[发明专利]一种适用于黄土公路隧道的仰拱预制拼装结构及施工方法

说明书

本发明涉及一种适用于黄土公路隧道的仰拱预制拼装结构及施工方法，所述仰拱预制拼装结构包括预制仰拱单元，所述预制仰拱单元顶部穿设有预应力筋，底部设置有用于与注浆钢管桩连接的预埋钢板，所述预制仰拱单元包括拼装连接的多个预制块，最外侧的两个预制块在外端延伸形成拱脚部；所述施工方法包括开挖黄土隧道，进行仰拱预制拼装结构的拼装施工，安装预应力筋，张拉并固定预应力筋，浇筑仰拱填充层，铺设塑性混凝土缓冲层。与现有技术相比，本发明具有能够有效减小拱脚相对于仰拱中部的不均匀沉降等优点。

技术领域

本发明属于黄土公路隧道技术领域，涉及一种预制仰拱结构，尤其是涉及一种适用于黄土公路隧道的仰拱预制拼装结构及施工方法。

背景技术

隧道穿越黄土等软弱围岩地区时，常常发生拱脚沉降及仰拱底鼓，导致路面纵向开裂甚至错台等现象，严重危害了隧道运营期的行车安全。针对隧道不均匀沉降而引起的路面纵向开裂问题，现有的加固技术手段是“采用预应力预制仰拱结构”。

专利申请CN110617081A公开一种公路隧道装配式预制仰拱结构，将法兰盘焊接在连接构件的端部，加劲肋板焊接在连接构件与法兰盘上，连接套管将两个连接构件端部连接，连接螺栓将法兰盘固定在预制构件A与预制构件B的端部和侧面，防裂钢筋网设置在连接构件与连接套管的上下部，现浇混凝土设置在连接构件、连接套管与防裂钢筋网上，预埋连接钢筋设置在预制构件B上，吊装孔兼注浆孔设置在预制构件A与预制构件B上，预埋连接钢筋将预制构件B与二次衬砌之间相连接。预制构件A和预制构件B可通过钢管混凝土连接构件快速连接，仰拱结构可及时发挥承载能力，有利于隧道洞身的稳定，提高了作业效率及作业人员的安全。

专利申请202110622595.4公开一种软弱围岩地段拼装式隧道仰拱施工方法，该方法包括：一、预制仰拱结构拼装施工：二、安装预应力筋：三、张拉并固定预应力筋。在所述预制仰拱单元的顶部和底部均穿设预应力筋，通过预应力筋进行预应力张拉以抵消顶面所受的拉应力，能有效地控制因隧道仰拱拱脚相对中部不均匀沉降而产生的纵向开裂等病害。

专利申请202011354349.7公开一种可以快速拼装的隧道仰拱结构。其中，第二仰拱预制件与两个第一仰拱预制件可拆卸连接；第一仰拱预制件顶部设有第一安装槽，第二仰拱预制件顶部设有两个第二安装槽：第一预制填充构件包括一体成型的第一支撑板、第一和第二承重板：第一和第二承重板垂直于第一支撑板底面：两个第二承重板与第一安装槽对应的可拆卸插接，两个第一承重板与第二安装槽对应的可拆卸插接；第二预制填充构件包括一体成型的第二支撑板和两个第三承重板，第三承重板垂直于第二支撑板底面：两个第三承重板与第二安装槽对应的可拆卸插接。

专利申请CN112593975A公开一种仰拱结构及其施工方法和隧道支护结构，包括：若干个预制组件，所述若干个预制组件在所述隧道的延伸方向间隔排列，并且在所述延伸方向上的相邻的两个预制组件拼接，使得所述若干个预制组件在所述延伸方向上依次固定：每一个所述预制组件包括至少三个预制块，所述至少三个预制块在所述隧道的宽度方向上间隔排列且依次拼接，使得所述至少三个预制块在所述宽度方向上依次固定。

上述现有技术主要依赖于仰拱顶、底部穿设的预应力筋来增加仰拱结构强度，仅对仰拱进行了加强，而拱脚处是采用现场浇筑的方式制作或者仅采用预制拱脚而没有对拱脚截面进行优化，加固效果不佳；另外，预制仰拱底部的预应力筋现场张拉施工不便。

发明内容

本发明的目的就是为了黄土公路隧道因拱脚相对于隧道路面不均匀沉降而引起的路面纵向开裂问题，而提供一种适用于黄土公路隧道的仰拱预制拼装结构及施工方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种适用于黄土公路隧道的仰拱预制拼装结构，包括预制仰拱单元，所述预制仰拱单元顶部穿设有预应力筋，底部设置有用于与注浆钢管桩连接的预埋钢板，所述预制仰拱单元包括拼装连接的多个预制块，最外侧的两个预制块在外端延伸形成拱脚部。