[發明專利]一種抗底鼓的隧道仰拱結構

有效

• 申請號: 201910057608.0
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109578018B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 杜明慶;王旭春;張素磊;李永寬;袁德浩;馮磊;管曉明;張鵬;于云龍;朱既賢
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: E21D11/08
• 分類號: E21D11/08;E21F16/02;E21D20/00;E21D11/15
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 高澤玉

1.一種抗底鼓的隧道仰拱結構，其特征在于其主體結構包括仰拱、仰拱填充、排水通道、泄水管、泄水口、防反水膠條、滲水孔、拱腳鎖定錨桿、抗浮錨桿、菱形鋼格柵；仰拱填充中沿隧道縱向貫穿設置有排水通道，排水通道從中間向兩端具有向下傾斜坡度，以便排水通道中的水排出隧道外部；排水通道沿隧道縱向均勻設置有多個泄水管，泄水管的一端伸入排水通道中，另一端深入圍巖中，以便將圍巖中的高壓水擠入排水通道中；泄水管上端設有泄水口，泄水口與排水通道的頂部接近，將圍巖中滲入泄水管的高壓水及時排出到排水通道中；泄水口上設有防反水膠條，泄水管中的高壓水單向排出到排水通道中，防止排水通道中水位過高時向泄水管中反水；泄水管深入圍巖中的部分外周分層布設有多層滲水孔，圍巖中的高壓水通過滲水孔進入泄水管，從而釋放圍巖中的高水壓壓力，以便減小圍巖作用在仰拱結構上的上浮力；仰拱的兩側拱腳分別均勻焊接有拱腳鎖定錨桿，拱腳鎖定錨桿成一定角度向隧道外側傾斜，以便增加仰拱結構的抗底鼓能力；仰拱的兩側分別均勻設置有抗浮錨桿，左右兩側的抗浮錨桿成一定角度向隧道內側傾斜，抗浮錨桿的端部與仰拱端部和拱腳鎖定錨桿端部緊密焊接，形成受力整體，底部圍巖中的上浮力通過抗浮錨桿的拱作用傳遞到拱腳鎖定錨桿和仰拱上，以便降低一部分圍巖壓力；菱形鋼格柵位于兩個泄水管的中間位置，底部角點與仰拱中的鋼筋焊接，菱形鋼格柵底部角點位于仰拱的中心，上部角點位于排水通道與仰拱填充頂面之間，菱形鋼格柵的各角點之間鉸接，仰拱結構受到上浮力，菱形鋼格柵的下部角點向上變形，帶動左右兩側的角點分別出現向左向右變形，帶動菱形鋼格柵的上部角點出現向下變形，從而減小仰拱填充上部的拉應力；用于隧道施工時，上部襯砌和仰拱結構分步施工，上下連接部位較為薄弱，拱腳鎖定錨桿與上部鎖腳錨桿、襯砌結構焊接在一起，形成牢固的整體，增加仰拱結構的抗底鼓能力；限于仰拱結構曲率的影響，仰拱結構的反拱作用有限，抗浮錨桿在仰拱外部圍巖中形成受力拱，從而形成保護仰拱結構的反拱受力體，達到雙仰拱的效果；所述抗浮錨桿的端部與仰拱端部和拱腳鎖定錨桿端部緊密焊接，形成受力整體，底部圍巖中的上浮力通過抗浮錨桿的拱作用傳遞到拱腳鎖定錨桿和上部襯砌結構上，消散了一部分圍巖壓力，提高了仰拱結構的抗底鼓能力。