CN102839980A

CN102839980A - 公路隧道结构及其施工方法

Info

Publication number: CN102839980A
Application number: CN2012103048643A
Authority: CN
Inventors: 张双茁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-08-25
Filing date: 2012-08-25
Publication date: 2012-12-26

Abstract

本发明提供了一种公路隧道结构，包括护拱、沿护拱内侧设置的衬砌、支撑于所述护拱两端的护桩、位于所述护拱内表面与衬砌之间的防水层及连接所述衬砌两端的仰拱，所述仰拱及衬砌之间形成隧道主洞。与现有技术相比，本发明所述的公路隧道结构及施工方法针对土层或砂层地段，取消了锚杆、喷射混凝土和型钢拱架组成的初期支护，具有开挖量小、安全性高的特点，在护拱施工完成后，护拱顶部可立即进行回填石土，缩短了临时边坡的暴露时间，提高了施工安全性，且易于恢复原地貌及植被，运营期间无崩塌、碎落或边坡失稳等危及行车安全的工程病害。

Description

公路隧道结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及公路隧道建造技术，尤其涉及一种公路隧道结构，其适用于洞口部分区段有一定厚度的沙层或土层、洞身部分为石质围岩的公路隧道。

背景技术

隧道是山区公路中克服地形或高程障碍，改善线形、提高车速、缩短里程、节约能源、保护生态环境的重要结构物。地质条件是制约隧道设计施工的决定性因素，隧道穿越地段工程地质条件的优劣直接影响隧道的设计施工难度及工程造价，但随着我国山区高速公路的蓬勃发展，隧道在公路工程中所占的比例也越来越高，由于山区地质条件复杂多变，路线展线较为困难，因此隧道洞口穿越不良地质地段就难以避免。尤其在路线纵坡受到限制，路线从山脚选择隧道方案越岭时，往往会遇到洪冲积粉质粘土、粉砂地层，该地层一般地形平缓，隧道埋深浅，此时，若采用隧道晚进洞、洞口深路堑方案来穿越土层（或沙层），极易造成路堑边坡过高，防护工程量较大的问题，对自然环境破坏极大，边坡的稳定性难以保障，且施工及运营风险较大；若采用传统新奥法进行隧道进洞及暗挖施工，辅助措施较多，施工风险大，设计难度较大。

由此可见，在沙层或土层修建的山岭隧道，采用传统方法设计施工总存在一些不利因素，因此，确有必要提供一种新的公路隧道结构来解决上述技术问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种公路隧道结构及其施工方法，其能减少开挖量，提高安全性，并提高施工效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种公路隧道结构，包括护拱、沿护拱内侧设置的衬砌、支撑于所述护拱两端的护桩、位于所述护拱内表面与衬砌之间的防水层及连接所述圆弧形衬砌两端的仰拱。

作为本技术方案的进一步改进，所述公路隧道结构还包括位于所述护桩与防水层之间的填料层。

作为本技术方案的进一步改进，所述公路隧道结构还包括固定于所述护桩上的锚杆体系，所述锚杆体系安装于所述护桩的内表面，并贯穿所述护桩而锚固于护桩外侧的石土中。

作为本技术方案的进一步改进，所述护拱为圆弧形，其圆弧的角度范围为90-150度。

本发明提供一种公路隧道结构的施工方法，包括如下步骤：

第一、对护拱顶部的石土进行开挖，并对开挖形成的临时边坡进行防护；

第二、依次设置护桩及护拱；

第三、护拱完工后，在护拱顶部回填碎石土；

第四、隧道主洞开挖，并在护桩上设置锚杆体系；

第五、浇筑仰拱，并在护拱内表面上铺设防水层；

第六、利用模筑混凝土沿护拱内侧建造衬砌。

与现有技术相比，本发明所述的公路隧道结构及施工方法具有开挖量小、安全性高的特点，在护拱施工完成后，护拱顶部可立即进行回填石土，缩短了边坡的暴露时间，提高了施工安全性，且易于恢复原地貌及植被，运营期间无崩塌、碎落或边坡失稳等危及行车安全的工程病害。

【附图说明】

图1为本发明所述的公路隧道结构的示意图。

图2为本发明所述的公路隧道结构施工过程的示意图。

【具体实施方式】

请参阅图1所示，本发明提供一种公路隧道结构，包括护拱1、沿护拱1内侧设置的圆弧形衬砌2、支撑于所述护拱1两端的护桩3、位于所述护拱1内表面与衬砌2之间的防水层8、连接所述圆弧形衬砌2两端的仰拱9及位于所述护桩3与防水层8之间的填料层7。

所述护拱1呈拱形，且位于原地面6下方及两侧边坡5之间，所述护拱1的两个末端架设于所述护桩3上，并与所述护桩3共同形成一隧道主洞10，所述护拱1向上拱起并设有一圆弧形内表面，护拱1的设置是用于承载护拱1上方填放的石土，避免坍塌，保障隧道主洞的安全，在本发明最佳实施方式中，所述护拱1为圆弧形，其圆弧的角度范围90-150度。

所述护桩3分别位于所述隧道主洞10的两侧，且呈垂直设置，其顶端用于支撑所述护拱1。为了便于护拱1与护桩3之间有效、稳固的连接，所述护桩3内设有型钢或钢筋笼，并经由混凝土搅拌土、水泥高压旋喷或混凝土浇筑而成。

所述圆弧形衬砌2设置于所述护拱1的圆弧形内表面上，其形状与所述内表面相吻合。

为了实现良好的防水效果，在所述护拱1内表面与衬砌2之间专门设置了防水层8，所述防水层8铺设于所述护拱1的内表面上，用于防止来自护拱1的渗水，保护衬砌2及隧道主洞10内达到防水等级要求。

所述仰拱9位于所述隧道主洞10底部，且仰拱9的两端与所述衬砌2两端连接固定。所述隧道主洞10形成于所述仰拱9与衬砌2内侧。

另外，为了提高隧道的围护体系稳定性，保障施工安全性，降低失稳风险，在本发明最佳实施方式中，所述公路隧道结构还包括设置于所述护桩3上的锚杆体系4，所述锚杆体系4在所述护桩3的内表面开始施做，并贯穿所述护桩3而锚固于护桩3外侧的石土中，如此，使得护桩3的稳固性大大增强，降低了其向隧道内侧坍塌的风险，提高了安全性。

请参阅图2所示，其中图（a）至图（f）为本发明公路隧道结构的施工方法中各个步骤的状态图，以下简要介绍所述施工方法，其具体包括如下步骤：

第一、护拱1上部土体进行开挖，对边坡5进行防护，参图(a)；

第二、依次设置护桩3及护拱1，参图(b)、(c)；

第三、护拱1顶部先期回填碎石土，避免边坡5失稳而对护拱1造成冲击；

第四、隧道主洞10开挖，根据护桩3结构的先期计算结果及量测结果决定是否施做锚杆体系4，请参图(d)；

第五、浇筑仰拱，并在护拱内表面上铺设防水层，请参图(e)；

第六、利用模筑混凝土浇筑衬砌2。

综上所述，与传统路堑方案相比，本发明仅护拱顶部两侧土体进行开挖及临时防护，开挖量小，同时护拱施工完成后，拱顶可立即进行回填，缩短了临时边坡暴露时间，提高了施工安全性，且易于恢复原地貌及植被，运营期间无崩塌、碎落或边坡失稳等危及行车安全的工程病害。而与传统隧道暗挖施工相比，本发明的隧道主洞开挖在护拱及护桩结构的保护下进行，可避免塌方、掌子面失稳等事故的发生，施工安全有保障，同时，隧道主洞可采用台阶法进行开挖，主洞无须设置临时支护及超前支护措施，提高了工作效率，所述衬砌可根据洞顶回填土厚度依照安全储备或特殊承载机构进行设计确定。

以上所述，仅是本发明的最佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的方法内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，均属于权利要求书保护的范围。

Claims

1.一种公路隧道结构，其特征在于：包括护拱、沿护拱内侧设置的衬砌、支撑于所述护拱两端的护桩、位于所述护拱内表面与衬砌之间的防水层及连接所述衬砌两端的仰拱，所述仰拱及衬砌之间形成隧道主洞。

2.根据权利要求1所述的公路隧道结构，其特征在于：所述公路隧道结构还包括位于所述护桩与防水层之间的填料层。

3.根据权利要求2所述的公路隧道结构，其特征在于：所述公路隧道结构还包括固定于所述护桩上的锚杆体系，所述锚杆体系安装于所述护桩的内表面，并贯穿所述护桩而锚固于护桩外侧的石土中。

4.根据权利要求3所述的公路隧道结构，其特征在于：所述护拱为圆弧形，其圆弧的角度范围为90-150度。

5.一种公路隧道结构的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

第二、依次设置护桩及护拱；

第三、护拱完工后，在护拱顶部回填碎石土；

第四、隧道主洞开挖，并在护桩上设置锚杆体系；

第五、浇筑仰拱，并在护拱内表面上铺设防水层；

第六、利用模筑混凝土沿护拱内侧建造衬砌。