本發(fā)明涉及隧道領(lǐng)域，具體涉及濕陷性黃土抗沉免壓隧道結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在濕陷性黃土地層中，當(dāng)?shù)貙佑捎邳S土濕陷而沉降，埋置于地層中的隧道結(jié)構(gòu)將隨之產(chǎn)生沉降，隧道內(nèi)凈空和線路線型將受到嚴(yán)重影響，為此在設(shè)計(jì)中多在仰拱底部設(shè)置樁基來(lái)維持隧道結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定，從而保證線路的穩(wěn)定。而傳統(tǒng)復(fù)合式隧道結(jié)構(gòu)二襯與初期支護(hù)密貼，兩者共同變形，共同受力，當(dāng)?shù)撞吭O(shè)置樁基保持相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，二襯與初支將承受上覆土柱荷載和附加的被動(dòng)土壓力，當(dāng)埋深較深時(shí)，結(jié)構(gòu)將難于承受而產(chǎn)生破壞，或造價(jià)非常高昂，在設(shè)計(jì)上不合理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出濕陷性黃土抗沉免壓隧道結(jié)構(gòu)，具體技術(shù)方案如下：

一種濕陷性黃土抗沉免壓隧道結(jié)構(gòu)，包括隧道，該隧道內(nèi)表面上由外向內(nèi)依次設(shè)置有初期支護(hù)(1)和二次襯砌(3)，其關(guān)鍵在于：所述二次襯砌(3)包括拱圈(3-1)、邊墻(3-2)和仰拱(3-3)，在所述邊墻(3-2)及拱圈(3-1)對(duì)應(yīng)的二次襯砌(3)和初期支護(hù)(1)之間設(shè)置有輕質(zhì)緩沖層(2)，在所述仰拱(3-3)下表面分布有基樁(4)，該基樁(4)上端與所述仰拱(3-3)固定連接，下端穿過(guò)所述初期支護(hù)(1)固定在該初期支護(hù)(1)下方的穩(wěn)定地層內(nèi)。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：本發(fā)明的二次襯砌與初期支護(hù)分離，在二次襯砌的仰拱下設(shè)置支撐二次襯砌的基樁，基樁穿過(guò)初期支護(hù)固定于初期支護(hù)下方的穩(wěn)定地層內(nèi)，基樁和初期支護(hù)接觸部分隔離，使兩者不產(chǎn)生相互摩擦，這樣初期支護(hù)在受到被動(dòng)土壓力而下沉或變形時(shí)，隧道內(nèi)部的二次襯砌在基樁的支撐下不下沉且不變形，從而使隧道路面和線性保持穩(wěn)定；在二次襯砌和初期支護(hù)之間設(shè)置輕質(zhì)緩沖層，一方面使二次襯砌對(duì)初期支護(hù)提供一定支撐作用，另一方面使初期支護(hù)對(duì)二次襯砌提供一定約束作用，從而提高整體結(jié)構(gòu)的抗震和抗沖擊能力。

為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，可進(jìn)一步為：

所述基樁(4)設(shè)有鋼管護(hù)壁，在該鋼管護(hù)壁內(nèi)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；所述基樁(4)上端設(shè)置有樁頭(8)并與所述仰拱(3-3)一體化連接；所述初期支護(hù)(1)下部開(kāi)設(shè)有用于穿設(shè)所述基樁(4)的孔，在該孔內(nèi)壁上設(shè)有鋼圈(5)，該鋼圈(5)與所述初期支護(hù)(1)內(nèi)鋪設(shè)的鋼拱架(7)固定連接；所述鋼圈(5)與所述基樁(4)之間填充有滑動(dòng)材料，這樣，鋼管護(hù)壁使基樁更堅(jiān)固，基樁上部設(shè)置的樁頭擴(kuò)大基樁與二次襯砌一體化連接的面積，使二次襯砌更穩(wěn)定地連接在基樁上，另外在初期支護(hù)上與基樁接觸的部分設(shè)置鋼圈，用來(lái)隔離初期支護(hù)和基樁，并在兩者之間填充有滑動(dòng)材料，減小兩者摩擦的同時(shí)，還保護(hù)初期支護(hù)不受基樁的損壞；

所述輕質(zhì)緩沖層(2)為乒乓球混凝土層，該乒乓球混凝土層呈月牙形，月牙形的所述乒乓球混凝土層關(guān)于所述隧道中心線對(duì)稱(chēng)，適應(yīng)隧道結(jié)構(gòu)的沉降，滿足隧道沉降承壓要求；

所述滑動(dòng)材料為砂礫石(6)，砂礫石具有流動(dòng)性，在起滑動(dòng)作用減小初期支護(hù)和基樁之間摩擦力的同時(shí)，還能提高基樁的抗震和抗沖擊能力。

本發(fā)明的有益效果為：二次襯砌和初期支護(hù)分離后單獨(dú)受力，并在兩者之間設(shè)置有輕質(zhì)緩沖層，使這種結(jié)構(gòu)的抗震性和抗沖擊力性能得到明顯的提高，而且二次襯砌受力較小，可減少鋼筋混凝土用量，節(jié)約隧道的制造成本；隧道二次襯砌不承受較大的上覆土柱壓力，受力較小，可增加安全儲(chǔ)備和設(shè)防措施，隧道內(nèi)凈空和線型可得到充分保證，隧道結(jié)構(gòu)不會(huì)受到周?chē)貙訔l件變化的影響；使用基樁支撐二次襯砌，使本發(fā)明可適用于具有地基軟弱和后期沉降量大的各種不良地質(zhì)條件中的隧道結(jié)構(gòu)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為二次襯砌的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為基樁與二次襯砌連接部分的結(jié)構(gòu)放大圖；

圖4為初期支護(hù)與基樁接觸部分的結(jié)構(gòu)放大圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

如圖1至圖4所示：一種濕陷性黃土抗沉免壓隧道結(jié)構(gòu)，包括隧道，該隧道內(nèi)表面上由外向內(nèi)依次設(shè)置有初期支護(hù)1和二次襯砌3，二次襯砌3包括拱圈3-1、邊墻3-2和仰拱3-3，在邊墻3-2及拱圈3-1對(duì)應(yīng)的二次襯砌3和初期支護(hù)1之間設(shè)置有輕質(zhì)緩沖層2，在仰拱3-3下表面分布有基樁4，基樁4上端與仰拱3-3固定連接，下端穿過(guò)初期支護(hù)1固定在初期支護(hù)1下方的穩(wěn)定地層內(nèi)；

基樁4設(shè)有鋼管護(hù)壁，在鋼管護(hù)壁內(nèi)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；基樁4上端設(shè)置有樁頭8并與仰拱3-3一體化連接；

初期支護(hù)1下部開(kāi)設(shè)有用于穿設(shè)基樁4的孔，在孔內(nèi)壁上設(shè)有鋼圈5，鋼圈5與初期支護(hù)1內(nèi)鋪設(shè)的鋼拱架7固定連接；鋼圈5與基樁4之間填充有滑動(dòng)材料，此滑動(dòng)材料為砂礫石6；

輕質(zhì)緩沖層2為乒乓球混凝土層，乒乓球混凝土層呈月牙形，月牙形的乒乓球混凝土層關(guān)于所述隧道的中心線對(duì)稱(chēng)。

施工時(shí)：適當(dāng)擴(kuò)大初期支護(hù)1的拱墻端面開(kāi)挖，然后施作初期支護(hù)1；在初期支護(hù)1下部事先設(shè)計(jì)好的孔位開(kāi)設(shè)用于穿設(shè)基樁4的孔，在開(kāi)孔處用鋼圈5與切斷的鋼拱架7固定連接，保證鋼拱架7的完整性，在孔內(nèi)穿設(shè)鋼管護(hù)壁，其中，鋼管護(hù)壁的下端部固定于穩(wěn)定地層，鋼管護(hù)壁和初期支護(hù)1接觸的部分設(shè)鋼模板隔離，然后在該鋼管護(hù)壁內(nèi)灌注鋼筋混凝土；施作二次襯砌3前取出鋼模板，在基樁4與初期支護(hù)1之間填充砂礫石6，而后設(shè)外模施作二次襯砌3，二次襯砌3和基樁4剛接；用乒乓球混凝土填充初期支護(hù)1和二次襯砌3之間的月牙形空間。