一种隧道洞口支护的管棚套拱结构的制作方法

文档序号:44128813发布日期:2025-12-23 21:55阅读:19来源:国知局
技术简介:
本专利针对城市隧道改扩建中场地受限、施工扰动大、交通不能中断及既有隧道加固困难等问题,提出一种管棚套拱支护结构。通过双层钢管锁扣连接、半圆拱套拱与导向墙组合,实现超浅埋隧道施工时对周边建筑的振动控制,保障交通通行并加固既有隧道。结构设计兼顾施工稳定性与环境影响最小化,解决传统方法在复杂城市环境下的局限性。
关键词:隧道洞口支护,管棚套拱结构

本技术属于隧道施工,涉及一种隧道洞口支护的管棚套拱结构。


背景技术:

1、隧道的改扩建工程指的是对已运行多年的已有隧道进行重新建设,在原有隧道的基础上拓宽隧道截面,增大其跨度,以适应城市中日益增长的交通量需求。

2、城市隧道的改扩建存在以下技术难题:(1)城市隧道两侧存在已有建筑,场地受限,难以通过增宽、增建隧道来增大交通容量。(2)城市隧道周边建筑多、地下管线密集,应严格控制施工扰动,减小隧道施工对周边环境的影响。(3)城市隧道的交通功能重大,中断交通进行施工会对城市的经济造成影响,因此施工过程中需要留出道路,保证交通的运行。(4)既有隧道病害严重,在施工扰动的影响下易进一步发展,在施工过程中需要对既有隧道进行加固。而现有技术中仅能结合传统的隧道新建的施工方法进行借鉴而施工,并不具备一种能够满足从周边场地限制、施工变形控制、施工组织安排及老旧隧道加固措施四个方面进行施工的工艺方法,极易导致施工不符合要求或产生安全问题。


技术实现思路

1、本实用新型提供了一种隧道洞口支护的管棚套拱结构,包括回填段套拱结构和洞口管棚结构;

2、所述回填段套拱结构和洞口管棚结构均设置为半圆拱形式的拱架结构,且其内部均设有钢筋绑扎;

3、所述回填段套拱结构包括套拱和工字钢骨架,所述套拱两端的拱脚固定于托梁上,工字钢骨架嵌入隧道岩体;

4、所述洞口管棚结构包括钢管和导向墙,钢管通过沿套拱内轮廓线依次打设的导向孔依次顶进并固定于导向墙上。

5、进一步的,所述钢管包括相互并列排布的热轧无缝钢管和钢花管,热轧无缝钢管和钢花管相互并列排布成形双层管棚超前支护结构,且热轧无缝钢管与钢花管之间通过锁扣结构相连。

6、进一步的,所述锁扣结构包括公锁扣和母锁扣;

7、所述公锁扣包括第一连接部和第一锁接部,第一连接部与热轧无缝钢管或钢花管相连,第一锁接部的一端与第一连接部远离热扎无缝钢管的一端相连,第一锁接部的另一端沿竖直方向向下延伸设置;

8、所述母锁扣包括第二连接部和第二锁接部,第二连接部与钢花管或热扎无缝钢管相连,第二锁接部的一端与第二连接部远离钢花管的一端相连,第二锁接部的另一端沿竖直方向向上延伸设置,并与第一锁接部相互配合形成互字形结构。

9、进一步的,所述锁扣结构设有沿热轧无缝钢管的中心轴线对称设置的两组。

10、进一步的,所述套拱设有沿山坡面设置有多个,多个套拱相邻排布,且多个套拱的底部位于同一水平面上。

11、进一步的,在多个套拱上开设有多个用于装设钢管的孔口管,相邻套拱的孔口管采用一一对应设置且相互连通。

12、进一步的,单个套拱包括底模、工字钢骨架和拱圈;

13、底模通过条形板架设于工字钢骨架上,具体的,条形板铺设时需通过水平尺校验,误差可通过在底模钢架上焊接钢板调整;

14、底模的安装外侧以铁丝箍实;

15、所述拱圈包括拱圈钢筋和拱圈混凝土层,工字钢骨架与拱圈钢筋通过焊接连接,在工字钢骨架的翼缘上每隔49-51厘米焊接一根直径为15-17毫米的连接钢筋,连接钢筋深入拱圈混凝土层内并与拱圈钢筋绑扎固定套拱的内部。

16、进一步的,拱圈的整体厚度设置为48-52厘米;

17、拱圈混凝土层包括设置于拱圈钢筋外侧的外侧混凝土层以及设置于拱圈钢筋内侧的内侧混凝土层,所述外侧混凝土层的厚度设置为4.8-5.2厘米,内侧混凝土层内侧为2.8-3.2厘米;

18、所述拱圈钢筋设置为包括第二主筋和第二箍筋的第二双层双向钢筋网,第二主筋采用hrb400级直径21.8-22.2毫米钢筋制备而成,且相邻两件第二主筋之间的间距采用195-205毫米的方式依次布设,且第二主筋采用双面焊接的方式固定;第二箍筋采用hrb400级直径11.8-12.2毫米钢筋制备而成,且相邻两件第二箍筋之间的间距采用295-305毫米的方式依次布设,且第二箍筋与第二主筋之间采用绑扎连接。

19、进一步的,导向墙设置为c25钢筋混凝土结构,其整体厚度设置为580-620mm。

20、进一步的,在导向墙的内部配置有第一双层双向钢筋网,所述第一双层双向钢筋网包括第一主筋和第一箍筋;

21、第一主筋采用hrb400级直径19.8-20.2mm钢筋制备而成,且相邻两件第一主筋之间的间距设置为180-220mm的方式布设;

22、第一箍筋采用hrb400级直径11.8-12.2mm钢筋制备而成,且相邻两件第一箍筋之间的间距设置为280-320mm。

23、与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:

24、(1)本实用新型中可实现超浅埋隧道在临近建筑的情况下,持续推进施工的的同时,保证相邻隧道的正常通车,并降低对周边敏感性建筑的动力影响。

25、(2)本实用新型中的管棚钢管通过锁扣链接,锁扣依据钢管外径精确设计,能够与钢管紧密贴合,极大地减少了因连接不紧密导致的松动风险,有效抵抗围岩压力,保证支护结构的稳定性;并通过采用高强螺栓穿过锁扣两端螺栓孔进行紧固,配合合适的紧固扭矩,能提供强大的连接力,能确保管棚钢管之间不发生相对位移,维持管棚整体的支护性能。

26、除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本实用新型作进一步详细的说明。



技术特征:

1.一种隧道洞口支护的管棚套拱结构,其特征在于,包括回填段套拱结构和洞口管棚结构;

2.根据权利要求1所述的隧道洞口支护的管棚套拱结构,其特征在于,所述钢管包括相互并列排布的热轧无缝钢管(2)和钢花管(3),热轧无缝钢管(2)和钢花管(3)相互并列排布成形双层管棚超前支护结构,且热轧无缝钢管(2)与钢花管(3)之间通过锁扣结构相连。

3.根据权利要求2所述的隧道洞口支护的管棚套拱结构,其特征在于,所述锁扣结构包括公锁扣(5)和母锁扣(6);

4.根据权利要求3所述的隧道洞口支护的管棚套拱结构,其特征在于,所述锁扣结构设有沿热轧无缝钢管的中心轴线对称设置的两组。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的隧道洞口支护的管棚套拱结构,其特征在于,所述套拱(1)设有沿山坡面(l1)设置有多个,多个套拱(1)相邻排布,且多个套拱(1)的底部位于同一水平面上。

6.根据权利要求5所述的隧道洞口支护的管棚套拱结构,其特征在于,在多个套拱(1)上开设有多个用于装设钢管的孔口管,相邻套拱(1)的孔口管采用一一对应设置且相互连通。

7.根据权利要求6所述的隧道洞口支护的管棚套拱结构,其特征在于,单个套拱(1)包括底模、工字钢骨架(4)和拱圈;

8.根据权利要求7所述的隧道洞口支护的管棚套拱结构,其特征在于,拱圈的整体厚度设置为48-52厘米;

9.根据权利要求6-8中任意一项所述的隧道洞口支护的管棚套拱结构,其特征在于,导向墙设置为c25钢筋混凝土结构,其整体厚度设置为580-620mm。

10.根据权利要求9所述的隧道洞口支护的管棚套拱结构,其特征在于,在导向墙的内部配置有第一双层双向钢筋网,所述第一双层双向钢筋网包括第一主筋和第一箍筋;


技术总结
本技术提供了一种隧道洞口支护的管棚套拱结构,属于隧道施工技术领域;包括回填段套拱结构和洞口管棚结构;所述回填段套拱结构和洞口管棚结构均设置为半圆拱形式的拱架结构,且其内部均设有钢筋绑扎;所述回填段套拱结构包括套拱和工字钢骨架,所述套拱两端的拱脚固定于托梁上,工字钢骨架嵌入隧道岩体;所述洞口管棚结构包括钢管和导向墙,钢管通过沿套拱内轮廓线依次打设的导向孔依次顶进并固定于导向墙上。本技术中可实现超浅埋隧道在临近建筑的情况下,持续推进施工的的同时,保证相邻隧道的正常通车,并降低对周边敏感性建筑的动力影响。

技术研发人员:刘晓树,贾朝军,黄林祥,赵健,郭春文,文勇,周宗青
受保护的技术使用者:中铁十八局集团市政工程有限公司
技术研发日:20250325
技术公布日:2025/12/22
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