[发明专利]一种用于铁路隧道通风竖井的承插式支护结构及施工方法

说明书

本发明公开了一种用于铁路隧道通风竖井的承插式支护结构及施工方法。目前通风竖井采用“边挖边支”的施工方式，操作复杂，施工质量得不到保证。本发明包括设置于竖井底部的钢筋混凝土底座，其上设置有波纹管护筒，波纹管护筒由多个节段通过承插方式拼接为一体，波纹管护筒与井壁之间浇筑自密实混凝土；底座预埋有定位钢筋及接茬钢筋。本发明竖井施工过程中，无需采用“边挖边支”的施工方式，加快竖井的施工效率，保证竖井的支护质量，保障施工人员的生命财产安全。

技术领域

本发明属于铁路隧道施工技术领域，具体涉及一种用于铁路隧道通风竖井的承插式支护结构及施工方法。

背景技术

在特长隧道建设和运营过程中，需要从地表垂直向下开挖竖井，以满足建设期及运营期隧道通风的功能；目前铁路隧道通风竖井施工多为顺做法，采用人工或机械自上而下“边挖边支”的施工方式；在传统的竖井设计中，竖井初期支护一般采用锚喷网和钢拱架的刚性支护，二衬采用防水钢筋混凝土衬砌。铁路隧道中用于施工期或运营期通风的竖井直径一般较小，施工空间相对较小，无法使用大型机械或者多人同时施工作业，采用“边挖边支”的施工方式，导致竖井施工步序多，操作复杂，施工效率低下，施工质量得不到保证，大大增加了竖井施工的安全隐患，且传统的支护方式成本较高。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种用于铁路隧道通风竖井的承插式支护结构及施工方法，解决现有竖井支护技术中存在的施工难度大、成本高、进度慢、风险高等问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种用于铁路隧道通风竖井的承插式支护结构，包括钢筋混凝土底座，所述钢筋混凝土底座设置于铁路隧道通风竖井底部；所述钢筋混凝土底座上设置有波纹管护筒，波纹管护筒由多个节段通过承插方式拼接为一体，所述波纹管护筒与竖井井壁之间浇筑自密实混凝土；

所述波纹管护筒自下向上由多个B组波纹管护筒和A组波纹管护筒间隔承插拼接组成，连接处采用高强度螺栓固定；

所述B组波纹管护筒包括B1形波纹管、B2形波纹管和B3形波纹管，通过高强度螺栓固定连接；B2形波纹管设置于B1形波纹管和B3形波纹管之间，三者承插式连接，共同组成两端内径小中间内径大的B组波纹管护筒；

所述A组波纹管护筒包括A1形波纹管、A2形波纹管和A3形波纹管，通过高强度螺栓固定连接；A2形波纹管设置于A1形波纹管和A3形波纹管之间，三者承插式连接，共同组成两端内径大中间内径小的A组波纹管护筒；

优化地，所述钢筋混凝土底座预埋有若干竖向的定位钢筋，所述定位钢筋自由端与波纹管护筒内壁焊接；

优化地，所述钢筋混凝土底座上预埋有若干竖向的的接茬钢筋，位于定位钢筋外侧，波纹管护筒与竖井井壁之间浇筑自密实混凝土后，底部与接茬钢筋自由端紧密连接。

一种用于铁路隧道通风竖井的承插式支护结构的施工方法，包括如下步骤：

步骤一：在预定位置反井法开挖或正向开挖竖井，直至开挖至设计深度为止；

步骤二：竖井开挖完成后，在竖井底部浇筑钢筋混凝土底座，并沿钢筋混凝土底座周边预埋若干接茬钢筋及定位钢筋；

步骤三：按照技术要求分别预制一定数量的B组波纹管护筒和A组波纹管护筒；

步骤四：波纹管护筒施工采用立式吊装方式，首先根据预埋的定位钢筋，确定最底部波纹管护筒的位置，并将定位钢筋与最底部的波纹管护筒内壁焊接，将步骤三制成的B组波纹管护筒和A组波纹管护筒依次承插拼接，B组波纹管护筒在下，A组波纹管护筒在上，并用高强度螺栓固定连接，直至竖井顶部；

步骤五：竖井井壁与波纹管护筒之间分层浇筑自密实混凝土，施工过程中，应保证自密实混凝土填充密实，并与接茬钢筋紧密连接，直至形成完整的竖井永久支护结构；