專利名稱：大跨度重荷載多層明洞襯砌結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及隧道，特別涉及一種適用于多線、大跨度、大斷面、高填方荷載的明洞結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
考慮節(jié)約工程造價(jià)、預(yù)留規(guī)劃用地或規(guī)劃道路、減少運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)等要求，鐵路、公路設(shè)計(jì)中在高邊坡、危巖落石地段或有規(guī)劃需要而無法繞避的段落采用隧道明洞方案通過，尤其是在穿越城市市區(qū)鐵路修建中，受地方規(guī)劃、城市建設(shè)等因素的控制，會出現(xiàn)大跨度高回填隧道結(jié)構(gòu)，如渝利鐵路豐都造地明洞。伴隨隧道跨度的不斷突破，隧道明洞襯砌回填土厚度及荷載的不斷增。例如豐都造地隧道拱頂以上回填土高度達(dá)到28m，明洞寬度達(dá)到20m，保證結(jié)構(gòu)安全的隧道襯砌結(jié)構(gòu)厚度不斷增加，若采用常規(guī)單層拱形明洞襯砌設(shè)計(jì)，會出現(xiàn)近2m的超厚襯砌結(jié)構(gòu)。這種襯砌結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程中屬于大體積混凝土，大體積混凝土施工澆筑難度大、施工質(zhì)量難于控制，且混凝土導(dǎo)熱系數(shù)較小，大體積混凝土水化熱無法有效消除而產(chǎn)生較大溫度裂縫，難于滿足結(jié)構(gòu)安全性和耐久性要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決 的技術(shù)問題是提供一種大跨度重荷載多層明洞襯砌結(jié)構(gòu)，以大幅度地降低襯砌結(jié)構(gòu)澆筑時所產(chǎn)生的混凝土水化熱，保證混凝土施工質(zhì)量，并有效提高襯砌結(jié)構(gòu)整體性、抗?jié)B性、和耐久性。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下本發(fā)明的大跨度重荷載多層明洞襯砌結(jié)構(gòu)，其特征是:它包括內(nèi)層襯砌和至少一層外層襯砌，內(nèi)層襯砌、外層襯砌層間相互密合，且通過預(yù)埋連接鋼筋連接形成整體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果是，改變承受荷載的單一襯砌結(jié)構(gòu)型式為多層襯砌共同組成受力結(jié)構(gòu)，各層襯砌通過連接筋措施完全密合形成一個整體結(jié)構(gòu)，變形協(xié)調(diào)一致，提高明洞襯砌結(jié)構(gòu)承載力；將超厚混凝土襯砌的一次燒筑改為多次燒筑，單次燒筑襯砌厚度明顯減少，可大大降低混凝土水化熱，避免大體積混凝土施工中的溫度裂縫，保證混凝土施工質(zhì)量，避免大面積結(jié)構(gòu)裂縫縱橫交錯，有效提高結(jié)構(gòu)抗?jié)B性、整體性，確保明洞結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量和耐久性，減少隧道工程投入運(yùn)營后的維修費(fèi)用，延長工程使用壽命，降低壽命期的成本，具有顯著的社會經(jīng)濟(jì)效益；易施工，易推廣，可實(shí)現(xiàn)快速化施工，防水效果、結(jié)構(gòu)安全度方面均能達(dá)到很高的效果。


本說明書包括如下兩幅附圖:圖1是本發(fā)明大跨度重荷載多層明洞襯砌結(jié)構(gòu)的斷面圖；圖2是沿圖1中A-A線的剖視圖。圖中零部件、部位及編號:內(nèi)襯拱部11、內(nèi)襯邊墻12、第一層外襯拱部21、第一層外襯外邊墻22、外襯仰拱23。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。參照圖1和圖2，本發(fā)明的大跨度重荷載多層明洞襯砌結(jié)構(gòu)，它包括內(nèi)層襯砌和至少一層外層襯砌，內(nèi)層襯砌、外層襯砌層間相互密合，且通過預(yù)埋連接鋼筋連接形成整體結(jié)構(gòu)。通常，內(nèi)層襯砌由內(nèi)襯拱部11、內(nèi)襯邊墻12構(gòu)成，第一層外層襯砌由第一層外襯拱部21、第一層外襯外邊墻22和外襯仰拱23構(gòu)成。各層襯砌結(jié)構(gòu)各自承載總荷載的比例與襯砌厚度、層間連接型式、彈性模量、填方土施工順序等因素相關(guān)，通過對各層襯砌厚度、層間連接方式、襯砌形狀的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)整體承載力，適應(yīng)于多線、大跨度、大斷面、高填方荷載的明洞結(jié)構(gòu)。由于各層襯砌間相互密貼，襯砌接觸面全面鑿毛并設(shè)置足夠的預(yù)埋連接鋼筋，使各層襯砌完全密合形成一個整體結(jié)構(gòu)，變形處處協(xié)調(diào)一致(即采用多層間的完全剛性連接)，各層襯砌完全變形協(xié)調(diào)，因此能最大程度提高明洞結(jié)構(gòu)承載能力。在各層襯砌結(jié) 構(gòu)的受拉區(qū)(結(jié)構(gòu)受力的薄弱部位)可通過局部加強(qiáng)配筋(如采用鋼筋束)，不采用通長布置鋼筋，可節(jié)省鋼筋用量，減小襯砌厚度。層間連接方式為完全剛性連接，施工順序?yàn)橐r砌分層施作后再填筑上方填土，保證襯砌共同承受荷載。本發(fā)明的大跨度重荷載多層明洞襯砌結(jié)構(gòu)采用分層多次澆筑混凝土，可大大降低混凝土水化熱，避免大體積混凝土施工中的溫度裂縫，保證明洞結(jié)構(gòu)安全性和耐久性要求。以某高回填明洞的設(shè)計(jì)為例，單層1.8m厚的傳統(tǒng)拱形明洞襯砌結(jié)構(gòu)，當(dāng)采用雙層兩次澆筑混凝土(外層1.2m,內(nèi)層0.6m),由于一次燒筑混凝土襯砌厚度的減小,襯砌水化熱溫差減小5 10°C，混凝土水化熱降低40%以上，能有效防止或減低水化熱產(chǎn)生的有害裂縫。以上所述只是用圖解說明本發(fā)明大跨度重荷載多層明洞襯砌結(jié)構(gòu)的一些原理，并非是要將本發(fā)明局限在所示和所述的具體結(jié)構(gòu)和適用范圍內(nèi)，故凡是所有可能被利用的相應(yīng)修改以及等同物，均屬于本發(fā)明所申請的專利范圍。
權(quán)利要求
1.大跨度重荷載多層明洞襯砌結(jié)構(gòu)，其特征是:它包括內(nèi)層襯砌和至少一層外層襯砌，內(nèi)層襯砌、外層襯砌層間相互密合，且通過預(yù)埋連接鋼筋連接形成整體結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的大跨度重荷載多層明洞襯砌結(jié)構(gòu)，其特征是:所述內(nèi)層襯砌由內(nèi)襯拱部(11)、內(nèi)襯邊墻(12)構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的大跨度重荷載多層明洞襯砌結(jié)構(gòu)，其特征是:所述第一層外層襯砌由第一層外襯拱部(21)、 第一層外襯外邊墻(22)和外襯仰拱(23)構(gòu)成。
全文摘要
大跨度重荷載多層明洞襯砌結(jié)構(gòu)，以大幅度地降低襯砌結(jié)構(gòu)澆筑時所產(chǎn)生的混凝土水化熱，保證混凝土施工質(zhì)量，并有效提高襯砌結(jié)構(gòu)整體性、抗?jié)B性、和耐久性。它包括內(nèi)層襯砌和至少一層外層襯砌，內(nèi)層襯砌、外層襯砌層間相互密合，且通過預(yù)埋連接鋼筋連接形成整體結(jié)構(gòu)。
文檔編號E21D11/10GK103233749SQ20131010810
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月24日
發(fā)明者匡亮, 高楊, 熊祥雪, 趙萬強(qiáng), 李曉園, 陳赤坤, 王建磊, 胖濤, 張永平, 何昌國, 馬青, 曹彧, 羅祿森, 趙東平, 鄧子軍, 凌燕婷, 游芬 申請人:中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司