔水層，覆蓋回填層表面。
[0007]所述外側(cè)邊墻、內(nèi)側(cè)邊墻上部的承臺(tái)上設(shè)置有減震支座，拱部桁架的兩端支承于減震支座上。
[0008]本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問(wèn)題是提供一種上述直墻板桁半裝配式明洞結(jié)構(gòu)的施工方法，該方法包括如下步驟:
[0009]①分段開挖并施作內(nèi)側(cè)邊墻和外側(cè)邊墻；
[0010]②施作底板；
[0011 ]③在內(nèi)側(cè)邊墻及外側(cè)邊墻達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，吊裝拱部桁架；
[0012]④鋪設(shè)T形頂板；
[0013]⑤于T形頂板上鋪設(shè)拱部防水層，并施作回填層及隔水層；
[0014]⑥施工側(cè)溝及電纜溝槽等附屬工程；
[0015]重復(fù)上述步驟①?⑥若干次，直至該段明洞施工完成。
[0016]本發(fā)明的有益效果是，有效避免超大跨度結(jié)構(gòu)拱圈超厚大體積混凝土施作，避免大體積混凝土水化熱造成襯砌裂縫等問(wèn)題的發(fā)生，從而有效保證明洞結(jié)構(gòu)安全、質(zhì)量及耐久性;拱部桁架與兩側(cè)邊墻采用減震支座連接，在危巖落石作用下，可有效減小落石對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)的沖擊作用，保證運(yùn)營(yíng)期間結(jié)構(gòu)安全;大大減小拱部結(jié)構(gòu)自重，節(jié)約建設(shè)成本;不需要襯砌臺(tái)車，施工簡(jiǎn)便易行，可用于新建超大跨度明洞施工，也可用于既有鐵路增建明洞施工。
【附圖說(shuō)明】
[0017]本說(shuō)明書包括如下五幅附圖:
[0018]圖1是本發(fā)明直墻板桁半裝配式明洞結(jié)構(gòu)的斷面圖；
[0019]圖2是本發(fā)明直墻板桁半裝配式明洞結(jié)構(gòu)中拱部桁架的正視圖；
[0020]圖3是圖1中A局部的放大圖；
[0021]圖4、圖5是本發(fā)明直墻板桁半裝配式明洞結(jié)構(gòu)施工方法的示意圖。
[0022]圖中示構(gòu)件、部位名稱及所對(duì)應(yīng)的標(biāo)記:底板10，外側(cè)邊墻21，內(nèi)側(cè)邊墻22，拱部桁架30，桁架上弦桿31a，桁架下弦桿31b，桁架豎桿31c，桁架斜腹桿31d，T形頂板40，拱部防水層50，回填層60，隔水層61，減震支座70，中心水溝80。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0024]參照?qǐng)D1和圖3，本發(fā)明的直墻板桁半裝配式明洞結(jié)構(gòu)包括:外側(cè)邊墻21和內(nèi)側(cè)邊墻22，沿線路延伸方向構(gòu)筑;拱部桁架30，沿線路延伸方向間隔設(shè)置，其兩端分別支撐于外側(cè)邊墻21、內(nèi)側(cè)邊墻22上部的承臺(tái)上;T形頂板40，鋪設(shè)在拱部桁架30上，其長(zhǎng)度方向?yàn)榫€路延伸方向；拱部防水層50，施作于T形頂板40上；回填層60，于外側(cè)邊墻21頂端至邊坡坡面之間填筑于拱部防水層50之上;隔水層61，覆蓋回填層60表面。
[0025]明洞拱部采用拱部桁架30和T形頂板40，有效避免超大跨度結(jié)構(gòu)拱圈超厚大體積混凝土施作，避免大體積混凝土水化熱造成襯砌裂縫等問(wèn)題的發(fā)生，從而有效保證明洞結(jié)構(gòu)安全、質(zhì)量及耐久性。同時(shí)大大減小拱部結(jié)構(gòu)自重，節(jié)約建設(shè)成本
[0026]參照?qǐng)D1，所述外側(cè)邊墻21、內(nèi)側(cè)邊墻22上部的承臺(tái)上設(shè)置有減震支座70，拱部桁架30的兩端支承于減震支座70上。拱部桁架30與外側(cè)邊墻21、內(nèi)側(cè)邊墻22采用減震支座70連接，在危巖落石作用下，可有效減小落石對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)的沖擊作用，保證運(yùn)營(yíng)期間結(jié)構(gòu)安全。
[0027]參照?qǐng)D1，可在所述外側(cè)邊墻21、內(nèi)側(cè)邊墻22下端之間于基礎(chǔ)上設(shè)置沿線路方向延伸的底板10，底板10的橫向兩端分別與外側(cè)邊墻21、內(nèi)側(cè)邊墻22固結(jié)。底板10下設(shè)置中心水溝80。
[0028]參照?qǐng)D4、圖5和圖1，本發(fā)明直墻板桁半裝配式明洞結(jié)構(gòu)的施工方法，包括如下步驟:
[0029]①分段開挖并施作內(nèi)側(cè)邊墻22和外側(cè)邊墻21;
[0030]②施作底板10;
[0031 ]③在內(nèi)側(cè)邊墻22及外側(cè)邊墻21達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，吊裝拱部桁架30;
[0032]④鋪設(shè)T形頂板40;
[0033]⑤于T形頂板40上鋪設(shè)拱部防水層50，并施作回填層60及隔水層61;
[0034]⑥施工側(cè)溝及電纜溝槽等附屬工程；
[0035]重復(fù)上述步驟①?⑥若干次，直至該段明洞施工完成。
[0036]整個(gè)施工過(guò)程不需要襯砌臺(tái)車，施工簡(jiǎn)便易行，可用于新建超大跨度明洞施工，也可用于既有鐵路增建明洞施工。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.直墻板桁半裝配式明洞結(jié)構(gòu)，其特征是它包括:外側(cè)邊墻(21)和內(nèi)側(cè)邊墻(22)，沿線路延伸方向構(gòu)筑;拱部桁架(30)，沿線路延伸方向間隔設(shè)置，其兩端分別支撐于外側(cè)邊墻(21)、內(nèi)側(cè)邊墻(22)上部的承臺(tái)上;T形頂板(40)，鋪設(shè)在拱部桁架(30)上，其長(zhǎng)度方向?yàn)榫€路延伸方向；拱部防水層(50)，施作于T形頂板(40)上；回填層(60)，于外側(cè)邊墻(21)頂端至邊坡坡面之間填筑于拱部防水層(50)之上;隔水層(61)，覆蓋回填層(60)表面。2.如權(quán)利要求1所述的直墻板桁半裝配式明洞結(jié)構(gòu)，其特征是:所述外側(cè)邊墻(21)、內(nèi)側(cè)邊墻(22)上部的承臺(tái)上設(shè)置有減震支座(70)，拱部桁架(30)的兩端支承于減震支座(70)上。3.如權(quán)利要求1所述的直墻板桁半裝配式明洞結(jié)構(gòu)，其特征是:所述外側(cè)邊墻(21)、內(nèi)側(cè)邊墻(22)下端之間于基礎(chǔ)上設(shè)置沿線路方向延伸的底板(10)，底板(10)的橫向兩端分別與外側(cè)邊墻(21)、內(nèi)側(cè)邊墻(22)固結(jié)。4.如權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的直墻板桁半裝配式明洞結(jié)構(gòu)的施工方法，包括如下步驟: ①分段開挖并施作內(nèi)側(cè)邊墻(22)和外側(cè)邊墻(21); ②施作底板(10); ③在內(nèi)側(cè)邊墻(22)及外側(cè)邊墻(21)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，吊裝拱部桁架(30); ④鋪設(shè)T形頂板(40); ⑤于T形頂板(40)上鋪設(shè)拱部防水層(50)，并施作回填層(60)及隔水層(61); ⑥施工側(cè)溝及電纜溝槽等附屬工程； 重復(fù)上述步驟①?⑥若干次，直至該段明洞施工完成。
【文檔編號(hào)】E21D11/38GK106050273SQ201610575203
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月20日
【發(fā)明人】卿偉宸, 林本濤, 朱勇, 高楊, 陶偉明, 楊昌宇, 鄭偉, 王建捷, 鄭尚峰, 陳錫武, 王若晨, 黃華, 曾琦, 范勝利
【申請(qǐng)人】中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司