[發明專利]通透肋式拱梁隧道

有效

• 申請號: 200810048633.4
• 申請日: 2008-07-30
• 公開（公告）號: CN101324071A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: 余飛;陳善雄;陳修和;張勝;王飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: E02D29/045
• 分類號: E02D29/045
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本發明涉及隧道工程領域，更具體涉及一種通透肋式拱梁隧道結構形式，適用于山區道路傍山隧道的修建。

背景技術

中國山脈縱橫，地形地勢陡峻險要，地質條件復雜。在中國山區交通工程建設項目快速推進的過程中，沿河谷、山谷修建的傍山道路占有相當的比重。傍山地段以往多采用深挖路塹方案，由于受到山區陡峭地形條件的限制，該方案往往需要大范圍開挖山體邊坡，不僅對周圍植被造成嚴重破壞，同時也帶來了高切坡穩定性問題，其支護和后期維護費用較高。目前，淺埋傍山隧道(隧址區地表傾斜，隧道傍山開挖形成洞室，埋深較淺，基本為半明半暗洞室結構)逐漸取代傳統的深挖路塹方案，以減少對山體植被的破壞，避免高切坡的安全隱患。由于淺埋傍山隧道覆蓋層較薄、圍巖類別較低，開挖后影響范圍波及到地表且不能形成“自然拱”，洞身承受顯著不對稱荷載。因此，設計上需要在山坡外側設置高大的護拱結構，并進行洞頂回填后暗挖，以平衡山體的偏壓力；另外，為了保證護拱結構的穩定，需要設置擋土墻基礎，在地表傾斜的山坡地段，擋土墻尤為寬大而厚重，且對坡面植被造成了一定程度的破壞。由此可見，淺埋傍山隧道存在工程造價高，施工難度大，對環境同樣具有一定破壞性的缺點。

通透肋式拱梁隧道是基于對淺埋傍山隧道受力特點的系統分析基礎上提出的一種新型隧道結構型式，在充分認識拱頂山坡圍巖松弛壓力是隧道結構偏壓應力的主要來源，采用管棚注漿對拱頂山坡進行支護，減小坡體變形，有效降低隧道結構荷載；隧道外側采用通透的肋式拱梁結構取代傳統的封閉式護拱結構，并用抗滑樁取代高大的擋土墻，整體襯砌后形成封閉的承力體系。通透肋式拱梁隧道最大限度地減小了對山體植被的破壞，能很好地適應山區地形，整體結構簡潔輕盈，無需通風和采光系統，行車視覺效果好，與山區景觀協調。

因此，通透肋式拱梁隧道結構很好地實現了工程安全、環保和景觀協調的統一，具有非常廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的目的是在于提供了一種通透肋式拱梁隧道，該結構根據淺埋傍山隧道的受力特點而設計，能很好地適應山坡地形，最大程度地減少了對周圍植被的破壞；整體結構簡潔輕盈，改變了傳統隧道的封閉性，行車視覺效果好，無需通風和采光系統，與山區景觀協調統一，可推廣應用于山區傍山道路的建設工程中。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術措施：

一種通透肋式拱梁隧道，它包括拱頂管棚，內側拱圈二次襯砌，拱頂地梁，防落石擋塊，肋式拱梁，防撞墻，抗滑樁，其特征在于：肋式拱梁為長方形截面的弧形鋼筋混凝土拱梁，相鄰肋式拱梁的中心間距為4.0～6.5m，各片肋式拱梁頂端與拱頂地梁相連，底端與防撞墻相連，內側拱圈二次襯砌頂端與拱頂地梁相連，底端與仰拱相連，防撞墻通過樁基承臺與抗滑樁相連，拱頂地梁和防撞墻均為長方形截面的條形鋼筋混凝土結構，沿線路縱向通長布置，隧道中內側拱圈二次襯砌、拱頂地梁、肋式拱梁和防撞墻依次連接、統一澆筑的整體結構，抗滑樁為正方形截面的鋼筋混凝土結構，抗滑樁中心線與肋式拱梁中心線位于同一條軸線上，拱頂管棚以向下傾斜0～25°的角度鉆入，鉆孔軸線與線路走向正交。

通透肋式拱梁隧道是一種全新的隧道結構型式，該結構體系利用管棚注漿進行拱頂山坡的支護，并采用抗滑樁支撐外側拱腳，以減小坡體變形，降低隧道結構荷載，同時有效地減小了對山坡植被的破壞面；采用隧道內側襯砌結構與外側肋式拱梁異型結構及抗滑樁形成封閉的承力體系，以平衡隧道圍巖的偏壓應力，保證隧道結構的長期穩定性；肋式拱梁的通透式設計，極大地改善了隧道內的通風、采光和行車視覺效果。通透肋式拱梁隧道結構凸顯了工程安全、環保與景觀協調的理念。

通透肋式拱梁隧道結構由拱頂管棚、初期襯砌、支護錨桿、內側拱圈二次襯砌、拱頂地梁、防落石擋塊、肋式拱梁、防撞墻、樁基承臺、抗滑樁、仰拱等部分組成。

拱頂管棚采用預鉆孔埋設的熱扎無縫鋼管，外徑108～138mm，壁厚6～8mm，埋入深度為15～20m，管壁四周設2排直徑20mm的注漿孔，鋼管內設置鋼筋籠，鋼筋籠由4根直徑20mm的鋼筋組成，并焊接在外徑42mm壁厚4mm的無縫鋼管上；鋼管內為高壓注入水泥砂漿(壓力為1-2Mpa)，水泥砂漿通過注漿孔充填鋼管與巖層之間的縫隙及圍巖內部裂隙，共同起到加固拱頂邊坡巖層的作用。