[發明專利]加強側向約束的超高回填明洞構造及其施工方法

在審

• 申請號: 202010057588.X
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111139846A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 楊建民;朱麟晨;舒東利;廖余;王磊
• 申請（專利權）人: 中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: E02D17/20
• 分類號: E02D17/20;E02D17/18
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 林秋雅

本發明公開了一種加強側向約束的超高回填明洞構造及其施工方法，超高回填明洞構造包括明洞，所述明洞包括邊墻和拱圈，在所述明洞的上方回填有回填土，在所述邊墻的兩側設置有邊坡，所述邊墻和所述邊坡之間連接有橫柱，所述橫柱的一端伸入所述邊坡內，另一端伸出所述邊坡并與所述邊墻相連接；施工方法為從明洞的兩側邊墻分別向邊坡橫向開挖隧洞；往所述隧洞內回填混凝土形成橫柱，將所述橫柱伸出邊坡并頂緊所述邊墻。本發明將橫柱伸入邊坡內，通過邊坡的摩擦阻力給橫柱提供足夠大的反力作用在明洞邊墻上，該反力足以平衡明洞上方回填土的豎向力，從而明洞拱圈上方可回填15m以上的回填土，改變以往工程上難以建造超高回填明洞的被動局面。

技術領域

本發明涉及隧道施工技術領域，特別是一種加強側向約束的超高回填明洞構造及其施工方法。

背景技術

明洞結構承受很大的豎向力，這個豎向力主要為明洞拱圈以上的回填土厚度決定，而明洞結構受力和暗洞隧道不同，明洞的不利之處在于兩側邊墻無法提供足夠大的反力來平衡由于回填土的重量產生的豎向力，這就導致當回填土石過厚，豎向力過大時極易引起拱圈混凝土內側壓裂，影響結構的使用，因此以往明洞設計時均要求拱圈上方的回填土石厚度不超過3m。但現在工程上也經常遇到由于地表不允許出現下陷或邊坡膨脹土不好防護等原因，要求明洞填土至地表，這就出現了回填土厚度達15m以上的超高回填明洞結構。如圖1所示，在超高回填明洞結構中，以往多采用在明洞1的邊墻3兩側設置回填混凝土4來增加邊墻3反力的做法，但回填混凝土4和邊坡5的接觸面仍然是薄弱面，所能提供的邊墻3反力仍不夠平衡上方回填土2的豎向力，以至于出現了工程上難以建造超高回填明洞的被動局面。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術存在的問題，提供一種加強側向約束的超高回填明洞構造及其施工方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種加強側向約束的超高回填明洞構造，包括明洞，所述明洞包括邊墻和拱圈，在所述明洞的上方回填有回填土，在所述邊墻的兩側設置有邊坡，所述邊墻和所述邊坡之間連接有橫柱，所述橫柱沿著所述明洞的橫向設置，所述橫柱的一端伸入所述邊坡內，另一端伸出所述邊坡并與所述邊墻相連接。

本發明創造性地將橫柱伸入邊坡內，通過邊坡的摩擦阻力給橫柱提供足夠大的反力作用在明洞邊墻上，該反力足以平衡明洞上方回填土的豎向力，從而明洞拱圈上方可回填15m以上的回填土，改變以往工程上難以建造超高回填明洞的被動局面。

作為本發明的優選方案，所述橫柱伸入所述邊坡內的長度大于或等于6m，以保證提供足夠大的摩擦阻力。

作為本發明的優選方案，所述橫柱沿著所述明洞的縱向間隔布置，以保證提供足夠大的摩擦阻力。

作為本發明的優選方案，所述橫柱的一端與所述邊坡固結，另一端頂緊所述邊墻。

作為本發明的優選方案，所述橫柱為混凝土構件，便于施工。

一種加強側向約束的超高回填明洞構造的施工方法，包括以下步驟：

步驟一：從明洞的兩側邊墻分別向邊坡橫向開挖隧洞；

步驟二：往所述隧洞內回填混凝土形成橫柱，將所述橫柱伸出邊坡并頂緊所述邊墻。

采用現有的施工方法可以較快完成邊坡隧洞的開挖，再通過簡單的回填混凝土，就可以將隧洞邊墻和邊坡連接起來，在隧洞內通過摩擦阻力給橫柱提供足夠大的反力作用在明洞邊墻上，從而可實現超高回填明洞的建造施工。整個施工方法，工序簡單，成本較低，且效果良好。

作為本發明的優選方案，沿著所述明洞的縱向間隔開挖多個所述隧洞，并分別施作所述橫柱，以保證提供足夠大的摩擦阻力。

作為本發明的優選方案，所述隧洞的直徑為2m-4m，以保證提供足夠大的摩擦阻力。