[發明專利]一種隧道無中導洞支護結構及其施工方法

在審

• 申請號: 202011044757.2
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112096420A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 林秀桂
• 申請（專利權）人: 上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司
• 主分類號: E21D11/18
• 分類號: E21D11/18;E21D11/10;E21D11/00;E21D21/00
• 代理公司: 上海世圓知識產權代理有限公司 31320
• 代理人: 陳穎潔

本發明為一種隧道無中導洞支護結構，其初支由先行洞初支、后行洞初支及中部現澆異形中隔墻組成，為確保施工期間初支系統穩定性，異形中隔墻結構采用現澆施工，后做洞室初支型鋼支承于異形中隔墻，通過預埋的支座系統固定，左右洞室根據常規山嶺隧道開挖工藝先后形成二襯結構。本發明支護方法的特點在于，在無中導洞開挖的同時，改進異形中隔墻做法，提高異形中隔墻橫向剛度和穩定性。本發明支護方法在受力機理上更加可靠合理，尤為適用于大斷面、不良地質環境的連拱隧道建設。

技術領域

本發明涉及山嶺隧道設計中的開挖及支護方法，具體的講是一種隧道無中導洞支護結構及其施工方法。

背景技術

在隧道工程設計領域，連拱隧道由于其接線難度低、占地較少、對環境影響小，且能滿足上、下行線分離等優勢而被廣泛采用。連拱隧道通常斷面和跨度較大，結構復雜。目前常用的連拱隧道按有無中導洞劃分，主要存在兩種。

有中導洞施工方法存在施工工序多、施工難度大、施工效率低的難題。且多次開挖爆破對圍巖擾動相對較多，中導洞中墻處防排水問題突出。少數無中導洞的施工方法在隧道斷面較大、地質情況復雜時存在中墻剛度及穩定性不足，先行洞、后行洞依次開挖可能引起中墻偏壓而造成開裂或變形等問題。一種解決大斷面、復雜地質條件下的開挖及支護方法亟待提出。

經專利和文獻檢索，對于此類工程目前常采用無中導洞或隱式中墻的施工方法，專利公布開號分別為：CN106761836A、CN204152527U和CN108266191A。對比文件中有中導洞或隱式中墻的技術，其中墻采用鋼架形式，剛度薄弱，施工條件嚴苛。

發明內容

本發明的目的是提供一種隧道無中導洞支護結構，能夠在保證受力及安全的前提下，簡化施工工序，降低施工難度，提升施工效率。相比于有中導洞施工的初支形式，本發明在簡化施工步驟的同時，克服了連拱隧道中墻防排水的施工質量，中墻、拱部、側墻絕對沉降及相對不均勻沉降等難題。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種隧道無中導洞支護結構，包括先行洞、后行洞，先行洞設初支型鋼拱架，其特征在于在先行洞初支型鋼拱架內側靠后行洞一側設置現澆異形中隔墻，異形中隔墻內埋設有預埋支座系統，后行洞初支型鋼拱架支承于異形中隔墻，并通過預埋支座系統固定。

進一步地，所述異形中隔墻的輪廓線由四部分組成：分別為依次連接的第一異形區域輪廓線、第二異形區域輪廓線、第三異形區域輪廓線和第四異形區域輪廓線，其中第一異形區域輪廓線為隧道外輪廓線；第二異形區域輪廓線為半徑為R1的第一弧線，且該第一弧線相切于隧道預留變形外輪廓線，其中隧道預留變形外輪廓線相對于隧道外輪廓線外放50～100mm；第三異形區域輪廓線為長度為s的水平直線；第四異形區域輪廓線為半徑為R2的第二弧線，第二弧線相切于隧道預留變形外輪廓線，且交于第三異形區域輪廓線。

進一步地，根據后行洞初支型型鋼拱架位置，預埋支座系統設置于第二異形區域輪廓線上，預埋支座系統包括型鋼預留接頭，型鋼預留接頭由錨墊板與鋼模板焊接而成，錨墊板內預留有錨栓，錨墊板底部與先行洞初支型鋼拱架焊接，預埋支座系統通過螺栓錨固在異形中隔墻中，后行洞型鋼拱架的端部與錨墊板上部焊接，錨栓錨固長度不小于1m。預埋支座系統通過螺栓錨固在異形中隔墻中，為后行洞型鋼拱架的搭設提供可靠支座。

現澆異形中隔墻配筋區域須滿足：0.25m≤t_h≤1.2m，t_v≤0.25m；

t_h——第二異形區域輪廓線距隧道邊線的側向水平距離；

t_v——第四異形區域輪廓線距異形區域輪廓線1的底部豎向距離。

本發明的另一目的在于提供一種隧道無中導洞支護結構的施工方法，能夠在保證受力及安全的前提下，簡化施工工序，降低施工難度，提升施工效率。