输水隧洞衬砌结构及输水隧洞施工方法与流程

本发明涉及水利工程，尤其是涉及一种输水隧洞衬砌结构及输水隧洞施工方法。

背景技术：

1、敞开式tbm施工掘进速度快、对不同地质情况适应性较强，在长大隧道施工中应用广泛。tbm快速掘进过程中，二次衬砌可同步施工，可充分利用施工时间，进而缩短工期。为实现同步衬砌，隧洞混凝土衬砌结构大致有三种情况：（1）仰拱与边顶拱均采用现浇钢筋混凝土结构；（2）仰拱采用预制结构，边顶拱采用钢筋混凝土现浇，在预制仰拱块植筋作为连接筋；（3）仰拱采用预制结构，边顶拱采用钢筋混凝土现浇，在预制仰拱块表面预埋套拱连接。仰拱若采用现浇钢筋混凝土结构，tbm掘进与现浇仰拱施工交叉干扰大，施工效率低，且仰拱衬砌施工空间不足、底部空间狭小、劳动强度大，施工质量难以保证。采用预制仰拱结构时，若在预制仰拱块植筋作为连接筋，连接筋无法与预制仰拱内部钢筋连接，造成抗拉拔力较小，预制仰拱与现浇衬砌之间存在受力薄弱点；若在预制仰拱块表面预埋钢筋套筒连接，机械连接接头均位于同一断面，无法满足受力钢筋机械连接接头宜相互错开、钢筋机械连接接头连接区段的长度，以及位于同一连接区段内的纵向受拉钢筋接头面积百分率不宜过大的技术要求。由此可见，现有的输水隧洞衬砌结构存在受力薄弱位置，结构强度难以满足技术要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种输水隧洞衬砌结构及输水隧洞施工方法，以缓解现有技术中输水隧洞衬砌结构存在受力薄弱位置、结构强度差的技术问题。

2、第一方面，本发明提供的输水隧洞衬砌结构，包括：预制仰拱和边顶拱衬砌；

3、所述预制仰拱两侧分别连接有钢筋套筒组；

4、所述预制仰拱与所述边顶拱衬砌沿环向设置，所述边顶拱衬砌两侧分别具有沿所述边顶拱衬砌的环向受力的多根边顶拱钢筋；

5、多根所述边顶拱钢筋分别插设于所述钢筋套筒组。

6、结合第一方面，本发明提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述钢筋套筒组包括：多个第一钢筋套筒和多个第二钢筋套筒；

7、多个所述第一钢筋套筒和多个所述第二钢筋套筒交替且间隔设置；

8、所述第一钢筋套筒与所述预制仰拱内表面的间距小于所述第二钢筋套筒与所述预制仰拱内表面的间距。

9、结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，任意相邻的两个所述第一钢筋套筒间距为400mm～500mm，任意相邻的两个所述第二钢筋套筒间距为400mm～500mm。

10、结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述第二钢筋套筒与所述预制仰拱内表面的间距为35d，其中，d为环向受力的边顶拱钢筋31的直径。

11、结合第一方面，本发明提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述预制仰拱与所述边顶拱衬砌之间浇筑有矮边墙。

12、结合第一方面，本发明提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述预制仰拱内部接合有多根仰拱钢筋，多根所述仰拱钢筋间隔设置，且多根所述仰拱钢筋分别插设于所述钢筋套筒组内。

13、结合第一方面，本发明提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述预制仰拱的内表面设有多个道钉孔，多个所述道钉孔间隔设置；

14、所述预制仰拱内侧浇筑有三期并缝混凝土。

15、第二方面，本发明提供的输水隧洞施工方法，包括以下步骤：

16、安装预制仰拱，所述预制仰拱两侧分别连接有钢筋套筒组；

17、向所述预制仰拱的底部灌注水泥砂浆；

18、浇筑形成边顶拱衬砌，并使所述边顶拱衬砌两侧具有沿所述边顶拱衬砌的环向受力的多根边顶拱钢筋，使多根所述边顶拱钢筋分别插设于所述钢筋套筒组。

19、结合第二方面，本发明提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述输水隧洞施工方法还包括：

20、在所述浇筑形成所述边顶拱衬砌之前，在所述预制仰拱的两侧浇筑形成矮边墙；

21、在所述浇筑形成所述边顶拱衬砌时，所述矮边墙接合在所述预制仰拱与所述边顶拱衬砌。

22、结合第二方面，本发明提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述输水隧洞施工方法还包括：在所述预制仰拱的内侧浇筑三期并缝混凝土。

23、本发明实施例带来了以下有益效果：采用预制仰拱两侧分别连接有钢筋套筒组，预制仰拱与边顶拱衬砌沿环向设置，边顶拱衬砌两侧分别具有沿边顶拱衬砌的环向受力的多根边顶拱钢筋，多根边顶拱钢筋分别插设于钢筋套筒组，可以改善预制仰拱和边顶拱衬砌的受力特性，达到整体受力的效果，输水隧洞衬砌结构更加安全可靠。

24、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种输水隧洞衬砌结构，其特征在于，包括：预制仰拱（1）和边顶拱衬砌（3）；

2.根据权利要求1所述的输水隧洞衬砌结构，其特征在于，任意相邻的两个所述第一钢筋套筒（11）间距为400mm～500mm，任意相邻的两个所述第二钢筋套筒（12）间距为400mm～500mm。

3.根据权利要求1所述的输水隧洞衬砌结构，其特征在于，所述第二钢筋套筒（12）与所述预制仰拱（1）内表面的间距为35d，其中，d为环向受力的边顶拱钢筋（31）的直径。

4.根据权利要求1所述的输水隧洞衬砌结构，其特征在于，所述预制仰拱（1）与所述边顶拱衬砌（3）之间浇筑有矮边墙（2）。

5.根据权利要求1所述的输水隧洞衬砌结构，其特征在于，所述预制仰拱（1）内部接合有多根仰拱钢筋（13），多根所述仰拱钢筋（13）间隔设置，且多根所述仰拱钢筋（13）分别插设于所述钢筋套筒组内。

6.根据权利要求1所述的输水隧洞衬砌结构，其特征在于，所述预制仰拱（1）的内表面设有多个道钉孔（14），多个所述道钉孔（14）间隔设置；

7.一种输水隧洞施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的输水隧洞施工方法，其特征在于，所述输水隧洞施工方法还包括：

9.根据权利要求7所述的输水隧洞施工方法，其特征在于，所述输水隧洞施工方法还包括：

技术总结
本发明提供了一种输水隧洞衬砌结构及输水隧洞施工方法，涉及水利工程技术领域，本发明提供的输水隧洞衬砌结构，包括：预制仰拱和边顶拱衬砌；预制仰拱两侧分别连接有钢筋套筒组；预制仰拱与边顶拱衬砌沿环向设置，边顶拱衬砌两侧分别具有沿边顶拱衬砌的环向受力的多根边顶拱钢筋；多根边顶拱钢筋分别插设于钢筋套筒组。本发明提供的输水隧洞衬砌结构及输水隧洞施工方法，可以改善预制仰拱和边顶拱衬砌的受力特性，达到整体受力的效果，输水隧洞衬砌结构更加安全可靠，确保快速掘进和同步二次衬砌，缩短工期，提高施工效率，在敞开式TBM隧洞开挖建设领域可进一步推广使用。

技术研发人员：王盟,杨健,尹志强,徐苏晨,肖鹏举,谭政,朱成冬,刘君健,凃晓霞,元捷衡,谭宇静,邓卓然,黄冀,蒋光灿,杨涛
受保护的技术使用者：中水珠江规划勘测设计有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/17