拱顶曲墙式隧道结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种拱顶曲墙式隧道结构，包括初期支护结构、二次衬砌结构、仰拱回填层、路面、路侧排水沟、路缘石或防撞护栏、电缆管沟和设备箱室；隧道内行车道两侧设置钢筋混凝土防撞护栏；防撞护栏以上安装直壁式装饰面板；装饰面板与衬砌拱墙结构之间为管线安装空间；两侧防撞护栏背后分别设置两侧的清水排水沟，所述两侧清水排水沟通过横向排水管与排除围岩裂隙水的纵向排水管连接；在隧道内行车道的路面两侧铺设有低于所述清水排水沟的路侧浊水排水沟。本实用新型专利技术可以解决传统的隧道存在的结构复杂不便于施工、结构不合理检修麻烦和结构复杂施工量大，以及衬砌结构断面及钢筋构造因设备箱室的存在受到削弱或切断等技术问题。

【技术实现步骤摘要】
拱顶曲墙式隧道结构
本技术属于城市交通设施，具体涉及一种隧道结构。
技术介绍
按照城市道路工程技术标准设计、采用钻爆法或浅埋暗挖法施工、具有拱顶曲墙式内轮廓断面的隧道结构，其内部空间布置方式沿袭了公路工程技术标准做法，即行车道两侧设置检修道。检修道高于行车路面，边缘立置路缘石；检修道下放置盖板，盖板以下为布设服务于隧道营运的通风、供电、照明、消防、监控等管线空间。隧道内按“清浊分离”的原则设计洞内排水系统。路侧边沟纵向引排营运清洗水、消防水和其他废水等“浊水”；围岩裂隙水等“清水”通过埋设于衬砌背后的环向(或竖向)导水盲管、纵向排水盲管(沟)，经由横向导水管，汇集至路面结构以下敷设的纵向中心水沟(管)，至洞口外集中排放。通风、供配电、消防、监控等设备箱室采用预留预埋等方式嵌入衬砌结构内。隧道内壁以瓷砖、涂料、饰面板等进行贴覆装饰，其外观轮廓与曲线拱墙相一致。现行隧道结构内部排水沟管、线缆管沟、设备箱室等内部空间布置方式在工程实施与营运管理中尚存在诸多问题难以有效解决。1)排水沟管路面结构以下设置纵向中心水沟集中引排地下水的方式，能够将经由衬砌背后环、纵、横向导水系统汇集而来的围岩裂隙水快速引排，同时能够疏泄来自隧底的地下水，从而防止路面冒水。其设计初衷如此，但实际使用中的缺点宜较明显。首先，纵向中心水沟位于行车道以下的位置，不便检修维护。纵向中心水沟极易发生堵塞，尤其在石灰岩等地质条件下，地下水含泥沙较多且易离析产生沉淀物。在隧道防排水设计普遍遵循“防排结合”的原则下，一旦排水通道发生堵塞则后果严重。地下水排泄不畅将导致衬砌背后水压升高，地下水或以防水层及防水混凝土的缺陷为通道向衬砌与隧道内部形成渗漏，或增大衬砌荷载，或造成路基翻浆冒泥。不论何种现象发生均将影响隧道正常营运与耐久使用。为此，对排水沟管进行经常性检查和清理，是隧道养护的必要内容。检查与清理工作通过沿中心水沟纵向间隔设置的沉砂池、检查井来实现。当检查井(铸铁)盖板与行车道路面齐平时，将承受车轮的冲击碾压，易产生振跳及噪声，降低行车舒适性或危及行车安全。为防止上述现象发生，可在检查井盖板以上覆以钢筋混凝土盖板，使钢筋混凝土盖板顶面与行车道路面齐平。当隧道内路面结构采用沥青混合料上面层与水泥混凝土下面层组成的复合式路面时，钢筋混凝土盖板与水泥混凝土下面层等厚，其上再铺设沥青混合料面层。由于检查井位于行车道中部，检查与清理作业势必占用行车道，影响或中断正常通行，对于行车安全与检修人员的安全均是不利的；检查井盖板的开合均需破除路面结构层及再修复，增加了每次检修作业的工序、时长与成本，实属不便。其次，纵向中心水沟不便于施工，主要体现在沟槽敷设对其他工序的干扰及在无仰拱时的开槽施工。隧道开挖后的隧底及仰拱回填顶面是施工期间车辆的运输通道。为避免排水管被施工机械碾压破坏，沟槽开挖后，需先以弃渣回填，待施工路面结构前将弃渣清除后再敷设管材，使施工工序趋于复杂，对于仰拱回填整体浇筑、施工期间车辆通行干扰较大。当隧道拱底设置仰拱时，横向导水管、纵向中心水沟埋设于仰拱回填层内，尚较易处理；当不设置仰拱时，敷设横向导水管、纵向中心水沟需在主体结构开挖线以外单独开槽。由于横向导水管尺寸小、间距密，纵向中心水沟沿隧道纵向呈通长深槽布设，若采用人工或机械开挖则费时长、效率低，若以爆破开槽则超欠挖现象不可避免，沟槽断面轮廓凌乱，破坏了隧道基底的完整与平顺。第三，纵向中心水沟增加工程量。除纵向中心水沟及与之相连的横向导水管开挖沟槽的工程量外，由于其纵横交错布设于路面结构层以下，对路面基层的均匀性有所破坏，尚需加强路面结构整体刚度；另因纵向中心水沟埋设深度大、位置低，由其汇集的地下水在隧道洞口外排放时，与相邻沟槽的高程接顺较为困难，当洞口外为较长路堑时，增加的接线距离与工程量更为显著。为避免路面层以下设置纵向中心水沟的缺点，工程中也有将纵向水沟分设两侧的做法。与中心水沟相比，分设侧沟尺寸小，对路面基层的破坏小，对仰拱回填施工的干扰少，故易于实施。但是，由于断面宽度有限，排除清洗水、消防水和其他废水等“浊水”与排除围岩裂隙水等“清水”的水沟均设置于路缘带宽度内，难以做到平面位置错开，在“清浊分开”的原则指导下又不宜“共沟混排”，只能竖向叠摞布置，故设置深埋侧沟方式导致了衬砌边墙基础加深或仰拱加深。而且，“浊水在上、清水在下”的断面布置状况，也使得为实现“清浊分开”、避免地下水被污染而采取的复杂的构造措施，因各种接缝或裂缝等质量问题的存在而显得脆弱，更无空间设置沉砂井或检查井以进行日常维护。2)电缆管沟随着服务需求的提高与功能的完善及隧道长度的增加，隧道通风、供电、照明、消防、监控等管线布设的空间需求不断加大，检修道下电缆沟槽断面不足的问题日益凸显。虽可通过抬升检修步道高度使得电缆沟槽断面得以向上扩展，但实际应用中空间有限，过高的步道不利于行走其上的检修人员的安全，对设备箱室的操作与消防设备的取用也十分不便，同时由于“墙效应”的存在，使得驾驶者习惯于远离较高的障碍物行车，也降低了道路断面的利用率；向下扩展断面，将增加衬砌边墙基础或仰拱深度，既不经济也不利于衬砌结构拱脚部位的受力。另由于电缆沟底面低于路侧边沟，使得电缆沟内积水难以排出。3)设备箱室设备箱室嵌入衬砌结构侧墙的方式，主要存在三方面的不足。首先，衬砌结构断面及钢筋构造因设备箱室的存在受到削弱或切断，须采取措施补强，当设备箱室尺寸需求较大时，尚需局部扩挖。岩层局部扩挖时，若采用人工或机械开挖则费时长、效率低；若采用爆破开槽时，则超欠挖现象不可避免，开挖断面轮廓难以圆顺，既不利于侧墙围岩的稳定，也不利于结构合理受力及防水质量的保障。其次，当土建结构实施与设备招标采购不能同步进行时，在主体结构内先行预留预埋的设备箱室位置、尺寸及连接管路，存在与最终的方案、设备、参数不匹配的风险，也难以适应后期可能的变更。再者，衬砌断面的曲边墙拱形断面与设备箱室的平开门组合的视觉效果显得杂乱，难以适应城市公共交通设施美观要求不断提升的现实。4)内部景观随着城市公共交通设施美观要求的不断提升，瓷砖、涂料等装饰材料逐渐为饰面板材所取代。虽然曲面及异形基面的板材装饰，在技术上已无难度，但加工及养护成本毕竟较平直面板为高。而且，在拱形侧墙上贴壁施做装饰，仅起到了装饰效果，没有发挥装饰层的遮蔽作用。路缘石、电缆沟盖板等混凝土构件、接缝外露过多，其浇筑缺陷及长期使用过程中的破损，暴露无遗。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种拱顶曲墙式隧道结构，以解决传统的隧道存在的结构复杂不便于施工、结构不合理检修麻烦和结构复杂施工量大，以及衬砌结构断面及钢筋构造因设备箱室的存在受到削弱或切断等技术问题。为了实现上述专利技术目的，本技术所采用的技术方案如下：拱顶曲墙式隧道结构，包括初期支护结构、二次衬砌结构拱墙与拱脚、二次衬砌结构仰拱、仰拱回填层、路面、路侧排水沟、路缘石或防撞护栏、纵向排水管、横向排水管、纵向排水沟、电缆管沟和设备箱室；隧道内行车道两侧设置钢筋混凝土防撞护栏；防撞护栏以上安装直壁式装饰面板；装饰面板与衬砌拱墙结构之间为管线安装空间，该空间设置有电缆管沟、设备箱室；所述设备箱室外表面与装饰面板齐平或为装饰面板所遮盖；两侧防撞护栏背后分本文档来自技高网...

【技术保护点】
拱顶曲墙式隧道结构，其特征在于，包括初期支护结构、二次衬砌结构拱墙与拱脚、二次衬砌结构仰拱、仰拱回填层、路面、路侧排水沟、路缘石或防撞护栏、纵向排水管、横向排水管、纵向排水沟、电缆管沟和设备箱室；隧道内行车道两侧设置钢筋混凝土防撞护栏；防撞护栏以上安装直壁式装饰面板；装饰面板与衬砌拱墙结构之间为管线安装空间，该空间设置有电缆管沟、设备箱室；所述设备箱室外表面与装饰面板齐平或为装饰面板所遮盖；两侧防撞护栏背后分别设置两侧的清水排水沟，所述两侧清水排水沟通过横向排水管与排除围岩裂隙水的纵向排水管连接；在隧道内行车道的路面两侧铺设有低于所述清水排水沟的路侧浊水排水沟。

【技术特征摘要】
1.拱顶曲墙式隧道结构，其特征在于，包括初期支护结构、二次衬砌结构拱墙与拱脚、二次衬砌结构仰拱、仰拱回填层、路面、路侧排水沟、路缘石或防撞护栏、纵向排水管、横向排水管、纵向排水沟、电缆管沟和设备箱室；隧道内行车道两侧设置钢筋混凝土防撞护栏；防撞护栏以上安装直壁式装饰面板；装饰面板与衬砌...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈仁东，刘明高，毕强，吴金刚，陈兵，
申请(专利权)人：北京市市政工程设计研究总院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11