[實用新型]富水砂層FRP夾層拱-鋼管混凝土柱暗挖主體結構

有效

• 申請號: 202120640000.3
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN214741356U
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 徐福旺;趙洋
• 申請（專利權）人: 中交隧道工程局有限公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21D11/14;E21D11/18
• 代理公司: 黑龍江立超同創知識產權代理有限責任公司 23217
• 代理人: 楊立超

本實用新型提供了一種適用于富水砂層FRP夾層拱?鋼管混凝土柱暗挖主體結構，屬于暗挖主體領域。為了解決現有暗挖主體利用鋼筋混凝土外部結構不適用富水砂層地質，主體耐腐蝕性能較低，使用壽命相對較短的問題。本實用新型包括開挖成型的暗挖主體結構，頂部為第一拱段、第二拱段和第三拱段依次連接，拱部側段下端與仰拱連接，第一鋼管混凝土柱和第二鋼管混凝土沿暗挖主體結構縱向長度方向依次布設，第二拱段、拱部側段和仰拱上均設置有二次襯砌結構，第一拱段和第三拱段為FRP夾層拱。本實用新型設置FRP夾層拱和鋼管混凝土柱，具有良好的抗腐蝕和抗疲勞性，可以在酸、堿、氯鹽和潮濕的環境中長期使用，尤其適用于富水砂層，延長暗挖主體使用壽命。

技術領域

本實用新型涉及地鐵暗挖主體結構，具體而言，涉及富水砂層FRP夾層拱-鋼管混凝土柱暗挖主體結構。

背景技術

富水砂層砂粒含量達30％以上，孔隙比大，含水量大，具有流動性大、承載力小、自穩性差等特點。富水砂層沉降的原因主要存在于兩個方面：一是孔隙水壓力降低產生的沉降，二是因開挖產生的土體位移?？紫端畨毫档蛯е碌墓探Y降沉，一般土層是由土顆粒、孔隙水、氣體組成的三相體系，而富水砂層中氣體含量較少，主要是由土顆粒和孔隙水組成。外載荷作用在土體上，一部分由孔隙水承擔，即為孔隙水壓力；另一部分則由土骨架承擔，即為有效應力，對引起壓縮和產生強度有效。在隧道開挖過程中，因為地面井點降水、地下排水等使地下水流失，地下水位降低。隨著孔隙水壓力降低，作用在上部的載荷則轉移到土粒骨架上，顆粒重新排列、顆粒間距離縮短和骨架體發生錯動，因此產生土體壓縮、固結而引起地表沉降。

FRP又稱纖維增強復合塑料，FRP復合材料是由纖維材料與基體材料按一定的比例混合后形成的高性能型材料。一般FRP具有質輕而硬，不導電，機械強度高，回收利用少，耐腐蝕等特性。隨著社會科學技術的進步，土木工程結構學科的發展，在很大程度上得益于性質優異的新材料、新技術的應用和發展，而FRP以其優異的力學性能及適應現代工程結構向大跨、高聳、重載、輕質發展的需求，正被越來越廣泛地應用于橋梁工程、各類民用建筑、海洋工程、地下工程中，受到結構工程界廣泛關注。

由于城市建設的不斷發展，地鐵逐漸成為常用交通工具，在地鐵建設過程中遇到的地質情況也更為復雜，現有的暗挖主體結構主要利用鋼筋混凝土的外部結構應對巖質地層，而對于富水砂層地質這種環境狀況的主體結構較少，無法承受因長年累月導致的土體壓縮、固結而引起地表沉降問題，且鋼筋混凝土結構質量加大，耐腐蝕性能較低，使用壽命相對較短。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是：

為了解決現有暗挖主體結構不適用于富水砂層地質，無法承受因長年累月導致的土體壓縮、固結而引起地表沉降，鋼筋混凝土結構質量加大，建設時較為耗費人力和物力，耐腐蝕性能較低，使用壽命相對較短的問題。

本實用新型為解決上述技術問題所采用的技術方案：

本實用新型提供了一種富水砂層FRP夾層拱-鋼管混凝土柱暗挖主體結構，包括開挖成型的暗挖主體結構，所述暗挖主體結構包括第一拱段、第二拱段、第三拱段、拱部側段、仰拱和兩組鋼管混凝土柱，所述暗挖主體結構的頂部為第一拱段、第二拱段和第三拱段依次連接，所述拱部側段的上端分別與第一拱段和第三拱段連接，構成暗挖主體結構的側壁，下端與仰拱連接，所述鋼管混凝土柱包括第一鋼管混凝土柱和第二鋼管混凝土柱，所述第一鋼管混凝土柱和第二鋼管混凝土柱沿暗挖主體結構縱向長度方向依次布設，所述暗挖主體結構頂部設置有第一頂縱梁和第二頂縱梁，所述仰拱位于暗挖主體結構的底部，所述仰拱上設置有第一底縱梁和第二底縱梁，所述第一頂縱梁和第一底縱梁之間設置有第一鋼管混凝土柱，所述第二頂縱梁和第二底縱梁之間設置有第二鋼管混凝土柱，所述第二拱段、拱部側段和仰拱上均設置有二次襯砌結構，所述第一拱段和第三拱段為FRP夾層拱；