[发明专利]浅埋隧道基坑围护段拱形棚式组合明洞结构及施工方法

说明书

本发明公开了一种浅埋隧道基坑围护段拱形棚式组合明洞结构及施工方法，属于隧道结构领域。该结构在隧道两侧的设计边界处分别打设有一排钻孔灌注桩作为明洞边墙；每排钻孔灌注桩位于明洞内的桩壁上采用喷射混凝土抹平，形成隧道壁；两排钻孔灌注桩之间的隧道基坑底部施作有与钻孔灌注桩连成一体的仰拱，仰拱上方回填有土石层；每排钻孔灌注桩顶部通过钢筋砼冠梁连接，两排钻孔灌注桩的钢筋砼冠梁之间连接有若干条钢筋砼横撑；明洞上方的钢筋砼横撑上架设有拱形顶棚，形成拱形棚式组合明洞结构。本发明相比在保证安全的前提下，还可使隧道内空间增大，视野开阔，对通风照明均有所裨益，更经济耐用，兼顾了实用性和美观性。

技术领域

本发明属于隧道结构领域，具体涉及一种浅埋隧道基坑围护段拱形棚式组合明洞结构及施工方法。

背景技术

当隧道埋深较浅，上覆岩土体较薄，难于采用暗挖法施工时，则应采用明挖法来开挖隧道。采用明挖法修建的隧道结构，称为明洞。多见于山区铁路、公路隧道的出入口段，或平原地区城市的地铁区间隧道，以及道路隧道和越江隧道的出入口段。明洞施工方法的选择应根据地形、地质条件和结构形式等因素确定。洞顶一般采用回填土石的形式，洞顶在条件允许的条件下还应进行洞顶复绿，回填的土石层是一层保护层，能起到阻水、防落石等作用，常规的明洞结构如图1所示。

而当受地形地质条件限制难以修建拱式明洞时，边坡有小量坍落掉块和侧压力较小时，可以采用棚式明洞。棚式明洞由顶盖和内、外边墙组成，顶盖通常为梁式结构。目前部分地下明洞结构采用玻璃透明拱形顶棚，一来不遮阳，二来遭遇异物坠落不安全。此种结构材料显然不适用于隧道明洞结构顶。另外，目前隧道壁传统的建筑材料大多采用瓷砖和涂料，给交通安全带来很大隐患，给后期维护带来很多不便，有待于进一步改进。

而且，现有技术中地下明洞的施工工序较多，监测工作不到位的问题。具体来说，围护结构体系容易发生转动失稳，围护结构发生倾覆、隆起和整体滑动失稳均集中在基坑底部，理论上分析其转动点位于底部。因此，整个围护结构的底部支撑上缘是量测的关键点，而非地面冠梁处。而现场一般以地面冠梁处的监测结果来指导施工，故从理论上讲监测工作不到位。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种浅埋隧道基坑围护段拱形棚式组合明洞结构。

本发明所采用的具体技术方案如下：

浅埋隧道基坑围护段拱形棚式组合明洞结构，其具体如下：在隧道两侧的设计边界处分别打设有一排钻孔灌注桩作为明洞边墙；每排钻孔灌注桩位于明洞内的桩壁上采用喷射混凝土抹平，形成隧道壁；两排钻孔灌注桩之间的隧道基坑底部施作有仰拱，且仰拱与钻孔灌注桩连成一体，仰拱上方回填有土石层；每排钻孔灌注桩顶部通过钢筋砼冠梁连接，两排钻孔灌注桩的钢筋砼冠梁之间连接有若干条钢筋砼横撑；明洞上方的钢筋砼横撑上架设有拱形顶棚，形成拱形棚式组合明洞结构。

本发明采用钻孔灌注桩作为明洞边墙，在钻孔灌注桩壁上喷射混凝土抹平，不会出现衬砌背后存在一定规模的空洞或空洞回填不密实等问题。而且本发明为增强隧道明洞结构的整体协调性和美观，在浅埋隧道基坑冠梁处钢筋砼支撑(梁式结构)上方加盖一个拱式棚，即为拱式明洞和棚式明洞上部结构的组合，犹如建筑结构中部分门窗结构采用的上半圆和下矩形组合形式。相比一般浇筑上部衬砌砼结构形成整体式衬砌的修建结构，还可使隧道内空间增大，视野开阔，对通风照明均有所裨益。更经济耐用，实现内实外美。

作为优选，考虑到前述玻璃顶棚的缺陷，再结合浅埋隧道的基本功能，所述的拱形顶采用铝板或镀锌板材质，可起到遮光、防水、能承受一般的落石等作用。

作为优选，所述的隧道壁表面涂覆有银圭液体陶瓷材料作为面层。隧道壁用银圭液体陶瓷材料替代瓷砖可以解决瓷砖易脱落、易碎、难清洗等弊端，可有效解决隧道结露、渗漏、泛碱、冻融、开裂、风化等问题，特别是银圭的耐高温(1200℃)可以抗火灾。银圭液体陶瓷材料的超自洁功能解决了隧道内壁结构表面污染物清理的难题，是瓷砖、防火涂料和装饰面板的可替代材料。