一种隧道基底的制作方法

本实用新型涉及隧道工程建设技术领域，具体地涉及到一种隧道基底。

背景技术：

近年来，随着我国铁路运输的发展，铁路隧道建设工程也显得越来越重要，投入运营的隧道工程也越来越多。

目前，铁路隧道基底通常采用混凝土浇筑而成。在运营期，隧道基底常见的病害有分层、开裂、底鼓、下陷、翻浆冒泥、衬砌裂损等病害。这些都严重了影响隧道的安全和正常运营，降低了衬砌结构对围岩的承载能力。同时，铺底和仰拱破损，导致路面变形，从而严重危及行车安全。

隧道病害危害极大，一旦发现病害需要立刻进行治理。隧道病害治理过程中，现有的隧道基底换填和拆换仰拱的施工周期长，施工效率低。此外，对隧道围岩的干扰严重，不仅严重影响了处理后的隧道基底的承载能力，而且施工安全性较差，隧道基底的施工及养护成本高。

技术实现要素：

针对至少一些如上所述的技术问题，本实用新型旨在提出一种隧道基底。该隧道基底采用预制件装配连接而成，预制件设有特定的结构，其安装连接方便，施工方便，且施工效率高。隧道基底的支撑结构能够保证该隧道基底具有良好支撑性能，能够有效减少隧道病害，且隧道基底的维护保养方便。该隧道基底还具有良好的排水性能和密封防水性能。此外，在建造过程，该隧道基底显著减少了施工污染、大大提高了施工效率和质量安全水平，并且有效节约资源，降低了施工和养护成本。

为此，根据本实用新型，提供了一种隧道基底，所述隧道基底包括：设置在隧道底部的仰拱底层，所述仰拱底层包括两个镜像布置于隧道底部的第一仰拱预制块，以及拼装在两个所述第一仰拱预制块之间的第二仰拱预制块；连接在所述仰拱底层上部的预制填充层，所述预制填充层包括两个分别与隧道两侧拱墙底部连接且呈镜像布置的F型预制块；其中，所述预制填充层与所述仰拱底层适配安装，且所述仰拱底层和所述预制填充层沿隧道底部纵向连续设置形成隧道基底。

在一个优选的实施例中，所述第一仰拱预制块包括底板和与所述底板垂直连接的侧板，所述底板的端部设有负锥形连接部。

在一个优选的实施例中，所述第二仰拱预制块的横向两端设有正锥形连接部，所述正锥形连接部与所述负锥形连接部适配安装，以连接所述第一仰拱预制块与所述第二仰拱预制块，从而形成所述仰拱底层。

在一个优选的实施例中，所述底板上设有纵向延伸的第一安装槽，且所述第二仰拱预制块设有纵向延伸的第二安装槽，所述第一安装槽和第二安装槽用于安装所述预制填充层。

在一个优选的实施例中，所述F型预制块包括本体部分，以及与所述本体部分垂直连接且彼此间隔开的第一连接板和第二连接板，且所述本体部分设有纵向延伸的凹槽。

在一个优选的实施例中，在所述第一仰拱预制块的所述侧板的端部设有纵向间隔开分布的凸起，所述凸起适配安装到所述凹槽内，且所述第一连接板和第二连接板分别适配安装到所述第二安装槽和第一安装槽内，从而将所述预制填充层安装到所述仰拱底层上。

在一个优选的实施例中，在隧道的两个侧壁底部且处于所述F型预制块上分别设有沿隧道纵向延伸的排水沟。

在一个优选的实施例中，所述第一、第二仰拱预制块的纵向端面分别设有横向延伸的第一榫槽和第二榫槽，纵向相邻的所述第一仰拱预制块和第二仰拱预制块分别通过所述第一榫槽和第二榫槽形成连接。

在一个优选的实施例中，在所述F型预制块与所述第一仰拱预制块和第二仰拱预制块的连接处均设有抗振垫层。

在一个优选的实施例中，在所述第一仰拱预制块和第二仰拱预制块的内部均设有遇水膨胀的止水带。

附图说明

下面将参照附图对本实用新型进行说明。

图1显示了根据本实用新型的隧道基底的横向截面的示意图。

图2和图3显示了图1所示隧道基底中的第一仰拱预制块的结构。

图4和图5显示了图1所示隧道基底中的第二仰拱预制块的结构。

图6显示了图1所示隧道基底中的仰拱底层纵向连续安装结构的俯视图。

图7和图8显示了图1所示隧道基底中的F型预制块的结构。

图9显示了图1所示隧道基底中的F型预制块纵向连续安装结构的俯视图。

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本实用新型的原理，并且未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。

需要说明的是，在本申请中，将隧道基底的横截面中的水平线方向定义为“横向”，而将隧道的延伸方向定义为“纵向”，将与水平面垂直的方向定义为“竖向”。并且将本申请中使用的方向性用语或限定词“上端”、“下端”等相似用语均是针对所参照的附图而言，它们并不用于限定所涉及零部件的绝对位置，而是可以根据具体情况而变化。

图1显示了根据本实用新型的隧道基底100的横向截面的示意图。如图1所示，隧道基底100安装在隧道200的底部。根据本实用新型，隧道基底100为预制件。隧道基底100包括设置在隧道拱形墙210底部的仰拱底层110，以及连接安装在仰拱底层110上的预制填充层140。仰拱底层110包括两个镜像布置于隧道底部的第一仰拱预制块120，以及拼装在两个第一仰拱预制块120之间的第二仰拱预制块130。预制填充层140包括两个分别与隧道两侧的隧道拱形墙210的底部连接且呈镜像布置的F型预制块150。两个F型预制块150固定连接后形成预制填充层140。预制填充层140与仰拱底层110适配安装，且沿隧道底部纵向连续设置形成隧道基底100。

在一个实施例中，隧道拱形墙210采用C30钢筋混凝土制成。隧道拱形墙210能够有效保证隧道的支撑防护性能。

图2和图3显示了第一仰拱预制块120的结构。如图2和图3所示，第一仰拱预制块120包括用于安装在隧道底部的底板121，以及与底板121垂直连接的侧板122。在底板121的端部设有负锥形连接部，负锥形连接部用于与第二仰拱预制块130适配安装。且在侧板122的端部设有纵向间隔开分布的凸起123，在第一仰拱预制块120的底板121上设有纵向延伸的第一安装槽124，第一安装槽124用于安装连接预制填充层140。凸起123与第一安装槽124用于定位安装预制填充层140。此外，在第一仰拱预制块120上设有用于吊装作业的吊装孔125，吊装孔125竖向贯穿设置在底板121上。在本实施例中，在第一仰拱预制块120的纵向端面上设有第一榫槽126，第一榫槽126沿横向延伸。纵向相邻的第一仰拱预制块120通过第一榫槽126相互连接。第一仰拱预制块120的这种连接方式安装方便，能够有效提高施工效率。

图4和图5显示了第二仰拱预制块130的结构。如图4和图5所示，第二仰拱预制块130构造成矩形板状。在第二仰拱预制块130的横向两端设有正锥形连接部。正锥形连接部与第一仰拱预制块120中的负锥形连接部适配安装，从而连接第一仰拱预制块120与第二仰拱预制块130，以形成仰拱底层110。此外，在第二仰拱预制块130上设有第二安装槽131，第二安装槽131与第一仰拱预制块120上的第一安装槽124共同定位安装预制填充层140。在第二仰拱预制块130的纵向端面上设有第二榫槽132，第二榫槽132沿横向延伸。纵向相邻的第二仰拱预制块130通过第二榫槽132相互连接。第二仰拱预制块130的这种连接方式安装方便，能够有效提高施工效率。

在本实施例中，在第一仰拱预制块120上还设有第一斜螺栓孔127。在第二仰拱预制块130上设有与第一斜螺栓孔127相对应的第二斜螺栓孔133。在第一斜螺栓孔127和第二斜螺栓孔133中安装斜螺栓，以固定连接第一仰拱预制块120和第二仰拱预制块130，从而形成仰拱底层110。在一个实施例中，斜螺栓采用M24的高强度螺栓，强度等级为10.9S，且斜螺栓之间采用M24防松动垫圈。

此外，在第一仰拱预制块120和第二仰拱预制块130上设有纵向贯穿的预应力钢筋孔。在预应力钢筋孔中安装预应力钢筋以连接纵向上相邻的仰拱底层110。由此，纵向上相邻的仰拱底层110采用榫槽连接结合预应力钢筋连接的方式相连接。仰拱底层110的这种连接方式安装方便，能够有效提高安装效率，且有效保证了仰拱底层110在纵向上连接的稳定性。

图6显示了铺设后的仰拱底层110的俯视图。如图6所示，两个第一仰拱预制块120分别拼装连接在第二仰拱预制块130的横向两侧，且通过正、负锥形连接部以及斜螺栓紧固连接形成仰拱底层110。

图7和图8显示了F型预制块150的结构。如图7和图8所示，F型预制块150包括本体部分151，以及设置在本体部分151的一端的第一连接板152，和设置在本体部分151的中部的第二连接板153。第一连接板152和第二连接板153均与本体部分151垂直，且设置在本体部分151的一个端面上。在本体部分151的未设有第一连接板的一端的端面上设有纵向延伸的凹槽155。凹槽155用于与第一仰拱预制块120上的凸起123适配安装。在图8所示实施例中，在第一连接板152上设有四个连接孔154。两个F型预制块150防第一连接板152相对贴合安装，且在连接孔154中安装螺栓以固定连接两个F型预制块150，从而形成预制填充层140。此外，在本体部分151的上、下端面均上设有斜螺栓孔156，斜螺栓孔156用于安装斜螺栓以连接纵向相邻的F型预制块150。F型预制块150的这种连接结构提高了预制填充层140的安装效率，保证了预制填充层140连接的稳定性。

为了保证仰拱底层110的密封防水性能，在仰拱底层110的内部设有遇水膨胀的止水带111。同时，在第一仰拱预制块120与第二仰拱预制块130的连接处设有隔振垫层。隔振垫层还能够调整第一仰拱预制块120与第二仰拱预制块130之间的间隙，从而提高了仰拱底层110之间的拼装精度，有效保证隧道基底100的稳定性能。

在本实施例中，在两个F型预制块150的第一连接板152之间设有抗振垫层。在一个实施例中，抗振垫层采用三元乙丙弹性密封橡胶垫。抗振垫层能够保证预制填充层140的密封防水性能，且能够调整F型预制块150之间的间隙，提高了预制填充层140的拼装精度，进一步保证了隧道基底100的稳定性能。

吊装连接填充层140与仰拱底层110时，两个F型预制块150通过连接螺栓固定连接形成预制填充层140。第一仰拱预制块120的侧板122上的凸起123与F型预制块150的本体部分151上的凹槽155适配安装，且F型预制块150的第一连接板152和第二连接板153，分别适配安装到仰拱底层110的第二安装槽131和第一安装槽124中。由此，完成预制填充层140与仰拱底层110的安装连接，从而形成隧道基底100。在一个实施例中。隧道基底100通过预埋钢筋孔与隧道拱墙210的底部连接。隧道基底100的这种结构使其具有吊装施工方便、施工效率高、安全性能高、易于维护保养等优点。

图9显示了预制填充层140纵向连续安装结构的俯视图。如图9所示，F型预制块150的本体部分151上设有用于吊装作业的吊装孔157。施工时，依次吊装放置两个F型预制块150。两个F型预制块150之间设有抗振垫层，并通过连接螺栓固定连接以形成预制填充层140。

在一个实施例中，第一仰拱预制块120、第二仰拱预制块130和F型预制块150均采用C40钢筋混凝土材料制成。由此，使得仰拱底层110和预制填充层140具有良好的支撑防护性能，有效提高了隧道基底100的支撑性能，提高了隧道基底的安全性能。

根据本实用新型，隧道基底100还设有两个沿隧道纵向延伸的排水沟160。两个排水沟160分别设置在隧道的侧壁的底部且处于F型预制块150的上端。在一个实施例中，排水沟160设有盖板，且均为预制件。优选地，排水沟160以及盖板均采用玻璃纤维增强材料制成。排水沟160能有有效排出隧道内的积水，降低了积水对隧道的影响，减少隧道基底病害的发生，提高了隧道基底100的安全性能。

根据本实用新型，由仰拱底层110与预制填充层140装配式连接的隧道基底100与围岩接触采用5-10cm的精石混凝土找平层结合注浆方式。在一个实施例中，现浇找平层采用C20混凝土材料制成。

根据本实用新型，吊装施工时，先吊装放置仰拱底层110，将第二仰拱预制块130吊装放置在隧道底部的中部，再将第一仰拱预制块120吊装放置在第二仰拱预制块的横向两侧，以拼装形成仰拱底层110，拼装完三环仰拱底层110后，将仰拱底层110与找平层之间的缝隙浇注水泥灌浆料填实。之后，进行每环预制填充层140的吊装放置。依次吊装放置两个F型预制块150，并固定连接两个F型预制块150以拼装形成预制填充层140，从而完成预制填充层140与仰拱底层110之间的适配安装。将三环预制填充层140适配安装到已经安装好的三环仰拱底层110上，从而完成三环隧道基底的铺设施工。且施工中，以三环为一个循环沿隧道纵向连续施工直至隧道基底100铺设完成。

根据本实用新型，在三环隧道基底的吊装放置过程中。待仰拱底层110与预制填充层140拼装完成后，需要先检查仰拱底层110与预制填充层150结构的拼装精度。若满足安装要求，再用定扭气动扳手按预定扭矩紧固所有连接螺栓，初拧扭矩为施工扭矩的50％，以保证仰拱底层110以及榫槽紧密连接在一起。在一个实施例中，每个螺母的施工扭力矩不小于660N·m。在用机动扳手时，拧扳时间持续2s-5s。之后，通过以上方式纵向上依次铺设隧道基底。

在仰拱底层110与预制填充层140的拼装过程中，在仰拱底层110与预制填充层140的纵向、横向以及竖向连接处均设置抗振垫层。由此，仰拱底层110与预制填充层140之间出现的拼装误差可通过抗振垫层调整间隙，从而实现仰拱底层110与预制填充层140之间的拼装精度的控制，同时，实现仰拱底层110与预制填充层140对曲线半径的拟合。在本实施例中，在抗振垫层安装时，应确保抗振垫层与相应平面的角度一致以防止仰拱底层110以及预制填充层140出现高低不平。

根据本实用新型，在隧道基底100的施工过程中，在仰拱底层110及预制填充层140的相应的位置预埋用于测量不同数据的传感器，以监测仰拱底层110及预制填充层140结构的稳定，同时，用于检验在实际施工荷载(包括运输、吊装等实际工作情况)下隧道基底100的底部结构的承载能力。通过传感器检测的数据分析隧道基底100的状况，并采取对应的应对措施，从而能够有效降低隧道基底的病害。

根据本实用新型的隧道基底100，该隧道基底100采用预制件仰拱底层110和预制填充层140装配连接而成，仰拱底层110与预制填充层140具有相适配的连接结构，其安装连接方便，施工方便，且施工效率高。隧道基底100的支撑结构能够保证该隧道基底100具有良好的支撑性能，能够有效减少隧道病害，且隧道基底100的维护保养方便。该隧道基底还具有良好的排水性能和密封防水性能。此外，在施工过程，隧道基底100显著减少了施工污染、大大提高了施工效率和质量安全水平，并且有效节约资源，降低了施工和养护成本。

最后应说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施方案而已，并不构成对本实用新型的任何限制。尽管参照前述实施方案对本实用新型进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。