一种用于明挖隧道的闭合框架及其制造方法与流程

本发明属于工程领域，具体涉及到一种用于明挖隧道的闭合框架及其制造方法。

背景技术：

1、地下道路工程是指在地下挖掘建设的道路，常用于城市交通拓展或是解决交通拥堵问题。按照施工方法，地下道路工程可分为明挖法和暗挖法两大类。

2、其中明挖法是指在地面上开辟出明显的施工口，直接对地下道路进行开挖施工，具有结构受力简单、施工技术成熟、施工安全性高及施工成本低等显著优点，因此在地下道路工程中得到广泛应用。

3、常规的明挖隧道结构形式常为矩形闭合框架结构形式或折板结构形式，均为封闭式结构，即完全封闭在地下的隧道。隧道根据长度可分为短隧、中隧、长隧和特长隧，除各别短隧外，其他类型隧道均需采用机械通风或排烟。封闭式结构虽然结构形式简单，且能满足功能、安全等要求，但也存在以下局限性：

4、(1)通风和照明困难：封闭式隧道的内部空间相对较为封闭，通风和照明较为困难，需要额外的通风和照明系统来确保隧道内的空气质量和可见性。

5、(2)成本高：封闭式隧道由于需要进行完整的封闭结构建设，包括地下墙壁、顶板、底板等，造价通常较高。特别是在地质条件复杂的区域，还需要采取更多的支护措施，增加了施工成本。除各别短隧外，其他类型隧道在通风、排烟、照明等方面完全依赖风机、照明设施等耗能设备，进一步增加了工程投资。

6、(3)对环境影响较大：封闭式隧道建设需要进行大量的地下挖掘和支护，会对周边环境产生较大的影响，如噪音、振动、扬尘等，可能对附近居民和生态环境造成不利影响。同时，赖风机、照明设施等设备的使用造成了过多的能源消耗，增加了碳排放，对环保不利。

7、(4)施工周期较长：封闭式隧道的建设涉及复杂的施工工序和技术，需要花费较长的时间来完成。在城市交通拥堵较为严重的情况下，长时间的施工可能会进一步加剧交通问题。

8、(5)维护困难：封闭式隧道的内部结构通常难以直接观察和检修，一旦出现问题，维护和修复可能较为困难。

9、(6)可能产生交通拥堵：封闭式隧道的建设可能需要在交通繁忙的区域进行，导致施工期间交通拥堵，影响周边交通流畅。

10、目前，在“双碳”战略目标下，国家大力倡导绿色、低碳、环保的理念。因此，亟待一种节能减排的用于明挖隧道的闭合框架及其制造方法，以带来更好的社会、经济和环保效益。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种用于明挖隧道的闭合框架及其制造方法，其能够解决上述技术问题。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种用于明挖隧道的闭合框架。该用于明挖隧道的闭合框架包括：底板1，位于隧道的地面；相互平行的第一侧墙和第二侧墙2，分别位于该隧道的侧壁；多根中柱3，分别自该底板1向上延伸，其中该中柱3的位置连线平行于该第一侧墙2和该第二侧墙2；由相互垂直的横梁4和纵梁5组成的框架，位于该第一侧墙2、该第二侧墙2和该多根中柱3的上端，用于支撑顶板6。

3、优选地，该纵梁5均平行于该隧道的地面且平行于该第一侧墙2和该第二侧墙2，并且将该第一侧墙2和该第二侧墙2之间的距离划分成中间部和相互对称的两侧部，其中该中间部的宽度至少满足该隧道的通风和绿化要求，该两侧部的宽度为d1；该横梁4均平行于该隧道的地面且垂直于该第一侧墙2和该第二侧墙2，并且从该隧道的一端分布至另一端，该横梁4将该隧道划分成隧道中部和相互对称的隧道端部，其中该隧道中部的长度为d2，该隧道端部的长度为d3；其中，d3≤d2≤d1。

4、优选地，该纵梁5的数目为偶数m，将该横梁4划分成m+1个分段；该中柱3的列数为奇数n，n≤m，其位置的连线将该第一侧墙2与该第二侧墙2之间的距离划分成该中间部和相互对称的n个分距；n列该中柱3中的中间列该中柱3支撑于该中间部的中点，n列该中柱3中的其余列该中柱3支撑于该横梁4和该纵梁5的交叉点。

5、优选地，该中柱3为一列，其位置的连线与该第一侧墙2之间的距离等于该连线与该第二侧墙2之间的距离，该中柱3支撑于该中间部的中点。

6、优选地，该纵梁5的数目为偶数m，将该横梁4划分成m+1个分段；该中柱3的列数为偶数n，n≤m，其位置的连线将该第一侧墙2与该第二侧墙2之间的距离划分成两个该中间部和相互对称的n-1个分距；n列该中柱3中的第n/2列和第n/2+1列该中柱3支撑于两个该中间部的中点，n列该中柱3中的其余列该中柱3支撑于该横梁4和该纵梁5的交叉点。

7、优选地，该中柱3为两列，分别支撑于两个该中间部的中点。

8、优选地，该纵梁5的数目为奇数p，将该横梁4划分成p+1个分段；该中柱3的列数为奇数q，q≤p，其位置的连线将该第一侧墙2与该第二侧墙2之间的距离划分成该中间部和相互对称的q个分距；q列该中柱3中的中间列该中柱3支撑于位于中间的该纵梁5，q列该中柱3中的其余列该中柱3支撑于p个该纵梁5中的其余该纵梁5。

9、优选地，该纵梁5的数目为奇数p，将该横梁4划分成p+1个分段；该中柱3为一列，其位置的连线与该第一侧墙2之间的距离等于该连线与该第二侧墙2之间的距离；该中柱3支撑于位于中间的该纵梁5。

10、优选地，从该隧道的一端分布至另一端的该横梁4的数目使得d3＝d2。

11、根据本发明的另一个方面，提供了一种用于明挖隧道的闭合框架的制造方法，包括：浇筑底板1；在该底板1上浇筑侧墙2和中柱3，其中该中柱3的位置连线平行于该第一侧墙2和该第二侧墙2；在该侧墙2和中柱3上浇筑横梁4、纵梁5和顶板6，其中该横梁4和该纵梁5相互垂直。

12、本发明提供了一种用于明挖隧道的闭合框架及其制造方法。该用于明挖隧道的闭合框架包括：底板1，位于隧道的地面；相互平行的第一侧墙和第二侧墙2，分别位于该隧道的侧壁；多根中柱3，分别自该底板1向上延伸，其中该中柱3的位置连线平行于该第一侧墙2和该第二侧墙2；由相互垂直的横梁4和纵梁5组成的框架，位于该第一侧墙2、该第二侧墙2和该多根中柱3的上端，用于支撑顶板6。提供了一种用于明挖隧道的闭合框架及其制造方法。本发明提供的用于明挖隧道的闭合框架及其制造方法，能够使该闭合框架有效分担地层和岩石的压力，防止隧道结构塌陷，确保隧道的稳定性和安全性，可以在明挖隧道施工过程中提供强有力的结构支撑。同时，本发明在满足行车功能前提下，结构样式新颖美观，既可以节约工程投资，又可以在通风、排烟、照明等方面降低设施投入，大大降低了能源的消耗，充分践行了绿色、低碳、环保的理念。

技术特征：

1.一种用于明挖隧道的闭合框架，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的闭合框架，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的闭合框架，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的闭合框架，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的闭合框架，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的闭合框架，其特征在于，

7.根据权利要求2所述的闭合框架，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的闭合框架，其特征在于，

9.根据权利要求2至8中任一项所述的闭合框架，其特征在于，从所述隧道的一端分布至另一端的所述横梁(4)的数目使得d3＝d2。

10.一种用于权利要求1至9中任一项所述的闭合框架的制造方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种用于明挖隧道的闭合框架及其制造方法。该用于明挖隧道的闭合框架包括：底板1，位于隧道的地面；相互平行的第一侧墙和第二侧墙2，分别位于该隧道的侧壁；多根中柱3，分别自该底板1向上延伸，其中该中柱3的位置连线平行于该第一侧墙2和该第二侧墙2；由相互垂直的横梁4和纵梁5组成的框架，位于该第一侧墙2、该第二侧墙2和该多根中柱3的上端，用于支撑顶板6。本发明提供的用于明挖隧道的闭合框架及其制造方法，能够使该闭合框架有效分担地层和岩石的压力，防止隧道结构塌陷，确保隧道的稳定性和安全性，可以在明挖隧道施工过程中提供强有力的结构支撑。

技术研发人员：李建林,刘世行,周长林,吴金刚,郭淞,王浩春,张金波,李婧,张智航,孙烨,祁亚雄
受保护的技术使用者：北京市市政工程设计研究总院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15