CN112377255B - 一种隧道锚定式隧底结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铁路建设技术领域，具体而言，涉及一种隧道锚定式隧底结构及其施工方法。所述隧底结构包括：隧道仰拱、外层环向钢筋、钢板、连接拉梁和排水管。所述施工方法包括：挖设基坑，在基坑底部打入抓地钉，浇筑限位板，在限位板上方放置排水管，浇筑第一限位块，固定排水管，固定连接拉梁，并使用套筒连接钢筋接头，然后浇筑隧道仰拱，架设外层环向钢筋；固定设置钢板，连接钢板和排水管。本发明通过排水管给外层环向钢筋一个向下的拉力，导致外层环向钢筋也给隧道仰拱一个向下的压力，进而防止隧底由于软岩或者膨胀岩而出现***，并且由于排水管位于隧道仰拱以下，用于疏干隧底的地下水，可以防止地下水压力较大引起隧底***。
Description
技术领域
本发明涉及铁路建设技术领域，具体而言，涉及一种隧道锚定式隧底结构及其施工方法。
背景技术
隧底***是我国铁路、地铁隧道中最常见的病害形式，给我国铁路、地铁运营安全带来了严峻的挑战。隧底***不仅破坏了隧道的底部结构，而且会引起轨道道床变形、翻浆冒泥、衬砌结构破坏等一系列次生病害。首先，隧底***会引起轨道道床变形，进而引起轨距、轨向、水平、高低等轨道几何形态的变化，使轨道平顺性变差，舒适度降低，恶化和危及列车运营环境，甚至引发脱轨等安全事故；其次，隧底***会造成隧底破坏，引起翻浆冒泥等诸多次生病害；再次，隧底***会造成衬砌变形过大，甚至衬砌的破坏，严重时，有可能导致隧道失稳，围岩坍塌，对建设期间的施工安全以及运营期间的行车安全存在极大的威胁。
发明内容
本发明的目的在于提供一种隧道锚定式隧底结构及其施工方法，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一方面，本申请提供了一种隧道锚定式隧底结构，包括：隧道仰拱、外层环向钢筋、钢板、连接拉梁和排水管，所述隧道仰拱设置在所述隧道底部；所述外层环向钢筋设置在所述隧道仰拱上方，所述外层环向钢筋与所述隧道仰拱垂直设置；所述钢板设置在所述外层环向钢筋顶端，所述钢板与所述外层环向钢筋固定相连；所述连接拉梁的顶端设置与所述钢板固定相连，所述连接拉梁设置有两根，两根所述连接拉梁平行设置；所述排水管设置在所述隧道仰拱下方，所述排水管的上表面与所述连接拉梁底端固定连接。
可选地，所述排水管与是钢板之间设置连接机构，所述连接机构包括连接拉梁和钢筋接头，所述连接拉梁与所述钢板底端固定连接，所述钢筋接头与所述排水管固定连接，所述连接拉梁和所述钢筋接头通过套筒可拆卸相连。
可选地，所述排水管下方设置有限位板，所述限位板与所述排水管之间设置有第一限位块，所述第一限位块固定设置所述限位板上，所述第一限位块设置有两块，两块所述第一限位块分别设置在所述排水管的两侧，所述排水管上方设置有卡箍，所述卡箍的两端分别固定在两块所述第一限位块上。
可选地，所述排水管两侧均设置有第二限位块，所述第二限位块设置有两块，两块所述第二限位块水平设置，两块所述第二限位块的连线与钢筋接头的延长线垂直，且两块所述第二限位块的连线穿过排水管的中心。
可选地，所述限位板底部设置有抓地钉，所述抓地钉设置有多个。
可选地，所述限位板上设置有连接钢筋，所述连接钢筋的顶端固定连接在外层环向钢筋上。
另一方面，本申请提供了一种隧道锚定式隧底结构施工方法，其特征在于：挖设基坑，在基坑底部打入抓地钉，浇筑限位板，并将连接钢筋固定在所述限位板内；在所述限位板上方放置排水管，浇筑第一限位块，将所述第一限位块与限位板固定连接，使用卡箍将所述排水管固定在所述第一限位块内；在所述排水管上方固定连接拉梁，并使用套筒连接钢筋接头，然后浇筑隧道仰拱，架设外层环向钢筋；在外层环向钢筋上固定设置钢板，将所述钢板与所述连接拉梁固定连接，将连接拉梁与套筒连接，并将连接钢筋与所述外层环向钢筋上固定相连。
可选地，所述排水管设置在隧道中心线正下方，在所述排水管与下水道之间设置多根盲管，通过盲管将污水排入所述排水管内。
可选地，所述连接钢筋和所述连接拉梁穿过所述隧道仰拱处喷涂橡胶沥青防水。
本发明的有益效果为：
本发明通过在隧道仰拱正下方设置排水管，然后通过连接拉梁将排水管和钢板连接在一起，最后将钢板连接在外层环向钢筋上，由于外层环向钢筋设置在隧道仰拱上方，并且由于排水管给外层环向钢筋一个向下的拉力，导致外层环向钢筋也给隧道仰拱一个向下的压力，进而防止隧底由于软岩或者膨胀岩而出现***，并且由于排水管位于隧道仰拱以下，用于疏干隧底的地下水，可以防止地下水压力较大引起隧底***。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例中所述隧道锚定式隧底结构平面示意图；
图2为图1中B处放大示意图；
图3为图1中A-A处剖视示意图。
图中标记：1、隧道仰拱；2、外层环向钢筋；3、钢板；4、连接拉梁；5、排水管；6、钢筋接头；7、套筒；8、第二限位块；9、限位板；10、抓地钉；11、连接钢筋；12、第一限位块；13、卡箍。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种隧道锚定式隧底结构，包括：隧道仰拱1、外层环向钢筋2、钢板3、连接拉梁4和排水管5，所述隧道仰拱1设置在所述隧道底部；所述外层环向钢筋2设置在所述隧道仰拱1上方，所述外层环向钢筋2与所述隧道仰拱1垂直设置；所述钢板3设置在所述外层环向钢筋2顶端，所述钢板3与所述外层环向钢筋2固定相连；所述连接拉梁4的顶端设置与所述钢板3固定相连，所述连接拉梁4设置有两根，两根所述连接拉梁4平行设置；所述排水管5设置在所述隧道仰拱1下方，所述排水管5的上表面与所述连接拉梁4底端固定连接。
本发明实施例通过在隧道仰拱1正下方设置排水管5，然后通过连接拉梁4将排水管5和钢板3连接在一起，最后将钢板3连接在外层环向钢筋2上，由于外层环向钢筋2设置在隧道仰拱1上方，并且由于排水管5给外层环向钢筋2一个向下的拉力，导致外层环向钢筋2也给隧道仰拱1一个向下的压力，进而防止隧底由于软岩或者膨胀岩而出现***，并且由于排水管5位于隧道仰拱1以下，用于疏干隧底的地下水，可以防止地下水压力较大引起隧底***。
实施例2
如图1和图2所示，本实施例提供了一种隧道锚定式隧底结构，包括：隧道仰拱1、外层环向钢筋2、钢板3、连接拉梁4和排水管5，所述隧道仰拱1设置在所述隧道底部；所述外层环向钢筋2设置在所述隧道仰拱1上方，所述外层环向钢筋2与所述隧道仰拱1垂直设置；所述钢板3设置在所述外层环向钢筋2顶端，所述钢板3与所述外层环向钢筋2固定相连；所述连接拉梁4的顶端设置与所述钢板3固定相连，所述连接拉梁4设置有两根，两根所述连接拉梁4平行设置；所述排水管5设置在所述隧道仰拱1下方，所述排水管5的上表面与所述连接拉梁4底端固定连接。
所述排水管5与是钢板3之间设置连接机构，所述连接机构包括连接拉梁4和钢筋接头6，所述连接拉梁4与所述钢板3底端固定连接，所述钢筋接头6与所述排水管5固定连接，所述连接拉梁4和所述钢筋接头6通过套筒7可拆卸相连。
本发明实施例通过设置连接机构，固定连接钢筋接头6与排水管5，将排水管5和外层环向钢筋2固定连接在一起，使排水管一直给外层环向钢筋2一个向下的力，并且通过套筒7连接连接拉梁4和钢筋接头6，使它连接拉梁4和钢筋接头6可拆卸连接，在安装时方便快捷，并且省时省力，不用一次安装完，可分步安装。
实施例3
如图1和图3所示，本实施例提供了一种隧道锚定式隧底结构，包括：隧道仰拱1、外层环向钢筋2、钢板3、连接拉梁4和排水管5，所述隧道仰拱1设置在所述隧道底部；所述外层环向钢筋2设置在所述隧道仰拱1上方，所述外层环向钢筋2与所述隧道仰拱1垂直设置；所述钢板3设置在所述外层环向钢筋2顶端，所述钢板3与所述外层环向钢筋2固定相连；所述连接拉梁4的顶端设置与所述钢板3固定相连，所述连接拉梁4设置有两根，两根所述连接拉梁4平行设置；所述排水管5设置在所述隧道仰拱1下方，所述排水管5的上表面与所述连接拉梁4底端固定连接。
所述排水管5下方设置有限位板9，所述限位板9与所述排水管5之间设置有第一限位块12，所述第一限位块12固定设置所述限位板9上，所述第一限位块12设置有两块，两块所述第一限位块12分别设置在所述排水管5的两侧，所述排水管5上方设置有卡箍13，所述卡箍13的两端分别固定在两块所述第一限位块12上。
本发明实施例通过设置限位板9和第一限位块12将排水管5限制在两块第一限位块12之间保证排水管5不会移动，并且设置卡箍13来保持排水管5固定在两块第一限位块12之间，并且所述两块第一限位块12也会通过卡箍给排水管5一个向下的拉力。
实施例4
如图1和图3所示，本实施例提供了一种隧道锚定式隧底结构，包括：隧道仰拱1、外层环向钢筋2、钢板3、连接拉梁4和排水管5，所述隧道仰拱1设置在所述隧道底部；所述外层环向钢筋2设置在所述隧道仰拱1上方，所述外层环向钢筋2与所述隧道仰拱1垂直设置；所述钢板3设置在所述外层环向钢筋2顶端，所述钢板3与所述外层环向钢筋2固定相连；所述连接拉梁4的顶端设置与所述钢板3固定相连，所述连接拉梁4设置有两根，两根所述连接拉梁4平行设置；所述排水管5设置在所述隧道仰拱1下方，所述排水管5的上表面与所述连接拉梁4底端固定连接。
所述排水管5两侧均设置有第二限位块8，所述第二限位块8设置有两块，两块所述第二限位块8水平设置，两块所述第二限位块8的连线与钢筋接头6的延长线垂直，且两块所述第二限位块8的连线穿过排水管5的中心。
本发明实施例通过设置两块第二限位块8，固定了所述排水管5的位置，是排水管5不能旋转，并且保证连接拉梁4和所述钢筋接头6在同一直线上，能够可拆卸连接在一起，方便快捷，不用调整角度。
实施例5
如图1和图3所示，本实施例提供了一种隧道锚定式隧底结构，包括：隧道仰拱1、外层环向钢筋2、钢板3、连接拉梁4和排水管5，所述隧道仰拱1设置在所述隧道底部；所述外层环向钢筋2设置在所述隧道仰拱1上方，所述外层环向钢筋2与所述隧道仰拱1垂直设置；所述钢板3设置在所述外层环向钢筋2顶端，所述钢板3与所述外层环向钢筋2固定相连；所述连接拉梁4的顶端设置与所述钢板3固定相连，所述连接拉梁4设置有两根，两根所述连接拉梁4平行设置；所述排水管5设置在所述隧道仰拱1下方，所述排水管5的上表面与所述连接拉梁4底端固定连接。
所述排水管5下方设置有限位板9，所述限位板9与所述排水管5之间设置有第一限位块12，所述第一限位块12固定设置所述限位板9上，所述第一限位块12设置有两块，两块所述第一限位块12分别设置在所述排水管5的两侧，所述排水管5上方设置有卡箍13，所述卡箍13的两端分别固定在两块所述第一限位块12上。
所述限位板9底部设置有抓地钉10，所述抓地钉10设置有多个。
本发明实施例通过抓地钉10给与限位板9一个向下的拉力，防止软岩或者膨胀岩而出现***。
实施例6
如图1和图3所示，本实施例提供了一种隧道锚定式隧底结构，包括：隧道仰拱1、外层环向钢筋2、钢板3、连接拉梁4和排水管5，所述隧道仰拱1设置在所述隧道底部；所述外层环向钢筋2设置在所述隧道仰拱1上方，所述外层环向钢筋2与所述隧道仰拱1垂直设置；所述钢板3设置在所述外层环向钢筋2顶端，所述钢板3与所述外层环向钢筋2固定相连；所述连接拉梁4的顶端设置与所述钢板3固定相连，所述连接拉梁4设置有两根，两根所述连接拉梁4平行设置；所述排水管5设置在所述隧道仰拱1下方，所述排水管5的上表面与所述连接拉梁4底端固定连接。
所述排水管5下方设置有限位板9，所述限位板9与所述排水管5之间设置有第一限位块12，所述第一限位块12固定设置所述限位板9上，所述第一限位块12设置有两块，两块所述第一限位块12分别设置在所述排水管5的两侧，所述排水管5上方设置有卡箍13，所述卡箍13的两端分别固定在两块所述第一限位块12上。
所述限位板9上设置有连接钢筋11，所述连接钢筋11的顶端固定连接在外层环向钢筋2上。
本发明实施例通过连接钢筋11连接外层环向钢筋2和限位板9，所述连接钢筋11的顶端固定连接在外层环向钢筋2上，通过限位板9的重力给与外层环向钢筋2一个拉力，挤压隧道仰拱1，防止隧底由于软岩或者膨胀岩而出现***。
实施例7
如图1和图3所示，本实施例提供了一种隧道锚定式隧底结构施工方法，包括：挖设基坑，在基坑底部打入抓地钉10，浇筑限位板9，并将连接钢筋11固定在所述限位板9内；在所述限位板9上方放置排水管5，浇筑第一限位块12，将所述第一限位块12与限位板9固定连接，使用卡箍13将所述排水管5固定在所述第一限位块12内；在所述排水管5上方固定连接拉梁4，并使用套筒7连接钢筋接头6，然后浇筑隧道仰拱1，架设外层环向钢筋2；在外层环向钢筋2上固定设置钢板3，将所述钢板3与所述连接拉梁4固定连接，将连接拉梁4与套筒7连接，并将连接钢筋11与所述外层环向钢筋2上固定相连。
本发明实施例通过所述施工方法，通过排水管5疏干隧底的地下水，防止地下水压力较大引起隧底***，并且安全可靠，经济实用，通过给与隧底多个向下的力，防止了隧底由于软岩或者膨胀岩而出现***。
实施例8
如图1和图3所示，本实施例提供了一种隧道锚定式隧底结构施工方法，包括：挖设基坑，在基坑底部打入抓地钉10，浇筑限位板9，并将连接钢筋11固定在所述限位板9内；在所述限位板9上方放置排水管5，浇筑第一限位块12，将所述第一限位块12与限位板9固定连接，使用卡箍13将所述排水管5固定在所述第一限位块12内；在所述排水管5上方固定连接拉梁4，并使用套筒7连接钢筋接头6，然后浇筑隧道仰拱1，架设外层环向钢筋2；在外层环向钢筋2上固定设置钢板3，将所述钢板3与所述连接拉梁4固定连接，将连接拉梁4与套筒7连接，并将连接钢筋11与所述外层环向钢筋2上固定相连。
所述排水管5设置在隧道中心线正下方，在所述排水管5与下水道之间设置多根盲管，通过盲管将污水排入所述排水管5内。
本发明实施例通过设置盲管，将污水排入排水管5内，有效的防止地下水压力较大引起隧底***，并且快速的排出地下水，安全可靠。
实施例9
如图1和图3所示，本实施例提供了一种隧道锚定式隧底结构施工方法，包括：挖设基坑，在基坑底部打入抓地钉10，浇筑限位板9，并将连接钢筋11固定在所述限位板9内；在所述限位板9上方放置排水管5，浇筑第一限位块12，将所述第一限位块12与限位板9固定连接，使用卡箍13将所述排水管5固定在所述第一限位块12内；在所述排水管5上方固定连接拉梁4，并使用套筒7连接钢筋接头6，然后浇筑隧道仰拱1，架设外层环向钢筋2；在外层环向钢筋2上固定设置钢板3，将所述钢板3与所述连接拉梁4固定连接，将连接拉梁4与套筒7连接，并将连接钢筋11与所述外层环向钢筋2上固定相连。
所述连接钢筋11和所述连接拉梁4穿过所述隧道仰拱1处喷涂橡胶沥青防水。
本发明实施例通过在穿过隧道仰拱1处喷涂防水材料，使地下水不会渗漏，不会翻浆冒泥，降低隧道***的概率，并且保障了施工人员和在运行期间的行车的安全。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种隧道锚定式隧底结构，其特征在于，包括：
隧道仰拱(1)，所述隧道仰拱(1)设置在所述隧道底部；
外层环向钢筋(2)，所述外层环向钢筋(2)设置在所述隧道仰拱(1)上方，所述外层环向钢筋(2)与所述隧道仰拱(1)垂直设置；
钢板(3)，所述钢板(3)设置在所述外层环向钢筋(2)顶端，所述钢板(3)与所述外层环向钢筋(2)固定相连；
连接拉梁(4)，所述连接拉梁(4)的顶端设置与所述钢板(3)固定相连，所述连接拉梁(4)设置有两根，两根所述连接拉梁(4)平行设置；以及
排水管(5)，所述排水管(5)设置在所述隧道仰拱(1)下方，所述排水管(5)的上表面与所述连接拉梁(4)底端固定连接。
2.根据权利要求1所述的隧道锚定式隧底结构，其特征在于：所述排水管(5)与钢板(3)之间设置连接机构，所述连接机构包括连接拉梁(4)和钢筋接头(6)，所述连接拉梁(4)与所述钢板(3)底端固定连接，所述钢筋接头(6)与所述排水管(5)固定连接，所述连接拉梁(4)和所述钢筋接头(6)通过套筒(7)可拆卸相连。
3.根据权利要求1所述的隧道锚定式隧底结构，其特征在于：所述排水管(5)下方设置有限位板(9)，所述限位板(9)与所述排水管(5)之间设置有第一限位块(12)，所述第一限位块(12)固定设置所述限位板(9)上，所述第一限位块(12)设置有两块，两块所述第一限位块(12)分别设置在所述排水管(5)的两侧，所述排水管(5)上方设置有卡箍(13)，所述卡箍(13)的两端分别固定在两块所述第一限位块(12)上。
4.根据权利要求1所述的隧道锚定式隧底结构，其特征在于：所述排水管(5)两侧均设置有第二限位块(8)，所述第二限位块(8)设置有两块，两块所述第二限位块(8)水平设置，两块所述第二限位块(8)的连线与钢筋接头(6)的延长线垂直，且两块所述第二限位块(8)的连线穿过排水管(5)的中心。
5.根据权利要求3所述的隧道锚定式隧底结构，其特征在于：所述限位板(9)底部设置有抓地钉(10)，所述抓地钉(10)设置有多个。
6.根据权利要求3所述的隧道锚定式隧底结构，其特征在于：所述限位板(9)上设置有连接钢筋(11)，所述连接钢筋(11)的顶端固定连接在外层环向钢筋(2)上。
7.一种隧道锚定式隧底结构施工方法，其特征在于：
挖设基坑，在基坑底部打入抓地钉(10)，浇筑限位板(9)，并将连接钢筋(11)固定在所述限位板(9)内；
在所述限位板(9)上方放置排水管(5)，浇筑第一限位块(12)，将所述第一限位块(12)与限位板(9)固定连接，使用卡箍(13)将所述排水管(5)固定在所述第一限位块(12)内；
在所述排水管(5)上方固定连接拉梁(4)，并使用套筒(7)连接钢筋接头(6)，然后浇筑隧道仰拱(1)，架设外层环向钢筋(2)；
在外层环向钢筋(2)上固定设置钢板(3)，将所述钢板(3)与所述连接拉梁(4)固定连接，将连接拉梁(4)与套筒(7)连接，并将连接钢筋(11)与所述外层环向钢筋(2)上固定相连。
8.根据权利要求7所述的锚定式隧底结构施工方法，其特征在于：所述排水管(5)设置在隧道中心线正下方，在所述排水管(5)与下水道之间设置多根盲管，通过盲管将污水排入所述排水管(5)内。
9.根据权利要求7所述的锚定式隧底结构施工方法，其特征在于：所述连接钢筋(11)和所述连接拉梁(4)穿过所述隧道仰拱(1)处喷涂橡胶沥青防水。
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