采用分步浇筑的大体积隧道明洞结构及其施工方法

摘要

本发明涉及采用分步浇筑的大体积隧道明洞结构及其施工方法，所述结构主要包括两道纵向平行的底纵梁，底纵梁上方设置先期施做的边墙，两侧边墙顶部之间设有内侧拱，内侧拱上方设有后期施做的外侧拱，底纵梁上方依次施做的边墙、内侧拱和外侧拱共同组成环向连续的明洞结构。本发明将明洞主体结构合理分解，包括边墙和拱部，并将拱部分为内外两层结构，首先施工边墙，待其构建完成后依次施工内侧拱和外侧拱。当明洞上覆土体较厚或承受荷载较大时，需要结构具有足够的厚度，而对于较厚的拱部结构，需要特制高强度模板支撑，不仅增加了模板的制作工艺和制作费用，且大体积混凝土不易浇筑、振捣和养护，本发明可有效规避大体积明洞结构浇筑的上述难题。

说明书

技术领域

本发明涉及隧道及地下工程技术领域，具体涉及一种采用分步浇筑的大体积隧道明洞结构及其施工方法。

背景技术

在地形地貌复杂、沟谷发育、地势险峻的地理条件下修建铁路或公路时，线路通常以隧道型式穿越山体，以桥梁型式跨越沟谷河流。在“V型”沟谷区域，受限于线路整体标高及桥梁孔跨布置，通常无法以路基方式进行衔接，而是采用桥隧相连的方式进行过渡。为贯彻隧道“早进晚出”的修建理念，在隧道洞口一般均采用接长明洞，可提高洞口段围岩的整体稳定性，也可有效防止洞顶危岩落石等不良地质灾害对线路的不利影响。

受限于地质条件等因素，隧道采用明挖工法修建，当后期顶部覆土层较厚时，对明洞结构受力提出了更高的要求，在顶部厚覆盖层以及防止物体坠落打击的情况下，明洞结构需加厚，形成大体积混凝土建造，这对于明洞结构的模板台车以及大体积混凝土的浇筑、振捣、养护等工艺均提出了更高的要求，需要经济、合理、巧妙的给予解决。

目前明洞施工一般采用现浇混凝土方式进行，边墙和拱部一体化绑扎钢筋，内侧整体构建模板，现场整体浇筑，一次性形成连续性结构。如此施工过程中，当结构厚度较大时，结构重量也将较重，需要特制的高强度模板台车支撑；针对大体积混凝土的浇筑、振捣、养护等工艺提出了更高要求，若控制不好容易出现结构不密实或开裂等病害；且边墙与拱部同步浇筑，当结构强度还未完全达到时，因结构整体较重，拆模后在自重的持续影响下容易发生徐变，导致结构出现变形而产生裂缝，形成结构损伤和结构安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用分步浇筑的大体积隧道明洞结构及其施工方法，通过分步浇筑明洞结构的不同部位，最终形成整体结构，克服大体积明洞结构一次性整体浇筑存在的安全性、经济性不合理等问题。

本发明所采用的技术方案为：

采用分步浇筑的大体积隧道明洞结构，其特征在于：

所述结构包括两道纵向平行的底纵梁，底纵梁上方设置有先期施做的边墙，两侧边墙的顶部之间设置有内侧拱，内侧拱上方设置有后期施做的外侧拱，在底纵梁的上方依次施做的边墙、内侧拱和外侧拱共同组成环向连续的明洞结构。

边墙顶部设置有企口，形成外高内低的台阶状结构，内侧拱的两端连接到边墙的顶部内侧；外侧拱的两端连接到边墙的顶部外侧。

内侧拱和外侧拱在明洞顶部约120~140°范围内构建。

底纵梁顶面外露有预留的钢筋接头及钢筋接驳器。

边墙底部的钢筋与底纵梁顶面的预留钢筋接头通过钢筋接驳器连接，边墙顶部外露有预留的钢筋接头及钢筋接驳器。

内侧拱和外侧拱两端底部内的钢筋分别与边墙顶部的预留钢筋接头通过钢筋接驳器连接。

先期施做的内侧拱作为后期施做的外侧拱的底面模板，为增强内外侧结构的相互结合，内侧拱的顶面做凿毛处理。

采用分步浇筑的大体积隧道明洞结构施工方法，其特征在于：

所述方法主要包括以下步骤：

步骤一：施工底纵梁，为上部明洞结构提供基底支撑；

步骤二：施工明洞两侧的边墙，预留结构企口和接茬钢筋；

步骤三：施工拱部范围的明洞内部衬砌结构，即内侧拱，待达到受力强度后表面做凿毛处理，使整个明洞结构首先封闭成环，同时可兼顾作为拱部外部明洞衬砌结构即外侧拱的浇筑内模；

步骤四：施工外侧拱，完成整个明洞结构的浇筑。

本发明具有以下优点：

本发明将大体积明洞的主体结构进行合理分解，包括边墙和拱部两大部分，并将拱部分为内外两层结构。首先施工边墙，待其构建完成后再依次施工内侧拱和外侧拱，相当于拱部分阶段为边墙加载，确保了边墙结构的稳定；同时避免了拱部一次性整体浇筑大体积混凝土所带来的模板台车特制、大体积混凝土浇筑、振捣及养护不易充分、拆模后因结构自重较大容易发生徐变从而导致结构变形、开裂等系列结构质量缺陷方面的问题。

如此分步实施后，可采用一般性的模板台车，无需增加投资特殊订制模板台车，待内侧拱构建完成后，结构上已形成闭环，可以兼顾作为外侧拱的底部模板，巧妙的利用了内侧拱结构，减少了施工成本的投入；将拱部结构分为内外两层分别实施，也可规避一次性大体积混凝土浇筑所带来的相关不良因素和结构风险隐患。

本发明可通过合理的配筋及连接方案保证各部分结构之间的受力连续性，确保受力传导和结构的整体性。

附图说明

图1为本发明所涉及明洞结构的横断面图。

图2为本发明所涉及明洞结构的断面配筋图。

图3为图2中的A节点大样图。

图4为图2中的B节点大样图。

图5为底纵梁配筋及预留钢筋接驳器示意图。

图6为内侧拱配筋示意图。

图7为外侧拱配筋示意图。

图8为边墙配筋示意图及预留钢筋接驳器。

图中标识为：1-底纵梁，2-边墙，3-内侧拱，4-外侧拱，5-内轨顶面，6-预留钢筋接驳器接头。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明涉及采用分步浇筑的大体积隧道明洞结构，所述结构包括两道纵向平行的底纵梁1，底纵梁1上方设置有先期施做的边墙2，两侧边墙2的顶部之间设置有内侧拱3，内侧拱3上方设置有后期施做的外侧拱4。在底纵梁1上方依次施做的边墙2、内侧拱3和外侧拱4共同组成环向连续的明洞结构。

边墙2顶部设置有企口，形成外高内低的台阶状结构，内侧拱3两端连接到边墙2顶部内侧，外侧拱4两端连接到边墙2顶部外侧。内侧拱3和外侧拱4在明洞顶部120~140°范围内构建。

底纵梁1顶面外露有预留的钢筋接头及钢筋接驳器。边墙2底部的钢筋与底纵梁1顶面的预留钢筋接头通过钢筋接驳器连接，边墙2顶部外露有预留的钢筋接头及钢筋接驳器，内侧拱3和外侧拱4两端底部的钢筋与边墙2顶部的预留钢筋接头通过钢筋接驳器连接，如此形成明洞结构钢筋的绑扎闭环。

内侧拱3先期实施，然后作为外侧拱4的底面模板，为增强内外侧拱部结构间相互结合，内侧拱3的顶面做凿毛处理。

上述采用分步浇筑的大体积隧道明洞结构的施工方法，包括以下主要步骤：

步骤一：施工底纵梁1，为上部结构提供稳固的基底支撑；

步骤二：施工明洞两侧边墙2，顶部预留结构企口和接茬钢筋；

步骤三：施工拱部范围的内部明洞衬砌结构，即内侧拱3，待内侧拱3达到受力强度后表面做凿毛处理，使整个明洞结构首先封闭成环，同时兼顾作为拱部外部明洞衬砌结构即外侧拱4的浇筑模板；

步骤四：施工外侧拱4，完成整个明洞结构的浇筑。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。