本實(shí)用新型屬于隧道施工領(lǐng)域，具體涉及一種大斷面隧道縱環(huán)梁預(yù)支護(hù)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有淺埋暗挖的大斷面隧道的建造方法較多，但一般是采用超前支護(hù)作用下的新奧法施工。隧道施工前一般先施工縱向設(shè)置的長(zhǎng)管棚、管幕、小導(dǎo)管等超前支護(hù)，然后分步開(kāi)挖隧道，并沿隧道橫斷面方向架設(shè)鋼架、噴射混凝土，形成初期支護(hù)。待初期支護(hù)封閉成環(huán)后即可鋪設(shè)防水板，澆筑二次襯砌，最終形成隧道襯砌結(jié)構(gòu)。該方法是國(guó)內(nèi)外成熟的隧道施工工法，廣泛應(yīng)用于常規(guī)斷面的隧道施工，但是在大斷面、超大斷面隧道的應(yīng)用過(guò)程中，則存在以下問(wèn)題：

(1)隧道斷面較大時(shí)，初期支護(hù)的受力增大。當(dāng)受力增大到一定程度時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)增大鋼架剛度、減少鋼架間距的方法仍無(wú)法滿足初期支護(hù)的強(qiáng)度和剛度要求，導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)難以修建超大斷面的淺埋暗挖隧道。

(2)隧道斷面較大時(shí)，縱向未開(kāi)挖隧道的地層松弛范圍大，造成超前支護(hù)縱向懸空長(zhǎng)度增加，因而需要加大超前支護(hù)鋼管的直徑來(lái)增大超前支護(hù)的剛度。

(3)隧道斷面較大時(shí)，現(xiàn)有初期支護(hù)剛度難以提高，采用分步開(kāi)挖，減少初期支護(hù)跨度時(shí)，工序復(fù)雜，隧道施工引起的地面沉降較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種大斷面隧道縱環(huán)梁預(yù)支護(hù)結(jié)構(gòu)，滿足了大斷面淺埋暗挖隧道開(kāi)挖過(guò)程中強(qiáng)度和剛度的要求，且預(yù)支護(hù)體系不占用隧道開(kāi)挖面積。

本實(shí)用新型提供了一種大斷面隧道縱環(huán)梁預(yù)支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括待挖掘的主洞的隧道二次襯砌，其特征在于沿二次襯砌環(huán)向外輪廓線均勻間隔布置有多根沿隧道縱向布置的縱向鋼管，相鄰兩根縱向鋼 管1)之間通過(guò)橫向鋼管相連通，在二次襯砌輪廓線環(huán)向上，橫向鋼管與縱向鋼管間隔相連形成環(huán)向連通空間，所述環(huán)向連通空間內(nèi)澆筑有混凝土。

所述沿縱向鋼管縱向間隔設(shè)置多個(gè)所述環(huán)向連通空間。

所述縱向鋼管的內(nèi)徑滿足人員進(jìn)入其內(nèi)部切割、澆筑鋼筋混凝土工作的空間要求。

所述縱向鋼管與橫向鋼管的對(duì)應(yīng)處設(shè)置有切割開(kāi)口；橫向鋼管的開(kāi)口端部與所述縱向鋼管的切割開(kāi)口焊接。

所述環(huán)向連通空間內(nèi)的混凝土中設(shè)置有綁扎的鋼筋。

所述環(huán)向連通空間所在平面與隧道的縱向垂直。

本實(shí)用新型利用較大直徑鋼管作為隧道的超前支護(hù)，鋼管可通過(guò)頂管或盾構(gòu)法施工。在縱向沿一定間距從內(nèi)側(cè)切開(kāi)鋼管，然后環(huán)向通過(guò)鋼管焊接形成環(huán)向連通的空間，之后在該環(huán)向連通空間內(nèi)綁扎鋼筋，最后在該環(huán)向連通的空間內(nèi)澆筑混凝土，形成縱向鋼管混凝土與一定間距設(shè)置的環(huán)向鋼筋混凝土組合的縱梁+橫梁預(yù)支護(hù)體系。在此預(yù)支護(hù)體系保護(hù)下開(kāi)挖隧道，澆筑二次襯砌形成最終的隧道襯砌結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型在采用足夠尺寸的縱向鋼管支護(hù)的同時(shí)，利用鋼管內(nèi)的空間，將現(xiàn)有淺埋暗挖隧道開(kāi)挖技術(shù)中的鋼架、初期支護(hù)等環(huán)向支撐體系，布置在切開(kāi)鋼管形成的環(huán)向連通空間內(nèi)，環(huán)向連通空間是縱向間隔一定距離設(shè)置的。本實(shí)用新型形成穩(wěn)定的縱橫梁預(yù)支護(hù)體系，滿足了大斷面淺埋暗挖隧道開(kāi)挖過(guò)程中強(qiáng)度和剛度的要求。本實(shí)用新型通過(guò)縱梁橫梁相互配合和內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成預(yù)支護(hù)體系，不占用隧道開(kāi)挖面積。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型鋼管環(huán)向不連通A-A斷面示意圖；

圖3是本實(shí)用新型環(huán)梁處B-B斷面圖；

圖4是本實(shí)用新型鋼管切割形成環(huán)向連通空間大樣圖；

其中，1-縱向鋼管；2-橫向鋼管；3-隧道二次襯砌，4-地面，5-切割口；6-環(huán)向連通空間。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō) 明，便于清楚地了解本實(shí)用新型，但它們不對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)成限定。

如圖所示，本實(shí)用新型提供了一種大斷面隧道縱環(huán)梁預(yù)支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括待挖掘的主洞的隧道二次襯砌3，其特征在于沿二次襯砌3環(huán)向外輪廓線均勻間隔布置有多根沿隧道縱向布置的縱向鋼管1，相鄰兩根縱向鋼管1之間通過(guò)橫向鋼管2相連通，在二次襯砌3輪廓線環(huán)向上，橫向鋼管2與縱向鋼管1間隔相連形成環(huán)向連通空間6，所述環(huán)向連通空間6內(nèi)澆筑有混凝土。澆筑有混凝土的環(huán)向連通空間6與縱向鋼管相配合形成混凝土與鋼架相配合的縱環(huán)梁結(jié)構(gòu)。所述沿縱向鋼管1縱向間隔設(shè)置多個(gè)所述環(huán)向連通空間6。

所述縱向鋼管1的內(nèi)徑滿足人員進(jìn)入其內(nèi)部切割、澆筑鋼筋混凝土工作的空間要求，便于工作人員在縱向鋼管內(nèi)部進(jìn)行切割施工。

所述縱向鋼管與橫向鋼管的對(duì)應(yīng)處設(shè)置有切割開(kāi)口；橫向鋼管的開(kāi)口端部與所述縱向鋼管的切割開(kāi)口焊接，保證縱向鋼管和橫向鋼管的一體化連接穩(wěn)定性。

所述環(huán)向連通空間6內(nèi)的混凝土中設(shè)置有綁扎的鋼筋，進(jìn)一步提高混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。所述環(huán)向連通空間6所在平面與隧道的縱向垂直，保證預(yù)支護(hù)結(jié)構(gòu)的均勻受力。

本實(shí)用新型的施工步驟包括以下步驟：

第一步，采用頂管或盾構(gòu)法施工縱向鋼管1，縱向鋼管1沿隧道外輪廓布置；縱向鋼管的直徑可選擇1.62m；縱向鋼管1的直徑應(yīng)滿足施工人員進(jìn)入施工；

第二步，縱向鋼管1全部施工完成后，施工人員進(jìn)入縱向鋼管1，按照縱向間距L2從縱向鋼管1內(nèi)側(cè)設(shè)計(jì)切割口5切割，縱向切割長(zhǎng)度為L(zhǎng)1；

第三步，所有相鄰縱向鋼管1的切割口5通過(guò)橫向鋼管2焊接連接；相鄰的鋼管焊接形成環(huán)向連通空間6；

第四步，在位于縱梁鋼管對(duì)應(yīng)兩側(cè)的切割口之間設(shè)置擋板，使環(huán)向連通空間6形成密閉空間。

第四步，向橫向鋼管2和縱向鋼管1相配合形成的環(huán)向連通空間6及鋼管中澆筑混凝土，必要時(shí)采用鋼筋混凝土；

第五步，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，拆卸擋板，即可開(kāi)挖隧道并施工二次襯砌3。

按照以上步驟，最終形成縱向及環(huán)向上間隔L2布置的縱環(huán)梁 預(yù)支護(hù)體系。其中，L1為環(huán)梁寬度，L2為環(huán)梁縱向間距，L1和L2、縱向鋼管1的直徑和切割口5的高度須滿足預(yù)支護(hù)體系的強(qiáng)度和剛度要求。本實(shí)用新型較現(xiàn)有技術(shù)適用范圍廣，適用于多種地質(zhì)條件和多種隧道跨度。本實(shí)用新型提出在隧道開(kāi)挖前先施工縱梁(縱向鋼管)與環(huán)梁(橫向鋼管)相結(jié)合的縱環(huán)梁預(yù)支護(hù)體系，滿足施工期隧道開(kāi)挖后的縱向及橫斷面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度要求。本實(shí)用新型采用縱梁與橫梁相互配合的支護(hù)結(jié)構(gòu)剛度大，相比現(xiàn)有技術(shù)更有利于沉降控制。本實(shí)用新型的施工條件好，安全性更高；同時(shí)經(jīng)濟(jì)性較好，減少了隧道初期支護(hù)工程量和臨時(shí)支護(hù)工程量

本說(shuō)明書(shū)未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。