[發明專利]一種隧洞

在審

• 申請號: 201810493400.9
• 申請日: 2018-05-22
• 公開（公告）號: CN108547631A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 程宵;汪睿;李建軍;茆大煒;李萍;秦浩
• 申請（專利權）人: 中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: E21D9/14
• 分類號: E21D9/14;E21D11/14
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏;胡凌云

本發明涉及一種隧洞，包括底板，所述底板的兩端分別設有邊墻，所述邊墻和底板的交界處設有貼腳結構；還包括抗剪鋼筋和彎起鋼筋，所述抗剪鋼筋穿過貼腳結構，且抗剪鋼筋的一端伸入底板內，抗剪鋼筋的另一端伸入邊墻內；所述彎起鋼筋包括L形直角段，所述直角段的一端向上伸入邊墻內，直角段的另一端伸入底板內，所述直角段的兩端分別固定有向直角段內側彎折的彎折段；所述彎折段和抗剪鋼筋沿隧洞長度方向的投影相互交叉。本發明通過在襯砌邊墻和底板連接部位設置貼腳結構取代原直角連接，結合抗剪鋼筋和彎起鋼筋的合理布置，可在混凝土量增加很少的情況下，非常有效的緩解應力集中，提升抗剪切性能。

技術領域

本發明涉及一種隧洞，尤其涉及一種抗剪切破壞能力強的隧洞。

背景技術

我國水電和市政開發逐步向西部高山峽谷地帶轉移，隧洞應用日益增多。當隧洞圍巖為離散松散的崩塌堆積體，主要表現為由碎塊石夾黃色泥組成、局部架空掉塊、穩定性差等地質條件，且洞頂上覆埋深小，屬于離散堆積體地質條件下的淺埋隧洞。一般情況下，圍巖厚度越小，承載能力越差，滲透穩定越難滿足，覆蓋在隧洞頂上的巖體不可能形成完整的支撐環，襯砌結構承受所有的圍巖壓力。根據理論分析和大量工程實例經驗總結，隧洞洞頂巖層厚度(式中：計算寬度b和h分別為隧洞開挖寬度和高度，為底層巖石內摩擦角)，作為淺埋隧洞判別分界標準，見如下示意圖。在埋深淺、圍巖穩定性差的淺埋隧洞基本上都是采用明挖，盡量避免淺埋隧洞開挖，但是由于地形地質條件和相鄰建筑物等限制因素，淺埋暗挖進洞應用日益廣泛。

目前，我國對淺埋隧洞抗剪切破壞研究很少見，尤其對于離散堆積體地質條件情況更少。現有技術中一般首選城門洞型隧洞作為淺埋和堆積體條件下進洞方式，優勢主要為：成洞受力條件較好，技術工藝較簡單且成熟，但是在邊墻和底板直角連接部位應力集中效果顯著，特別對于堆積體條件山巖壓力全部由襯砌單獨承載時，直角連接部位很容易剪切破壞，出現裂縫或斷裂，影響整體結構的安全運行。

發明內容

本發明解決的技術問題是，克服現有技術中存在的不足，提供一種隧洞，以有效解決隧洞邊墻和底板連接處應力集中、易被剪切破壞的問題。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：一種隧洞，包括底板，所述底板的兩端分別設有邊墻，所述邊墻和底板的交界處設有貼腳結構；還包括抗剪鋼筋和彎起鋼筋，所述抗剪鋼筋穿過貼腳結構，且抗剪鋼筋的一端伸入底板內，抗剪鋼筋的另一端伸入邊墻內；所述彎起鋼筋包括L形直角段，所述直角段的一端向上伸入邊墻內，直角段的另一端伸入底板內，所述直角段的兩端分別固定有向直角段內側彎折的彎折段；所述彎折段和抗剪鋼筋沿隧洞長度方向的投影相互交叉。

本發明中，貼腳結構的設計可有效分散應力集中區域，有條件的布設抗剪切破壞鋼筋并聯合承載，抗剪鋼筋的設置可有效增強貼腳結構內側抗剪切破壞能力，鋼筋穿過貼腳結構設置，且兩端分別伸入底板和邊墻，聯合承載內側剪力，有效限制初始裂縫由內側向外側產生并延伸；彎起鋼筋可加強貼腳結構外側抗彎和抗剪切破壞能力，直角段可將邊墻和底板連接成一整體，提升邊墻和底板的整體性，共同承載外側受彎變形，有效限制初始裂縫由外側向內側產生并延伸，邊墻內的彎折段可將邊墻內側部分應力傳遞到邊墻外側部分，底板內的彎折段可實現底板上側部分和下側部分的應力傳遞，彎折段能夠充分利用鋼筋與混凝土接觸面的摩擦力和咬合力，進一步提升邊墻和底板的整體性；所述貼腳結構、抗剪鋼筋和彎起鋼筋形成大致呈三角形的穩定結構，協同作用，并與邊墻和底板連接處貼腳結構共同形成結構穩定的受力整體，從而大大加強該部位的抗彎和抗剪切破壞能力。

進一步地，所述貼腳結構的橫截面為圓角狀或倒角狀。

進一步地，所述彎折段與直角段之間的夾角θ為120-150°。

進一步地，所述抗剪鋼筋各段依次一體連接；進一步地，彎起鋼筋各段依次一體連接。

進一步地，所述抗剪鋼筋位于邊墻內一端設有向上延伸的第一錨固段，抗剪鋼筋位于底板內的一端設有橫向延伸的第二錨固段。