一種用于軟基的鋼管樁植筋隧道復(fù)合襯砌的聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及土木工程，特別涉及一種用于軟基的鋼管粧植筋隧道復(fù)合襯砌的聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)
【背景技術(shù)】
[0002]我國鐵路建設(shè)進入高速發(fā)展時期，伴隨著鐵路大規(guī)模的建設(shè)，線路中隧道比例也在增加，部分隧道不可避免地要穿越基底深厚軟弱地層段，當(dāng)隧道穿越基底深厚軟弱地層時，通常表現(xiàn)為基底承載力不足、圍巖變形大，甚至發(fā)生坍塌等安全事故，嚴(yán)重威脅列車的運行安全。
[0003]目前，常規(guī)的隧道基底處理較多采用碾壓、換填、注漿加固、擠密粧等，對于基底深厚軟弱地層，其中碾壓和換填對工期影響較大，且只適用于淺層基底處理(厚度不大于3m)，墊層下部土層承載力依然較低;單獨的注漿加固處理效果難以保證;擠密粧需要強夯實，極易出現(xiàn)夯實不完全，導(dǎo)致膨脹力向上釋放，引起粧頂隆起開裂，頂破仰拱及二襯。然而，高速列車對線路的平順性、橫向穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)強度等指標(biāo)要求很高，有鑒于此，需要開發(fā)一種能夠有效控制隧道工后沉降，且施工簡便、安全的隧道基底深厚軟弱地層處理技術(shù)，以彌補老式單一的基底處理方法的不足。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于軟基的鋼管粧植筋隧道復(fù)合襯砌的聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)，以有效解決隧道工后運營期間的沉降問題，同時其能有效控制施工周期，且結(jié)構(gòu)整體性好，抵抗外荷載能力強，確保隧道長期運營安全。
[0005]本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]本實用新型的一種用于軟基的鋼管粧植筋隧道復(fù)合襯砌的聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)，包括由初期支護、二次襯砌構(gòu)成環(huán)狀的封閉結(jié)構(gòu)的隧道復(fù)合式襯砌，初期支護、二次襯砌之間設(shè)置有防水層，其特征在于:所述隧道復(fù)合式襯砌仰拱段下方的地基內(nèi)縱向、橫向間隔設(shè)置鋼管粧，各鋼管粧穿過軟弱地層并嵌入基巖;所述二次襯砌的主筋與各鋼管粧的頂部通過連接鋼筋形成固定連接，各鋼管粧的頂部外包遇水膨脹橡膠墊圈；所述軟弱地層內(nèi)在各鋼管粧之間布設(shè)注漿管。
[0007]本實用新型的有益效果是，基底設(shè)置嵌入基巖的鋼管粧，形成端承作用，從而提高結(jié)構(gòu)的承載力，在粧頂設(shè)置連接鋼筋，一端植入鋼管粧頂端另一端植入二次襯砌，和二次襯砌內(nèi)主筋焊接成一體，使得傳力效果更好;粧頂外包遇水膨脹橡膠墊圈，有效解決因植筋防水板穿孔漏水問題;粧間設(shè)置注漿管，發(fā)揮其地層改良作用，從而基底形成承載力相對較高的改良層，再加上常規(guī)隧道體系復(fù)合式襯砌形成聯(lián)合支護承載結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)對處于基底深厚軟弱地層的隧道適用性強，尤其適用于穿越人工回填土、承載能力低的區(qū)段，能夠有效的控制隧道運營期間的不均勻沉降，保證行車安全。
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型適用于軟基的鋼管粧植筋隧道復(fù)合襯砌的聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)圖；
[0009]圖2是本實用新型適用于軟基的鋼管粧植筋隧道復(fù)合襯砌的聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)的鋼管粧與注漿管布置圖；
[0010]圖3是本實用新型適用于軟基的鋼管粧植筋隧道復(fù)合襯砌的聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)的粧頂外包遇水膨脹橡膠墊圈構(gòu)造圖；
[0011]圖4是本實用新型適用于軟基的鋼管粧植筋隧道復(fù)合襯砌的聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)的粧頂鋼筋正視圖；
[0012]圖5是本實用新型適用于軟基的鋼管粧植筋隧道復(fù)合襯砌的聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)的粧頂鋼筋俯視圖；
[0013]圖6是本實用新型適用于軟基的鋼管粧植筋隧道復(fù)合襯砌的聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)的粧頂鋼筋和二次襯砌內(nèi)鋼筋連接布置圖。
[0014]圖中示出構(gòu)件、部位及所對應(yīng)的標(biāo)記:基巖1、軟弱地層2、初期支護之噴射混凝土層3a、初期支護之錨桿3b、防水層4、二次襯砌5、二次襯砌內(nèi)縱向主筋5a、二次襯砌內(nèi)拉筋5b、二次襯砌內(nèi)環(huán)向主筋5c、仰拱段6、仰拱回填層7、鋼管粧8、粧頂縱筋8a、粧頂箍筋8b、鋼管套Sc、遇水膨脹橡膠墊圈9、注漿管10。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0016]參照圖1，本實用新型一種用于軟基的鋼管粧植筋隧道復(fù)合襯砌的聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)，包括由初期支護、二次襯砌5構(gòu)成環(huán)狀的封閉結(jié)構(gòu)的隧道復(fù)合式襯砌，初期支護、二次襯砌5之間設(shè)置有防水層4。初期支護包括噴射混凝土層3a、初期支護之錨桿3b。所述隧道復(fù)合式襯砌仰拱段6下方的地基內(nèi)縱向、橫向間隔設(shè)置鋼管粧8，各鋼管粧8穿過軟弱地層2并嵌入基巖2，所述二次襯砌5的主筋與各鋼管粧8的頂部通過連接鋼筋形成固定連接，即基底設(shè)置嵌入基巖的鋼管粧8，形成端承作用，從而提高結(jié)構(gòu)的承載力，在粧頂設(shè)置連接鋼筋，一端植入鋼管粧8頂端另一端植入二次襯砌5，和二次襯砌5內(nèi)主筋連接成一體，使得傳力效果更好。各鋼管粧8的頂部與外包遇水膨脹橡膠墊圈9，有效解決因植筋穿過防水層4穿孔漏水問題。所述軟弱地層2內(nèi)在各鋼管粧8之間布設(shè)注漿管10，發(fā)揮其地層改良作用，從而基底形成承載力相對較高的改良層。該結(jié)構(gòu)體系對處于基底深厚軟弱地層的隧道適用性強，尤其適用于穿越人工回填土、承載能力低的區(qū)段，能夠有效的控制隧道運營期間的不均勻沉降，保證行車安全。
[0017]參照圖1和圖2，所述鋼管粧8加固范圍在隧道復(fù)合襯砌兩側(cè)墻角之間，梅花形布置，粧徑取40cm?50cm，橫向間距I?1.2m，縱向間距0.6?0.8m。為了進一步改良軟弱地層，提升圍巖承載力，控制地基沉降，在相鄰鋼管粧8之間設(shè)置注漿管10，所述注漿管10長2?3m，直徑25?35mm，橫向間距I?1.2m，縱向間距0.6?0.8m，管體上分布有用于楽液擴散的開孔，開孔沿管體長度方向均勻交叉布置，注漿時應(yīng)從兩側(cè)到中間，以確保注漿質(zhì)量。鋼管粧8與注漿管10間隔布置，該布置形式能夠有效保證粧效應(yīng)的發(fā)揮，提高軌面穩(wěn)定性。
[0018]如圖3所示，由于防水層4預(yù)留了鋼筋穿孔，為防止?jié)B漏腐蝕，在鋼管粧8粧頂外包遇水膨脹橡膠墊圈9，墊圈徑向?qū)挾葹殇摴芑挶诤竦?倍，遇水膨脹橡膠墊圈9呈套筒狀，其頂部具有徑向內(nèi)縮形成的凸臺，遇水膨脹橡膠墊圈9扣在鋼管粧8頂部。
[0019]如圖4、圖5所示，鋼管粧8采用下放鋼管套Sc后注漿方式成粧。所述連接鋼筋由環(huán)向間隔的粧頂縱筋8a和豎向間隔的粧頂箍筋Sb構(gòu)成，其下部植入鋼管粧8頂端以下3?4m深，和鋼管套8c焊接成一體。通常，粧頂縱筋8a在粧身內(nèi)環(huán)向均勻布置10?15根，保護層厚度40?50mm，粧頂箍筋8b間距200mm，下部和鋼管套8c焊接。
[0020]如圖6所示，鋼管粧8上部穿過初期支護之噴射混凝土層3a，且粧頂縱筋8a穿過防水層4，然后延伸入二次襯砌5內(nèi)，與二次襯砌5內(nèi)縱向主筋5a焊接成整體(如連接鋼筋遇主筋產(chǎn)生疊合現(xiàn)象，可適量人工彎折偏移，避開主筋)，下部豎直插入軟弱地層2，深入基巖2?3m ο
[0021]以上所述只是用圖解說明本實用新型用于軟基的鋼管粧植筋隧道復(fù)合襯砌的聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)的一些原理及功能，并非是要將本實用新型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，均屬于本實用新型所申請的專利范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于軟基的鋼管粧植筋隧道復(fù)合襯砌的聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)，包括由初期支護、二次襯砌(5)構(gòu)成環(huán)狀的封閉結(jié)構(gòu)的隧道復(fù)合式襯砌，初期支護、二次襯砌(5)之間設(shè)置有防水層(4)，其特征在于:所述隧道復(fù)合式襯砌仰拱段(6)下方的地基內(nèi)縱向、橫向間隔設(shè)置鋼管粧(8)，各鋼管粧(8)穿過軟弱地層(2)并嵌入基巖(2);所述二次襯砌(5)的主筋與各鋼管粧(8)的頂部通過連接鋼筋形成固定連接，各鋼管粧(8)的頂部外包遇水膨脹橡膠墊圈(9);所述軟弱地層(2)內(nèi)在各鋼管粧(8)之間布設(shè)注漿管(10)。2.如權(quán)利要求1所述的一種用于軟基的鋼管粧植筋隧道復(fù)合襯砌的聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述鋼管粧(8)在呈梅花形布設(shè)。3.如權(quán)利要求1所述的一種用于軟基的鋼管粧植筋隧道復(fù)合襯砌的聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述連接鋼筋由環(huán)向間隔的粧頂縱筋(Sa)和豎向間隔的粧頂箍筋(Sb)構(gòu)成，其下部植入鋼管粧(8)頂端以下3?4m深，和鋼管套(Sc)焊接成一體。4.如權(quán)利要求1所述的一種用于軟基的鋼管粧植筋隧道復(fù)合襯砌的聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述注漿管(10)深入軟弱地層(2)2?3m，其管身均勻交叉布置注漿孔。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于軟基的鋼管粧植筋隧道復(fù)合襯砌的聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述遇水膨脹橡膠墊圈(9)呈套筒狀，其頂部具有徑向內(nèi)縮形成的凸臺，遇水膨脹橡膠墊圈(9)扣在鋼管粧(8)頂部。
【專利摘要】一種用于軟基的鋼管樁植筋隧道復(fù)合襯砌的聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)，以有效解決隧道工后運營期間的沉降問題，同時其能有效控制施工周期，且結(jié)構(gòu)整體性好，抵抗外荷載能力強，確保隧道長期運營安全。包括由初期支護、二次襯砌構(gòu)成環(huán)狀的封閉結(jié)構(gòu)的隧道復(fù)合式襯砌，初期支護、二次襯砌之間設(shè)置有防水層。所述隧道復(fù)合式襯砌仰拱段下方的地基內(nèi)縱向、橫向間隔設(shè)置鋼管樁，各鋼管樁穿過軟弱地層并嵌入基巖。所述二次襯砌的主筋與各鋼管樁的頂部通過連接鋼筋形成固定連接，各鋼管樁的頂部外包遇水膨脹橡膠墊圈。所述軟弱地層內(nèi)在各鋼管樁之間布設(shè)注漿管。
【IPC分類】E21D11/18, E21D11/14, E21D11/38
【公開號】CN205225280
【申請?zhí)枴緾N201520896574
【發(fā)明人】趙萬強, 高楊, 晏啟祥, 楊雄, 唐茂皓, 琚國全, 賴新軍, 袁偉, 楊云, 柴培璽
【申請人】中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年11月11日