超大跨拉杆拱地下组合结构及其施工方法与流程

本发明涉及明挖隧道工程施工，具体涉及一种超大跨拉杆拱地下组合结构及其施工方法。

背景技术：

1、随着轨道交通领域的大力发展，地下结构形式常受到周边条件及自身条件限制，为解决限制常采用明挖矩形结构形式。当因条件限制导致矩形结构跨度需要增大时，就会形成大跨度或超大跨度明挖矩形结构。大跨度或超大跨度明挖矩形结构体系易导致结构内力增加，变形增大且位于软土富水地层时更易导致结构产生较大不均匀沉降变形。

2、不同于常规明挖隧道箱型结构，当结构跨度增大，隧道结构内部应力会相应增加，且分布不均匀，采用现有明挖箱形隧道结构将会导致结构尺寸增加，结构裂缝增多，内力分布复杂且不经济，因此需要为超大跨地下箱型明挖结构设计能解决上述技术问题的施工结构。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种超大跨拉杆拱地下组合结构及其施工方法，以解决大跨度明挖隧道箱型结构位于软土富水地层时内部应力大、分布不均匀等问题。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

3、超大跨拉杆拱地下组合结构，所述结构包括箱型结构、拉杆拱结构和桩基，所述拉杆拱结构位于所述箱型结构的顶部，所述桩基位于所述箱型结构的底部；

4、所述拉杆拱结构包括水平支撑板、拉杆和拱部顶板，所述拱部顶板呈拱形并位于所述水平支撑板上方，所述拉杆竖向连接在所述拱部顶板和所述水平支撑板之间。

5、进一步地，所述箱型结构的底部为底板，所述底板的两侧为纵向的底部暗梁，所述底部暗梁的顶部为竖向的侧墙。

6、进一步地，所述侧墙的顶部为侧墙暗梁，所述水平支撑板和所述拱部顶板的横向两端分别连接到两侧的所述侧墙暗梁。

7、进一步地，所述水平支撑板的横向两端具有扩大端，所述水平支撑板通过所述扩大端连接到所述侧墙暗梁。

8、进一步地，所述侧墙外侧设置竖向并成列布置的基坑支护，所述基坑支护顶部设置有纵向梁。

9、进一步地，所述底部暗梁的内侧顶部设置有侧方平台，所述侧方平台上设置有排水沟，所述排水沟上方设置有盖板。

10、进一步地，所述侧墙内设置有排水管，所述排水管的一端穿过所述侧墙暗梁和所述水平支撑板并位于所述水平支撑板上方，所述排水管的另一端穿过所述底部暗梁并接入所述排水沟。

11、另一方面，提供如所述的超大跨拉杆拱地下组合结构的施工方法，所述方法包括：

12、施做明挖基坑支护结构，同步施做桩基，并在桩基顶部预留连接钢筋；

13、向下分层开挖基坑至底板标高，露出桩基顶部的预留钢筋，进行底板防水及垫层施工；

14、绑扎底板钢筋，底板钢筋与桩基顶部的预留钢筋可靠锚固，并在底部暗梁处设置暗梁钢筋，立模浇筑混凝土，形成底部暗梁与底板的组合结构；

15、分层、分段布置侧墙；

16、绑扎侧墙暗梁钢筋，立模浇筑混凝土，施做侧墙暗梁并在其顶部和内侧预留连接钢筋；

17、施做水平支撑板，水平支撑板的钢筋与侧墙暗梁预留的连接钢筋绑扎为一体，施做拉杆；

18、施做拱部顶板，拱部顶板的钢筋与侧墙暗梁预留的连接钢筋绑扎为一体。

19、进一步地，所述方法还包括：

20、施做明挖基坑支护结构的同时，在侧墙的设计位置外侧施做竖向并成列布置的基坑支护，在基坑支护的顶部施做纵向梁，在各个基坑支护的顶部形成纵向联系。

21、进一步地，所述方法还包括：

22、在箱型结构施工完成后，于底部暗梁的内侧顶部施做侧方平台，在侧方平台上施做排水沟，并加盖盖板；

23、在施做底部暗梁、侧墙、侧墙暗梁、水平支撑板时，分别预留排水管的穿过孔道，待结构施工完成后，在穿过孔道中布设排水管；

24、排水管的一端位于水平支撑板上方，另一端接入排水沟，对拉杆拱结构内的积水进行引流导排。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

26、本发明在隧道箱型结构中增加了拉杆拱结构、加肋纵向暗梁以及底部桩基础的组合结构，工程量小，受力体系明确，并明显提升了结构刚度和稳定性，减小了结构的变形沉降，提高了结构安全性。

27、本发明的结构施工过程，通过拉杆拱结构及加肋暗梁的设置可将箱体尺寸减小，使得结构工程量减小，且提高了结构整体性，安全可靠。

28、本发明在隧道箱体结构底部设置了桩基，为箱体结构提供了足够的支撑，改善了软土富水地层条件下隧道的整体沉降及不均匀沉降变形，提高了结构的整体安全性。

技术特征：

1.超大跨拉杆拱地下组合结构，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的超大跨拉杆拱地下组合结构，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的超大跨拉杆拱地下组合结构，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的超大跨拉杆拱地下组合结构，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的超大跨拉杆拱地下组合结构，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的超大跨拉杆拱地下组合结构，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的超大跨拉杆拱地下组合结构，其特征在于：

8.如权利要求7所述的超大跨拉杆拱地下组合结构的施工方法，其特征在于：

9.根据权利要求8所述的超大跨拉杆拱地下组合结构的施工方法，其特征在于：

10.根据权利要求9所述的超大跨拉杆拱地下组合结构的施工方法，其特征在于：

技术总结
本发明涉及一种超大跨拉杆拱地下组合结构及其施工方法。大跨度明挖箱型隧道结构存在结构尺寸大、结构裂缝多、内部应力分布复杂、不均匀沉降变形大等问题。本结构包括箱型结构、拉杆拱结构和桩基，拉杆拱结构位于箱型结构的顶部，桩基位于箱型结构的底部；拉杆拱结构包括水平支撑板、拉杆和拱部顶板，拱部顶板呈拱形并位于水平支撑板上方，拉杆竖向连接在拱部顶板和水平支撑板之间。本发明在隧道箱型结构中增加了拉杆拱结构、纵向暗梁以及底部桩基础的组合结构，工程量小，受力体系明确，并明显提升了结构刚度和稳定性，减小了结构构件尺寸和变形沉降，提高了结构安全性。

技术研发人员：宋艺,刘小刚,李雷,何卫,张帆博,钟思成,张旭珍,罗勇
受保护的技术使用者：中铁第一勘察设计院集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15