跨越松软地带的隧道构造论文和设计-李泳伸

全文摘要

本实用新型跨越松软地带的隧道构造，属于隧道结构领域，目的是适应软地基环境，避免隧道仰拱发生沉降。在拱墙的二次衬砌的底端设置有边侧托梁，边侧托梁沿隧道纵向延伸，且与拱墙二次衬砌的底端相连接作为拱墙二次衬砌的承载基础；仰拱的两端分别与对应的边侧托梁固定连接成一体。本实用新型，通过设置边侧托梁从仰拱的两端对仰拱起到提拉作用，一对抗仰拱的重力，避免仰拱由于软弱隧底地基支撑力不足而发生沉降的现象出现。同时，边侧托梁对拱墙的二次衬砌起到支撑作用，避免拱墙的二次衬砌直接作用于仰拱，从而减小了仰拱下沉的推力，利于缓解仰拱沉降的现象。

主设计要求

1.跨越松软地带的隧道构造，沿隧道环向包括拱墙(1)和仰拱(2)；所述拱墙(1)沿隧道径向包括外侧的初期支护(11)、内侧的二次衬砌(12)以及位于初期支护(11)与二次衬砌(12)之间的防水层(13)；其特征在于：在拱墙(1)的二次衬砌(12)的底端设置有边侧托梁(3)，所述边侧托梁(3)沿隧道纵向延伸，且与拱墙(1)二次衬砌(12)的底端相连接作为拱墙(1)二次衬砌(12)的承载基础；所述仰拱(2)的两端分别与对应的边侧托梁(3)固定连接成一体。

设计方案

2.如权利要求1所述的跨越松软地带的隧道构造，其特征在于：在仰拱(2)的底部设置有底部托梁(4)，所述底部托梁(4)沿隧道纵向延伸，且仰拱(2)支撑于所述底部托梁(4)上。

3.如权利要求2所述的跨越松软地带的隧道构造，其特征在于：沿隧道横向，所述底部托梁(4)位于仰拱(2)的中部。

4.如权利要求3所述的跨越松软地带的隧道构造，其特征在于：所述底部托梁(4)呈方形。

5.如权利要求1-4任意一项权利要求所述的跨越松软地带的隧道构造，其特征在于：所述仰拱(2)的钢筋与边侧托梁(3)的钢筋相连接。

6.如权利要求1-4任意一项权利要求所述的跨越松软地带的隧道构造，其特征在于：所述边侧托梁(3)的截面呈L形，包括底座(31)和侧壁(32)，并由底座(31)和侧壁(32)包围形成线缆沟成型区(33)。

7.如权利要求1-4任意一项权利要求所述的跨越松软地带的隧道构造，其特征在于：在拱墙(1)的初期支护(11)的拱脚部设置有将初期支护(11)锚固于围岩的锁脚锚杆(5)。

8.如权利要求1-4任意一项权利要求所述的跨越松软地带的隧道构造，其特征在于：所述边侧托梁(3)的两端嵌入松软地带隧道两端的基岩内，且嵌入深度大于或者等于4米。

9.如权利要求2-4任意一项权利要求所述的跨越松软地带的隧道构造，其特征在于：所述底部托梁(4)的两端嵌入松软地带隧道两端的基岩内，且嵌入深度大于或者等于4米。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于隧道结构领域，具体的是跨越松软地带的隧道构造。

背景技术

随着我国交通行业的快速发展，修建隧道的地区范围越来越广，隧道也越来越长。隧道穿越宽广的山脉，地质条件极为复杂，不可避免会遇到岩溶及岩溶水发育、溶洞等松软地基地带，当隧道修建于该松软地基地带时，即便隧底采用渣体等进行回填处理，其承载能力仍然较弱，在隧道运营后，由于反复承载影响，隧道仰拱易发生沉降，从而导致隧道结构破坏，增加运营维护难度和成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种跨越松软地带的隧道构造,适应软地基环境，避免隧道仰拱发生沉降。

本实用新型采用的技术方案是：跨越松软地带的隧道构造，沿隧道环向包括拱墙和仰拱；所述拱墙沿隧道径向包括外侧的初期支护、内侧的二次衬砌以及位于初期支护与二次衬砌之间的防水层；在拱墙的二次衬砌的底端设置有边侧托梁，所述边侧托梁沿隧道纵向延伸，且与拱墙二次衬砌的底端相连接作为拱墙二次衬砌的承载基础；所述仰拱的两端分别与对应的边侧托梁固定连接成一体。

进一步的，在仰拱的底部设置有底部托梁，所述底部托梁沿隧道纵向延伸，且仰拱支撑于所述底部托梁上。

进一步的，沿隧道横向，所述底部托梁位于仰拱的中部。

进一步的，所述底部托梁呈方形。

进一步的，所述仰拱的钢筋与边侧托梁的钢筋相连接。

进一步的，所述边侧托梁的截面呈L形，包括底座和侧壁，并由底座和侧壁包围形成线缆沟成型区。

进一步的，在拱墙的初期支护的拱脚部设置有将初期支护锚固于围岩的锁脚锚杆。

进一步的，所述边侧托梁的两端嵌入松软地带隧道两端的基岩内，且嵌入深度大于或者等于4米。

进一步的，所述底部托梁的两端嵌入松软地带隧道两端的基岩内，且嵌入深度大于或者等于4米。

本实用新型的有益效果是：本实用新型，通过设置边侧托梁从仰拱的两端对仰拱起到提拉作用，起到对抗仰拱重力的作用，避免仰拱由于软弱隧底地基支撑力不足而发生沉降的现象出现。同时，边侧托梁对拱墙的二次衬砌起到支撑作用，避免拱墙的二次衬砌直接作用于仰拱，从而减小了仰拱下沉的推力，利于缓解仰拱沉降的现象。再者，通过边侧托梁实现对二次衬砌的及时支撑，能有效避免二次衬砌沉降变形。

附图说明

图1为本实用新型横断面结构示意图；

图2为图1的A处局部放大图；

图3为图1的A-A剖视图；

图4为图1的B-B剖视图。

图中，拱墙1、初期支护11、二次衬砌12、防水层13、仰拱2、边侧托梁3、底座31、侧壁32、线缆沟成型区33、底部托梁4、锁脚锚杆5。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明如下：

跨越松软地带的隧道构造，如图1所示，沿隧道环向包括拱墙1和仰拱2；所述拱墙1沿隧道径向包括外侧的初期支护11、内侧的二次衬砌12以及位于初期支护11与二次衬砌12之间的防水层13；在拱墙1的二次衬砌12的底端设置有边侧托梁3，所述边侧托梁3沿隧道纵向延伸，且与拱墙1二次衬砌12的底端相连接作为拱墙1二次衬砌12的承载基础；所述仰拱2的两端分别与对应的边侧托梁3固定连接成一体。

该隧道构造，通过设置边侧托梁3从仰拱2的两端对仰拱2起到提拉作用，起到对抗仰拱2重力的作用，避免仰拱2由于软弱隧底地基支撑力不足而发生沉降的现象出现。同时，边侧托梁3对拱墙1的二次衬砌12起到支撑作用，避免拱墙1的二次衬砌12直接作用于仰拱2，从而减小了仰拱2下沉的推力，利于缓解仰拱2沉降的现象。再者，拱墙1的二次衬砌12由边侧托梁3进行支撑，边侧托梁3的施工工程量比仰拱2少，施工周期短，能够快速对拱墙1的二次衬砌12起到支护作用，避免二次衬砌12发生变形。

为了进一步避免仰拱2发生沉降现象，优选的，如图1所示，在仰拱2的底部设置有底部托梁4，所述底部托梁4沿隧道纵向延伸，且仰拱2支撑于所述底部托梁4上。

底部托梁4从仰拱2底部对仰拱2起到支撑作用，能有效防止仰拱2沉降。再者，在软弱隧底地基，由于其支撑性较差，相当于仰拱2处于悬空状态，由于边侧托梁3在仰拱2的两侧对仰拱2产生向上的拉力作用，而仰拱2上部回填等结构、路面荷载以及仰拱2自重等因素对仰拱2产生向下的作用力，长时间作用下，仰拱2可能会发生变形，严重者造成仰拱2破坏，而底部托梁4在仰拱2底部产生向上的托力，改善了仰拱2的受力状况，能够有效缓解仰拱2的变形，保证该软弱隧底地基地段仰拱2的使用寿命。

为了保证仰拱2受力的均匀性，优选的，沿隧道横向，所述底部托梁4位于仰拱2的中部。

为了便于施工，优选的，所述底部托梁4呈方形。

底部托梁4呈方形，首先，在开挖隧底施作底部托梁4时，开挖更容易；其次，浇筑时模板的制作更简单快捷，使得浇筑更容易。

优选的，所述仰拱2的钢筋与边侧托梁3的钢筋相连接。

边侧托梁3也可以呈方形，优选的，如图2所示，所述边侧托梁3的截面呈L形，包括底座31和侧壁32，并由底座31和侧壁32包围形成线缆沟成型区33。L形的边侧托梁3，形成线缆沟成型区33，即施工线缆沟时，底座31构成线缆沟的槽底，侧壁32构成线缆沟的其中一侧槽壁，方便了后序线缆沟的施工，同时使得线缆沟的重量直接作用于边侧托梁3，避免线缆沟的重量直接作用于仰拱2，从而进一步减小了仰拱2沉降的推助力，利于缓解仰拱2沉降现象。

施工时，需要开挖隧底两侧边墙，以施作边侧托梁3，在边侧托梁3起到承载作用之前，需要保证拱墙1的初期支护11的稳定性，避免因后序施工造成初期支护11变形等，影响支护性能，故，优选的，如图3所示，在拱墙1的初期支护11的拱脚部设置有将初期支护11锚固于围岩的锁脚锚杆5。锁脚锚杆5将拱墙1的初期支护11锚固于围岩，保证了初期支护11的稳定性。锁脚锚杆5可以为注浆小套管；也可以为药卷锚杆；还可以沿隧道横向一侧采用注浆小套管，另一侧采用药卷锚杆。

边侧托梁3可以通过锚杆锁固于隧道基岩内，优选的，如图4所示，所述边侧托梁3的两端嵌入松软地带隧道两端的基岩内，且嵌入深度大于或者等于4米。沿隧道纵向，在松软地带隧道段的两端，基岩完整坚固，通过将边侧托梁3嵌入完整基岩内能保证边侧托梁3的稳固性，避免了锚杆的使用，利用节约成本，同时，边侧托梁3嵌入完整基岩内时边侧托梁3的混凝土灌入基岩存在的缝隙内，也对基岩起到一定的加固作用。同理，所述底部托梁4的两端嵌入松软地带隧道两端的基岩内，且嵌入深度大于或者等于4米。

设计图

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