[发明专利]通透肋式拱梁隧道

说明书

技术领域

本发明涉及隧道工程领域，更具体涉及一种通透肋式拱梁隧道结构形式，适用于山区道路傍山隧道的修建。

背景技术

中国山脉纵横，地形地势陡峻险要，地质条件复杂。在中国山区交通工程建设项目快速推进的过程中，沿河谷、山谷修建的傍山道路占有相当的比重。傍山地段以往多采用深挖路堑方案，由于受到山区陡峭地形条件的限制，该方案往往需要大范围开挖山体边坡，不仅对周围植被造成严重破坏，同时也带来了高切坡稳定性问题，其支护和后期维护费用较高。目前，浅埋傍山隧道(隧址区地表倾斜，隧道傍山开挖形成洞室，埋深较浅，基本为半明半暗洞室结构)逐渐取代传统的深挖路堑方案，以减少对山体植被的破坏，避免高切坡的安全隐患。由于浅埋傍山隧道覆盖层较薄、围岩类别较低，开挖后影响范围波及到地表且不能形成“自然拱”，洞身承受显著不对称荷载。因此，设计上需要在山坡外侧设置高大的护拱结构，并进行洞顶回填后暗挖，以平衡山体的偏压力；另外，为了保证护拱结构的稳定，需要设置挡土墙基础，在地表倾斜的山坡地段，挡土墙尤为宽大而厚重，且对坡面植被造成了一定程度的破坏。由此可见，浅埋傍山隧道存在工程造价高，施工难度大，对环境同样具有一定破坏性的缺点。

通透肋式拱梁隧道是基于对浅埋傍山隧道受力特点的系统分析基础上提出的一种新型隧道结构型式，在充分认识拱顶山坡围岩松弛压力是隧道结构偏压应力的主要来源，采用管棚注浆对拱顶山坡进行支护，减小坡体变形，有效降低隧道结构荷载；隧道外侧采用通透的肋式拱梁结构取代传统的封闭式护拱结构，并用抗滑桩取代高大的挡土墙，整体衬砌后形成封闭的承力体系。通透肋式拱梁隧道最大限度地减小了对山体植被的破坏，能很好地适应山区地形，整体结构简洁轻盈，无需通风和采光系统，行车视觉效果好，与山区景观协调。

因此，通透肋式拱梁隧道结构很好地实现了工程安全、环保和景观协调的统一，具有非常广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种通透肋式拱梁隧道，该结构根据浅埋傍山隧道的受力特点而设计，能很好地适应山坡地形，最大程度地减少了对周围植被的破坏；整体结构简洁轻盈，改变了传统隧道的封闭性，行车视觉效果好，无需通风和采光系统，与山区景观协调统一，可推广应用于山区傍山道路的建设工程中。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术措施：

一种通透肋式拱梁隧道，它包括拱顶管棚，内侧拱圈二次衬砌，拱顶地梁，防落石挡块，肋式拱梁，防撞墙，抗滑桩，其特征在于：肋式拱梁为长方形截面的弧形钢筋混凝土拱梁，相邻肋式拱梁的中心间距为4.0～6.5m，各片肋式拱梁顶端与拱顶地梁相连，底端与防撞墙相连，内侧拱圈二次衬砌顶端与拱顶地梁相连，底端与仰拱相连，防撞墙通过桩基承台与抗滑桩相连，拱顶地梁和防撞墙均为长方形截面的条形钢筋混凝土结构，沿线路纵向通长布置，隧道中内侧拱圈二次衬砌、拱顶地梁、肋式拱梁和防撞墙依次连接、统一浇筑的整体结构，抗滑桩为正方形截面的钢筋混凝土结构，抗滑桩中心线与肋式拱梁中心线位于同一条轴线上，拱顶管棚以向下倾斜0～25°的角度钻入，钻孔轴线与线路走向正交。

通透肋式拱梁隧道是一种全新的隧道结构型式，该结构体系利用管棚注浆进行拱顶山坡的支护，并采用抗滑桩支撑外侧拱脚，以减小坡体变形，降低隧道结构荷载，同时有效地减小了对山坡植被的破坏面；采用隧道内侧衬砌结构与外侧肋式拱梁异型结构及抗滑桩形成封闭的承力体系，以平衡隧道围岩的偏压应力，保证隧道结构的长期稳定性；肋式拱梁的通透式设计，极大地改善了隧道内的通风、采光和行车视觉效果。通透肋式拱梁隧道结构凸显了工程安全、环保与景观协调的理念。

通透肋式拱梁隧道结构由拱顶管棚、初期衬砌、支护锚杆、内侧拱圈二次衬砌、拱顶地梁、防落石挡块、肋式拱梁、防撞墙、桩基承台、抗滑桩、仰拱等部分组成。

拱顶管棚采用预钻孔埋设的热扎无缝钢管，外径108～138mm，壁厚6～8mm，埋入深度为15～20m，管壁四周设2排直径20mm的注浆孔，钢管内设置钢筋笼，钢筋笼由4根直径20mm的钢筋组成，并焊接在外径42mm壁厚4mm的无缝钢管上；钢管内为高压注入水泥砂浆(压力为1-2Mpa)，水泥砂浆通过注浆孔充填钢管与岩层之间的缝隙及围岩内部裂隙，共同起到加固拱顶边坡岩层的作用。