專利名稱：用于隧道洞口的門式復(fù)合管棚套拱結(jié)構(gòu)及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交通隧道的加固結(jié)構(gòu)及其施工方法，尤其涉及一種隧道施工時的洞口 加固結(jié)構(gòu)及其施工方法。
背景技術(shù)：
隧道洞口是隧道的咽喉，洞口部分在地質(zhì)上通常比較破碎松軟，易于失穩(wěn)形成滑 坡、坍塌等。因此，洞口段的穩(wěn)定與否直接關(guān)系到隧道施工的難易與營運安全。在山嶺隧道 施工中，對于破碎松軟的洞口地段常設(shè)置管棚套拱，通過搭設(shè)長管棚以進(jìn)行洞口段加固。然 而，對于地表處于臨近穩(wěn)定狀態(tài)的情況，盡管施做了長管棚，在進(jìn)行暗挖施工時，洞口段邊、 仰坡仍可能出現(xiàn)開裂、滑移，導(dǎo)致洞內(nèi)下沉過大，常規(guī)的管棚套拱被移位開裂，進(jìn)而引發(fā)洞 口坍塌事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、力學(xué)性能 較好、能有效防止隧道洞口坍塌和邊、仰坡滑移的用于隧道洞口的門式復(fù)合管棚套拱結(jié)構(gòu)， 還相應(yīng)提供一種施工步驟簡單、施工效率高、施工經(jīng)濟(jì)性和安全性較好的門式復(fù)合管棚套 拱結(jié)構(gòu)的施工方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種用于隧道洞口的門式復(fù)合管 棚套拱結(jié)構(gòu)，所述門式復(fù)合管棚套拱結(jié)構(gòu)包括位于隧道洞口頂部的管棚套拱和位于隧道洞 口兩側(cè)的預(yù)加固樁，所述管棚套拱的兩端分別與兩側(cè)的預(yù)加固樁相連接，且該管棚套拱由 預(yù)加固樁支承；預(yù)加固樁的頂端固接有頂蓋梁，所述頂蓋梁與所述管棚套拱間填充有袋裝 回填土。作為對上述門式復(fù)合管棚套拱結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述預(yù)加固樁內(nèi)預(yù)埋有連接套 管，所述管棚套拱的兩端通過插入該連接套管的連接鋼筋與所述預(yù)加固樁相連接。上述的用于隧道洞口的門式復(fù)合管棚套拱結(jié)構(gòu)中，所述頂蓋梁中優(yōu)選設(shè)有長管 棚。作為一個總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種上述的門式復(fù)合管棚套拱結(jié)構(gòu)的施工 方法，包括以下步驟
(1)施工預(yù)加固樁在隧道洞口兩側(cè)開挖、澆注預(yù)加固樁，并在樁內(nèi)預(yù)埋連接套管；
(2)開挖隧道管棚套拱開挖隧道的管棚套拱斷面，并保留隧道開挖斷面的核心土；
(3)插入連接鋼筋在所述預(yù)加固樁的連接套管中插入連接鋼筋；
(4)施工管棚套拱澆注管棚套拱，使管棚套拱通過連接鋼筋與所述預(yù)加固樁固接成一 整體，同時在該管棚套拱內(nèi)預(yù)留管棚套管，在管棚套管內(nèi)設(shè)置長管棚；
(5)施工頂蓋梁所述管棚套拱的混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，在管棚套拱上方填充袋裝回 填土，并在袋裝回填土上方澆注頂蓋梁，在該頂蓋梁內(nèi)預(yù)留管棚套管，并在管棚套管內(nèi)設(shè)置 長管棚，完成施工。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于
(1)本發(fā)明的門式復(fù)合管棚套拱采用了預(yù)加固樁與頂蓋梁相結(jié)合的倒“U”形洞口加固 結(jié)構(gòu)，其在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、穩(wěn)定性及外部受力上要表現(xiàn)出更加優(yōu)異的性能；
(2)采用本發(fā)明的門式復(fù)合管棚套拱結(jié)構(gòu)可以更有效地防止隧道洞內(nèi)的下沉及洞口的 坍塌，大大提高隧道施工的安全性和施工效率；
(3)采用本發(fā)明的門式復(fù)合管棚套拱結(jié)構(gòu)可以更有效地防止兩坡(隧道洞口的邊坡和 仰坡)滑移，進(jìn)一步提高隧道施工的安全性和施工效率；
(4)本發(fā)明的施工方法操作相對簡便，施工效率高，能夠大大減少施工開挖的高度，提 高施工的經(jīng)濟(jì)性和施工效率。


圖1為本發(fā)明實施例中的門式復(fù)合管棚套拱結(jié)構(gòu)的主視圖。圖2為本發(fā)明實施例中的門式復(fù)合管棚套拱結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖3為本發(fā)明實施例中的門式復(fù)合管棚套拱結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖4為圖1中A處的局部放大圖。圖例說明
1.管棚套拱；11.管棚套管；12.長管棚；2.預(yù)加固樁；21.連接套管；22.連接鋼 筋；3.仰坡；4.核心土；5.頂蓋梁；6.袋裝回填土。
具體實施例方式以下結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實施例
一種如圖1 圖4所示的本發(fā)明用于隧道洞口的門式復(fù)合管棚套拱結(jié)構(gòu)，該門式復(fù)合 管棚套拱結(jié)構(gòu)包括位于隧道洞口頂部的管棚套拱1和位于隧道洞口兩側(cè)的預(yù)加固樁2，該 管棚套拱1由預(yù)加固樁2支承，管棚套拱1的兩端分別與兩側(cè)的預(yù)加固樁2相連接。本實 施例中，管棚套拱1的端部具體連接于預(yù)加固樁2中部偏上的位置。在預(yù)加固樁2內(nèi)預(yù)埋 有連接套管21，管棚套拱1的兩端是通過插入該連接套管21的連接鋼筋22與預(yù)加固樁2 相連接。在預(yù)加固樁2的頂端固接有頂蓋梁5，頂蓋梁5與管棚套拱1間填充有袋裝回填土 6。管棚套拱1和頂蓋梁5中均預(yù)埋有均勻分布的管棚套管11和穿過該管棚套管11的長 管棚12。本實施例的用于隧道洞口的門式復(fù)合管棚套拱結(jié)構(gòu)的施工方法包括以下步驟
1.施工預(yù)加固樁在某一地質(zhì)軟弱、破碎的交通隧道洞口地段，先在隧道洞口兩側(cè)開 挖、澆注預(yù)加固樁2，并在樁內(nèi)擬連接管棚套拱的相應(yīng)位置預(yù)埋連接套管21 ；
2.開挖隧道管棚套拱開挖隧道管棚套拱的斷面及兩側(cè)基礎(chǔ)，使隧道上方的仰坡3的 坡度保持在1 1，并保留隧道開挖的核心土 4;
3.插入連接鋼筋管棚套拱斷面開挖以后，在預(yù)加固樁2的連接套管21中插入連接鋼 筋22;
4.施工管棚套拱澆注管棚套拱1，使管棚套拱1通過連接鋼筋22與預(yù)加固樁2固接 成一整體，同時在該管棚套拱1內(nèi)預(yù)留Φ 127mm的鋼質(zhì)管棚套管11，在管棚套管11內(nèi)施做長管棚12 ；
5.施工頂蓋梁當(dāng)管棚套拱1的混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，在管棚套拱1上方填充袋裝 回填土 6，并在袋裝回填土 6上方澆注頂蓋梁5，在該頂蓋梁5內(nèi)預(yù)留管棚套管11，并在管棚 套管11內(nèi)設(shè)置長管棚12，完成施工。 在本實施例的門式復(fù)合管棚套拱結(jié)構(gòu)施工完成后，即可進(jìn)行后續(xù)的進(jìn)洞開挖、仰 拱及仰拱回填的施工。在后續(xù)的隧道開挖施工過程中，由于洞口的管棚套拱與兩側(cè)的預(yù)加 固樁和頂部頂蓋梁形成一受力整體，這可避免在開挖下臺階時，由于管棚套拱基礎(chǔ)底部懸 空而造成管棚套拱的下沉及開裂，因而能夠大大提高隧道施工過程的安全性和經(jīng)濟(jì)性。
權(quán)利要求
1.一種用于隧道洞口的門式復(fù)合管棚套拱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述門式復(fù)合管棚套拱 結(jié)構(gòu)包括位于隧道洞口頂部的管棚套拱和位于隧道洞口兩側(cè)的預(yù)加固樁，所述管棚套拱的 兩端分別與兩側(cè)的預(yù)加固樁相連接，且該管棚套拱由預(yù)加固樁支承；預(yù)加固樁的頂端固接 有頂蓋梁，所述頂蓋梁與所述管棚套拱間填充有袋裝回填土。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于隧道洞口的門式復(fù)合管棚套拱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 預(yù)加固樁內(nèi)預(yù)埋有連接套管，所述管棚套拱的兩端通過插入該連接套管的連接鋼筋與所述 預(yù)加固樁相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于隧道洞口的門式復(fù)合管棚套拱結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述頂蓋梁中設(shè)有長管棚。
4.一種如權(quán)利要求1或2或3所述的門式復(fù)合管棚套拱結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟(1)施工預(yù)加固樁在隧道洞口兩側(cè)開挖、澆注預(yù)加固樁，并在樁內(nèi)預(yù)埋連接套管；(2)開挖隧道管棚套拱開挖隧道的管棚套拱斷面，并保留隧道開挖斷面的核心土；(3)插入連接鋼筋在所述預(yù)加固樁的連接套管中插入連接鋼筋；(4)施工管棚套拱澆注管棚套拱，使管棚套拱通過連接鋼筋與所述預(yù)加固樁固接成一 整體，同時在該管棚套拱內(nèi)預(yù)留管棚套管，在管棚套管內(nèi)設(shè)置長管棚；(5)施工頂蓋梁所述管棚套拱的混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，在管棚套拱上方填充袋裝回 填土，并在袋裝回填土上方澆注頂蓋梁，在該頂蓋梁內(nèi)預(yù)留管棚套管，并在管棚套管內(nèi)設(shè)置 長管棚，完成施工。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于隧道洞口的門式復(fù)合管棚套拱結(jié)構(gòu)及其施工方法，該結(jié)構(gòu)包括位于隧道洞口頂部的管棚套拱和位于洞口兩側(cè)的預(yù)加固樁，管棚套拱與預(yù)加固樁相連接且由預(yù)加固樁支承；預(yù)加固樁的頂端固接有頂蓋梁，頂蓋梁與管棚套拱間填充有袋裝回填土。施工方法為先在洞口兩側(cè)開挖、澆注預(yù)加固樁，并在樁內(nèi)預(yù)埋連接套管；然后開挖管棚套拱斷面，并保留核心土；再在連接套管中插入連接鋼筋，同時澆注管棚套拱，使其與預(yù)加固樁固接成一整體，同時在該管棚套拱內(nèi)預(yù)留管棚套管，設(shè)置長管棚；最后在管棚套拱上方填充袋裝回填土，并澆注頂蓋梁，完成施工。本發(fā)明的門式復(fù)合管棚套拱結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，力學(xué)性能較好，能有效防止隧道洞口坍塌和邊、仰坡滑移。
文檔編號E21D11/00GK102071948SQ20111004465
公開日2011年5月25日 申請日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者侯興杰, 傅立新, 劉正剛, 劉永勝, 張進(jìn)華, 施成華, 易震宇, 李林林, 王明明, 蔣正華, 蔣勝波 申請人:湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院