[发明专利]以装配式UHPC结构为底模的隧道二次衬砌及其施工方法

说明书

本发明涉及一种以装配式UHPC结构为底模的隧道二次衬砌，包括分别拼装在隧道坑道左侧墙节段、右侧墙节段和拱顶节段的UHPC肋板梁节段，整体形成装配式UHPC结构，作为隧道二次衬砌的底模，该底模与二次衬砌外侧钢筋网浇筑为一体。充分发挥UHPC的超高抗压强度、高抗裂性、抗渗性和抗冻融，以及高耐久性的性能，预制节段构件的尺寸精度和质量可以得到保证；洞内采用机械化拼装可缩短工期和改善劳动条件；拼装成环后可作为浇筑混凝土的免拆除模板，并承受灌浆和现浇混凝土的自重，减少内腔钢筋骨架绑扎工作量，节省大量的支撑材料和劳力。同时本发明结构简单，设计合理，施工方便，可广泛应用于隧道结构中，提高施工效率和使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种以装配式UHPC结构为底模的隧道二次衬砌及其施工方法。

背景技术

隧道是我国交通基础设施非常重要的组成部分，现有隧道存在施工作业条件恶劣、施工工序繁多、施工质量难以保证，尤其是隧道二次衬砌内侧存在冻害、渗漏水、衬砌裂损、钢筋外露等病害，提高了运行维护成本，降低了使用寿命。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种以装配式UHPC结构为底模的隧道二次衬砌及其施工方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种以装配式UHPC结构为底模的隧道二次衬砌，包括分别拼装在隧道坑道左侧墙节段、右侧墙节段和拱顶节段的UHPC肋板梁节段，整体形成装配式UHPC结构，作为隧道二次衬砌的底模，该底模内部与二次衬砌外侧钢筋网浇筑为一体。

优选的，左侧墙节段与右侧墙节段的UHPC肋板梁节段分别拼装至仰拱左右两端，仰拱为预制或现浇的钢筋混凝土结构。

优选的，拱顶节段的UHPC肋板梁节段悬挂拼装至左侧墙节段和右侧墙节段的UHPC肋板梁节段牛腿上，形成沿隧道纵向方向一环接一环的装配式UHPC结构。

优选的，左侧墙节段、右侧墙节段的UHPC肋板梁节段和仰拱的拼接处需用锚杆进行连接，相邻UHPC肋板梁节段的拼接处需用锚杆进行连接，所有拼接处设防水密封垫。

优选的，UHPC肋板梁节段均包括纵向弧线与隧道的内轮廓一致的底板，底板沿其弧线轨迹固设有若干道肋板与若干道横隔板，底板、肋板和横隔板内部均配置钢筋骨架，且肋板和横隔板均位于底模的内部。

优选的，肋板底部均设置有若干个圆孔，用于对穿钢筋条；二次衬砌外侧钢筋网与底模内部浇筑有普通混凝土层。

优选的，底模的侧部设有灌浆工作孔洞。

一种以装配式UHPC结构为底模的隧道二次衬砌的施工方法，按以下步骤进行：（1）根据实际现场情况以及工艺要求，将隧道支护结构横断面分成四部分，包括左侧墙节段、右侧墙节段、拱顶节段和仰拱；（2）全断面开挖后，现浇施工或者预制吊装仰拱；（3）绑扎UHPC肋板梁节段的底板、肋板和横隔板的钢筋骨架，浇筑UHPC肋板梁节段的混凝土；（4）绑扎隧道二次衬砌外侧钢筋网；（5）待UHPC肋板梁节段养护达到强度后，运进隧道坑道内，用机械进行拼装；（6）左侧墙节段和右侧墙节段分别拼装至仰拱左右两端；（7）拱顶节段悬挂拼装至左侧墙节段和右侧墙节段的牛腿上形成沿隧道纵向方向一环接一环的装配式UHPC结构；（8）左侧墙节段、右侧墙节段、拱顶节段和仰拱的拼接处需用锚杆进行连接，拼接处需设防水密封垫；（9）以装配式UHPC结构作为底模，现浇普通混凝土形成隧道二次衬砌，完成施工制作。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：充分发挥UHPC的超高抗压强度、高抗裂性、抗渗性和抗冻融，以及高耐久性的性能，预制节段构件的尺寸精度和质量可以得到保证；洞内采用机械化拼装可缩短工期和改善劳动条件；拼装成环后可作为浇筑混凝土的免拆除模板，并承受灌浆和现浇混凝土的自重，减少内腔钢筋骨架绑扎工作量，节省大量的支撑材料和劳力。同时本发明结构简单，设计合理，施工方便，可广泛应用于隧道结构中，提高施工效率和使用寿命。