CN108729927B - 一种既有隧道改扩建为连拱隧道的中隔墙修建方法 - Google Patents
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Abstract
一种既有隧道改扩建为连拱隧道的中隔墙修建方法,包括以下步骤：S1、破除路面、拱底开挖；S2、中隔墙基础处理，架设锚杆、注浆；S3、浇筑基础，待基础达到强度要求时凿毛基础表面；S4、错缝拼装中隔墙；S5、中隔墙顶部施做防水层；本发明具有能加快隧道施工进度、同时解决中隔墙顶部的积水问题的优点，可推广应用到隧道建设领域。
Description
技术领域
本发明属于隧道工程建设技术领域，具体涉及到一种既有隧道改扩建为连拱隧道的中隔墙修建方法。
背景技术
近年来，我国公路隧道发展迅猛，截至2016年我国公路隧道已达15181处、总里程14039.7km，但是前期建设的公路隧道一些问题也逐渐暴露出来。其中很多隧道出现了现阶段的通行能力远远满足不了目前交通量的问题，因其建设时所处的经济环境相对不发展，加之设计时考虑问题不充分，设计时往往存在一定的时代局限性，导致后期的通行量超过了设计交通量。对于道路的拥堵问题在一定程度上限制了地区经济发展，解决此问题一般会通过公路改扩建来满足目前及未来的交通量。公路隧道改扩建的方式可分为三种：第一种为原隧道扩挖形成大断面隧道；第二种是在原隧道周边重新选址修建小净距或分离式隧道；第三种则是在原隧道基础上扩挖修建连拱隧道。在工程地质及空间满足的条件下，方式一施工风险小，优先考虑，但在空间条件比较苛刻的条件下，方式二三是比较好的方法，方式二断面较大，对于工程地质要求高于方式三，相比较而言方式三是比较切实可行的。
既有隧道改扩建为连拱隧道类似于新建的连拱隧道，不同之处在于改扩建隧道是把已建好的隧道作为中导洞。对于一般的连拱隧道中隔墙是现场浇筑成形的，施工速度较慢，且混凝土的浇筑质量难以保证。同时，中隔墙顶部积水问题是连拱隧道的长期以来的通病，顶部积水容易造成衬砌出现渗漏水，从而影响行车安全，而且积水渗入衬砌容易造成衬砌钢筋锈蚀，使衬砌的结构安全性降低。
装配式衬砌可实现工厂化预制，养护条件可严格控制，因而衬砌质量能达到预先设计要求。另一方面，如隧道施工中使用装配式衬砌，隧道的修建和衬砌的预制往往可平行进行，不会存在施工过程中的相互制约，此种方法将大大提高隧道的施工进度和施工质量。
综上，既有隧道改扩建为连拱隧道时，可采用中隔墙预制块拼装的方式修建，此方法不但大大缩短工期，保证施工质量，而且可解决长期以来困扰设计人员中隔墙顶部积水、渗漏水问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种能加快隧道施工进度、同时解决中隔墙顶部的积水问题的既有隧道改扩建为连拱隧道的中隔墙修建方法。
解决上述技术问题采用的技术方案是包括以下步骤：
S1、破除路面、拱底开挖；
S2、中隔墙基础处理，架设锚杆、注浆；
S3、浇筑基础，待基础达到强度要求时凿毛基础表面；
S4、错缝拼装中隔墙；
S5、中隔墙顶部施做防水层；
本发明步骤S1为：在既有隧道轮廓两侧开挖新建隧道，新建隧道依次施做新建隧道初支、新建隧道防水板、新建隧道二次衬砌、新建隧道中心排水沟、新建隧道横向排水管、新建隧道纵向排水管。
本发明的步骤S4为：在中隔墙基础结构上铺设第一块体，第一块体上表面设置有中隔墙底部排水沟，中隔墙底部排水沟通过横向排水管与新建隧道中心排水沟相连通，第一块体上表面铺设第二块体，第二块体上表面铺设第三块体，第三块体上表面铺设第四块体，穿透第一块体、第二块体、第三块体、第四块体设置有中隔墙竖向排水管；所述的第一块体、第二块体、第三块体、第四块体根据中隔墙结构设计进行预制。
本发明的相邻第一块体相互颠倒排列。
本发明的第一块体为：第一块体本体底部中心对称加工有第一卯榫连接凹槽、顶部居中加工有中隔墙底部排水沟，第一块体本体顶部一侧加工有与中隔墙底部排水沟相连通的块体横向排水沟，横向排水管安装在块体横向排水沟内，第一块体本体顶部中心对称加工有第一卯榫连接凸起。
本发明的第二块体为：第二块体本体底部中心对称加工有第二卯榫连接凹槽，第二卯榫连接凹槽与第一卯榫连接凸起相配合，第二块体本体顶部中心对称加工有第二卯榫连接凸起、中心位置间隔加工有第二竖向排水沟，中隔墙竖向排水管安装在第二竖向排水沟内。
本发明的第三块体为：第三块体本体底部中心对称加工有第三卯榫连接凹槽，第三卯榫连接凹槽与第二卯榫连接凸起相配合，第三块体本体顶部中心对称加工有第三卯榫连接凸起、前侧中心位置间隔加工有第三竖向排水沟，中隔墙竖向排水管安装在第三竖向排水沟内。
本发明的第四块体为：第四块体本体底部中心对称加工有第四卯榫连接凹槽，第四卯榫连接凹槽与第三卯榫连接凸起相配合，第四块体本体顶部中心对称加工有中隔墙顶部排水沟，中隔墙顶部排水沟内居中间隔加工有第四竖向排水沟，中隔墙竖向排水管安装在第四竖向排水沟内。
本发明的第二竖向排水沟、第三竖向排水沟、第四竖向排水沟的中心线位于同一竖直平面内。
本发明的步骤S5为：中隔墙顶部排水沟上部覆盖打孔钢板，之后填充25cm～35cm厚碎石，空洞部分填充混凝土；所述的打孔钢板的截面形状为梯形结构，梯形结构上错位加工有排水孔，排水孔的孔径大于碎石的最小粒径。
本发明相比于现有技术具有以下优点：
1、在既有隧道改扩建为连拱隧道时，既有隧道提供了足够的施工空间，在此基础上将传现浇中隔墙改为预制块拼装的方式，预制块可通过工厂预制，严格的养护条件是现场浇筑无法保证的，因此预制块具有较好的品质。
2、中隔墙不免会受到侧向力，因此块体拼装采用错缝拼装的方式，加强中隔墙的整体刚度，同时，拼装块体上下连接采用卯榫形式，相当于设置了剪力键，用于防止中隔墙在受到侧向力时出现的较大剪力而失稳。
3、传统的中隔墙顶部的大量积水可能造成衬砌受到的水压力过大，进而导致衬砌开裂，出现渗漏水，严重影响行车安全，因此对于中隔墙顶部的积水问题，主要基于以排为主的思想，初支与二次衬砌之间设置有防水板可将积水引流至中隔墙顶部排水沟，水流经中隔墙竖向排水管、中隔墙底部排水沟、横向排水管、新建隧道中心排水沟等，直至排出洞外。
附图说明
图1是本发明的断面结构示意图。
图2是本发明的立体结构示意图。
图3是中隔墙14立体结构示意图。
图4是第一块体14-1的结构示意图。
图5是第二块体14-2的结构示意图。
图6是第三块体14-3的结构示意图。
图7是第四块体14-4的结构示意图。
图8是打孔钢板15的结构示意图。
图9是本发明的施工流程图。
图中：1、既有隧道轮廓；2、新建隧道二次衬砌；3、新建隧道初支；4、新建隧道防水板；5、新建隧道中心排水沟；6、新建隧道横向排水管；7、新建隧道纵向排水管；8、横向排水管；9、中隔墙底部排水沟；10、中隔墙竖向排水管；11、中隔墙顶部排水沟；12、碎石层；13、混凝土；14、中隔墙；15、打孔钢板；a、排水孔；14-1、第一块体；14-2、第二块体；14-3、第三块体；14-4、第四块体；14-1-1、第一卯榫连接凸起；14-1-2、块体横向排水沟；14-1-3、第一卯榫连接凹槽；14-1-4、第一块体本体；14-2-1、第二卯榫连接凹槽；14-2-2、第二卯榫连接凸起；14-2-3、第二竖向排水沟；14-2-4、第二块体本体；14-3-1、第三卯榫连接凸起；14-3-2、第三竖向排水沟；14-3-3、第三卯榫连接凹槽；14-3-4、第三块体本体；14-4-1、第四竖向排水沟；14-4-2、第四卯榫连接凹槽；14-4-3、第四块体本体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
在图1、2、3、9中，本发明一种既有隧道改扩建为连拱隧道的中隔墙修建方法,包括以下步骤：
S1、破除路面、拱底开挖；在既有隧道轮廓1两侧开挖新建隧道，新建隧道依次施做新建隧道初支3、新建隧道防水板4、新建隧道二次衬砌2、新建隧道中心排水沟5、新建隧道横向排水管6、新建隧道纵向排水管7。
S2、中隔墙14基础处理，架设锚杆、注浆，保证中隔墙14地基稳定；
S3、浇筑基础，待基础达到强度要求时凿毛基础表面；
S4、错缝拼装中隔墙14；依次按照第一块体14-1、第二块体14-2、第三块体14-3、第四块体14-4的顺序错缝拼装中隔墙14，砌筑采用的砂浆强度高于预制块体强度1～2级，预制中隔墙第一块体14-1、第二块体14-2、第三块体14-3、第四块体14-4时需严格保证养护条件，养护时间不低于设计要求；
本步骤中：在中隔墙14基础结构上依次铺设第一块体14-1，第一块体14-1上表面加工有中隔墙底部排水沟9，中隔墙底部排水沟9通过横向排水管8与新建隧道中心排水沟5相连通，第一块体14-1上表面铺设第二块体14-2，第二块体14-2上表面铺设第三块体14-3，第三块体14-3上表面铺设第四块体14-4，穿透第一块体14-1、第二块体14-2、第三块体14-3、第四块体14-4安装有中隔墙竖向排水管10；其中为了保证拼装中隔墙的整体性和拼装施工的可行性，块体不宜过大或过小，综合考虑下，第一块体14-1的尺寸为1×1.5m、第二块体14-2的尺寸为1.5×1.5m、第三块体14-3尺寸为1.5×1.5m、第四块体14-4的尺寸为1.3×1.5m；第一块体14-1、第二块体14-2、第三块体14-3、第四块体14-4的外形结构根据中隔墙14的位置设计。
中隔墙14主要是承受隧道的上部荷载，但同时也可能出现侧向荷载，为防止中隔墙在侧向荷载下发生侧向移动，中隔墙14块体之间采用卯榫连接，大大增强中隔墙14整体性，同时拼装第一块体14-1时，凿毛基底混凝土表面；拼装时采用强度不低于M10的砂浆进行砌筑，且砂浆强度不应低于混凝土预制块强度；预制块体时，内部排水通道与块体一次成型，具体方法是在预制块浇筑混凝土时***Φ50mm的PVC管。
在图4～7中，本实施例的相邻第一块体14-1相互颠倒排列，第一块体14-1由第一卯榫连接凸起14-1-1、块体横向排水沟14-1-2、第一卯榫连接凹槽14-1-3、第一块体本体14-1-4一体加工而成；第一块体本体14-1-4底部中心对称加工有第一卯榫连接凹槽14-1-3、顶部居中加工有中隔墙底部排水沟9，第一块体本体14-1-4顶部一侧加工有与中隔墙底部排水沟9相连通的块体横向排水沟14-1-2，横向排水管8安装在块体横向排水沟14-1-2内，第一块体本体14-1-4顶部中心对称加工有第一卯榫连接凸起14-1-1。
本实施例的第二块体14-2由第二卯榫连接凹槽14-2-1、第二卯榫连接凸起14-2-2、第二竖向排水沟14-2-3、第二块体本体14-2-4一体加工而成，第二块体本体14-2-4底部中心对称加工有第二卯榫连接凹槽14-2-1，第二卯榫连接凹槽14-2-1与第一卯榫连接凸起14-1-1相配合，第二块体本体14-2-4顶部中心对称加工有第二卯榫连接凸起14-2-2、中心位置间隔加工有第二竖向排水沟14-2-3，中隔墙竖向排水管10安装在第二竖向排水沟14-2-3内。
本实施例的第三块体14-3由第三卯榫连接凸起14-3-1、第三竖向排水沟14-3-2、第三卯榫连接凹槽14-3-3、第三块体本体14-3-4一体加工而成；第三块体本体14-3-4底部中心对称加工有第三卯榫连接凹槽14-3-3，第三卯榫连接凹槽14-3-3与第二卯榫连接凸起14-2-2相配合，第三块体本体14-3-4顶部中心对称加工有第三卯榫连接凸起14-3-1、前侧中心位置间隔加工有第三竖向排水沟14-3-2，中隔墙竖向排水管10安装在第三竖向排水沟14-3-2内。
本实施例的第四块体14-4由第四竖向排水沟14-4-1、第四卯榫连接凹槽14-4-2、第四块体本体14-4-3一体加工而成，第四块体本体14-4-3底部中心对称加工有第四卯榫连接凹槽14-4-2，第四卯榫连接凹槽14-4-2与第三卯榫连接凸起14-3-1相配合，第四块体本体14-4-3顶部中心对称加工有中隔墙顶部排水沟11，中隔墙顶部排水沟11内居中间隔加工有第四竖向排水沟14-4-2，中隔墙竖向排水管10安装在第四竖向排水沟14-4-2内。
本实施例的第二竖向排水沟14-2-3、第三竖向排水沟14-3-2、第四竖向排水沟14-4-2的中心线位于同一竖直平面内。
S5、中隔墙14顶部施做防水层；安装打孔钢板15，填充碎石层12及混凝土13，保证衬砌受力稳定；为防止顶部排水沟堵塞，在中隔墙顶部排水沟11上部覆盖打孔钢板15，之后填充30cm厚碎石层12，空洞部分填充混凝土13，为了起到导流的作用，第四块体14-4上部表面设置朝向中隔墙顶部排水沟11的1～2％坡度；所述的打孔钢板15的截面形状为梯形结构，梯形结构上错位加工有排水孔a，排水孔a的孔径大于碎石的最小粒径。
Claims (7)
1.一种既有隧道改扩建为连拱隧道的中隔墙修建方法,包括以下步骤，
S1、破除路面、拱底开挖；在既有隧道轮廓两侧开挖新建隧道，新建隧道依次施做新建隧道初支、新建隧道防水板、新建隧道二次衬砌、新建隧道中心排水沟、新建隧道横向排水管、新建隧道纵向排水管；
S2、中隔墙基础处理，架设锚杆、注浆；
S3、浇筑基础，待基础达到强度要求时凿毛基础表面；
S4、错缝拼装中隔墙；
S5、中隔墙顶部施做防水层；
其特征在于所述的步骤S4为：在中隔墙基础结构上铺设第一块体，第一块体上表面设置有中隔墙底部排水沟，中隔墙底部排水沟通过横向排水管与新建隧道中心排水沟相连通，第一块体上表面铺设第二块体，第二块体上表面铺设第三块体，第三块体上表面铺设第四块体，穿透第一块体、第二块体、第三块体、第四块体设置有中隔墙竖向排水管；所述的第一块体、第二块体、第三块体、第四块体根据中隔墙结构设计进行预制。
2.根据权利要求1所述的一种既有隧道改扩建为连拱隧道的中隔墙修建方法，其特征在于：所述的相邻第一块体相互颠倒排列。
3.根据权利要求1所述的一种既有隧道改扩建为连拱隧道的中隔墙修建方法，其特征在于所述的第一块体为：第一块体本体底部中心对称加工有第一卯榫连接凹槽、顶部居中加工有中隔墙底部排水沟，第一块体本体顶部一侧加工有与中隔墙底部排水沟相连通的块体横向排水沟，横向排水管安装在块体横向排水沟内，第一块体本体顶部中心对称加工有第一卯榫连接凸起。
4.根据权利要求3所述的一种既有隧道改扩建为连拱隧道的中隔墙修建方法，其特征在于所述的第二块体为：第二块体本体底部中心对称加工有第二卯榫连接凹槽，第二卯榫连接凹槽与第一卯榫连接凸起相配合，第二块体本体顶部中心对称加工有第二卯榫连接凸起、中心位置间隔加工有第二竖向排水沟，中隔墙竖向排水管安装在第二竖向排水沟内。
5.根据权利要求4所述的一种既有隧道改扩建为连拱隧道的中隔墙修建方法，其特征在于所述的第三块体为：第三块体本体底部中心对称加工有第三卯榫连接凹槽，第三卯榫连接凹槽与第二卯榫连接凸起相配合，第三块体本体顶部中心对称加工有第三卯榫连接凸起、前侧中心位置间隔加工有第三竖向排水沟，中隔墙竖向排水管安装在第三竖向排水沟内。
6.根据权利要求5所述的一种既有隧道改扩建为连拱隧道的中隔墙修建方法，其特征在于所述的第四块体为：第四块体本体底部中心对称加工有第四卯榫连接凹槽，第四卯榫连接凹槽与第三卯榫连接凸起相配合，第四块体本体顶部中心对称加工有中隔墙顶部排水沟，中隔墙顶部排水沟内居中间隔加工有第四竖向排水沟，中隔墙竖向排水管安装在第四竖向排水沟内。
7.根据权利要求6所述的一种既有隧道改扩建为连拱隧道的中隔墙修建方法，其特征在于：所述的第二竖向排水沟、第三竖向排水沟、第四竖向排水沟的中心线位于同一竖直平面内。
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- 2018-05-22 CN CN201810494076.2A patent/CN108729927B/zh active Active
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| CN108729927A (zh) | 2018-11-02 |
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