CN103573272A - 隧底软弱地层动静荷载分离隧道结构 - Google Patents

Abstract

隧底软弱地层动静荷载分离隧道结构，以有效解决底软弱地层隧道基础沉降的技术难题，避免隧底翻浆冒泥，同时最大限度的减少工程投资，并减少施工期间的安全隐患。它包括初期支护（10）、二次衬砌（20）和铺设于二次衬砌（20）内的轨道板（30），以及其下部穿过软弱地层（2）嵌固于基岩（1）的桩基（32）。所述轨道板（30）下设置有钢筋混凝土支撑板（31），桩基（32）的上部延伸入二次衬砌（20）内其顶端与筋混凝土支撑板（31）固结为一体。

Description

隧底软弱地层动静荷载分离隧道结构

技术领域

本发明涉及铁路隧道结构，特别涉及一种能有效地解决隧道基础沉降问题的隧底软弱地层动静荷载分离隧道结构。

背景技术

软弱围岩在列车动载作用下会出现隧底翻浆冒泥、隧底结构破损等病害，严重威胁衬砌结构和运营安全。

随着我国高速铁路的迅速发展，无碴轨道大量应用于工程实际，铺设无碴轨道段对隧道基础工后沉降值要求极高，《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》中要求“隧道基础工后沉降值不应大于15mm”。常规的隧底围岩采用旋喷桩、钢花管注浆等加固措施尚不能满足上述要求。

对隧底软弱地层的处理，常规的处理方法是在施做仰拱之前进行隧底处理，处理完成后施做仰拱及二衬。由于隧道围岩荷载很大，故传递到隧底的荷载较大，为保证隧道基础工后沉降满足要求，处理的工程代价通常较高。

隧道穿越围岩稳定性较差时，若采用先处理基底再施做二衬的方式，勘察、处理周期较长，初期支护易变形、失稳，施工中极易发生塌方、关门事故，对施工人员生命安全造成重大危害的风险极大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种隧底软弱地层动静荷载分离隧道结构，以有效解决底软弱地层隧道基础沉降的技术难题，避免隧底翻浆冒泥，同时最大限度的减少工程投资，并减少施工期间的安全隐患。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的隧底软弱地层动静荷载分离隧道结构，包括初期支护、二次衬砌和铺设于二次衬砌内的轨道板，以及其下部穿过软弱地层嵌固于基岩的桩基，其特征是：所述轨道板下设置有钢筋混凝土支撑板，桩基（的上部延伸入二次衬砌内其顶端与筋混凝土支撑板固结为一体。

本发明的有益效果是，由桩基和筋混凝土支撑板构成的道床支承结构与隧道衬砌结构分离，动荷载（轨道及轨道板自重、列车荷载等）由道床支承结构承担，工后沉降得以严格控制，符合无碴轨道铺设条件要求；静荷载（围岩荷载、初期支护、二次衬砌、沟槽及仰拱填充自重等）由天然地基或改良后的复合地基承担，列车荷载未作用到衬砌结构，从而避免隧底翻浆冒泥、隧底结构破损等病害；由于道床支承结构是在衬砌结构完成后施做，避免了因隧底处理造成衬砌结构不能及时封闭带来的安全隐患；由于复合地基或天然地基需满足承载力要求，沉降可不做严格限制，处于可控制状态即可，因此可最大限度的减少工程投资。

附图说明

本说明书包括如下三幅附图：

图1是本发明隧底软弱地层动静荷载分离隧道结构的横断面图；

图2是本发明隧底软弱地层动静荷载分离隧道结构纵断面图；

图3是本发明隧底软弱地层动静荷载分离隧道结构中隧底处预留孔的大样图。

图中示出构件、部位及所对应的标记：基岩1、软弱地层2、初期支护10、二次衬砌20、仰拱21、套管21a、加强钢筋21b、仰拱填充层22、轨道板30、钢筋混凝土支撑板31、桩基32。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

参照图1和图2，本发明的隧底软弱地层动静荷载分离隧道结构，包括初期支护10、二次衬砌20和铺设于二次衬砌20内的轨道板30，以及其下部穿过软弱地层2嵌固于基岩1的桩基32。所述轨道30下设置有钢筋混凝土支撑板31，桩基32的上部延伸入二次衬砌20内其顶端与固结为一体。

本发明使隧道结构动荷载、静荷载相分离。由桩基32和筋混凝土支撑板31构成的道床支承结构与隧道衬砌结构分离，动荷载（轨道及轨道板自重、列车荷载等）由道床支承结构承担，工后沉降得以严格控制，符合无碴轨道铺设条件要求。围岩荷载、初期支护10、二次衬砌20、沟槽及仰拱填充层22自重等静荷载由天然地基或改良后的复合地基承担列车荷载未作用到衬砌结构，从而避免隧底翻浆冒泥、隧底结构破损等病害，同时由于复合地基或天然地基需满足承载力要求，沉降可不做严格限制，处于可控制状态即可，因此可最大限度的减少工程投资。

参照图1和图3，所述二次衬砌20的仰拱21具有供桩基32穿过的预留孔21a。即道床支承结构是在衬砌结构完成后施做，可避免因隧底处理造成衬砌结构不能及时封闭带来的安全隐患。仰拱21及仰拱填充层22浇注时需预留预留孔，通常预留孔为竖向穿透仰拱21和仰拱填充层22的套管21a，套管21a的内径比桩基32的桩径适当加大，仰拱21内在套管21a周边设置加强钢筋21b。

参照图1，钢筋混凝土支撑板31的板宽应与轨道板30的宽度一致，桩基32的间距、桩径和钢筋混凝土支撑板31的厚度应经过计算确定并结合现场实际合理确定。通常，桩径及桩间距应结合仰拱22处初期支护10的钢架间距布置，尽量不与钢架位置发生冲突，钢筋混凝土支撑板31的厚度的厚度应不大于仰拱填充层22的厚度。桩的钢筋需伸入钢筋混凝土支撑板31中，其锚固长度满足相关规范要求。

以上所述只是用图解说明本发明控制隧道基础沉降的动静荷载分开的结构型式的一些原理及功能，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

Claims (3)

1.隧底软弱地层动静荷载分离隧道结构，包括初期支护（10）、二次衬砌（20）和铺设于二次衬砌（20）内的轨道板（30），以及其下部穿过软弱地层（2）嵌固于基岩（1）的桩基（32），其特征是：所述轨道板（30）下设置有钢筋混凝土支撑板（31），桩基（32）的上部延伸入二次衬砌（20）内其顶端与筋混凝土支撑板（31）固结为一体。

2.如权利要求1所述的隧底软弱地层动静荷载分离隧道结构，其特征是：所述二次衬砌（20）的仰拱（21）具有供桩基（32）穿过的预留孔。

3.如权利要求1所述的隧底软弱地层动静荷载分离隧道结构，其特征是：所述预留孔为竖向穿透仰拱（21）和仰拱填充层（22）的套管（21a），仰拱（21）内在套管（21a）周边设置加强钢筋（21b）。

Images