[发明专利]预制装配式隧道衬砌PC结构及组装装置和施工方法

说明书

本申请公开了预制装配式隧道衬砌PC结构及组装装置和施工方法，所述预制装配式隧道衬砌PC结构，包括边墙挡体块，第一圆弧支撑块、第二圆弧支撑块以及中心圆弧顶块，所述边墙挡体块有两块，且两块边墙挡体块分别设置在隧洞的两侧端边处，所述第二圆弧支撑块有两块，所述第一圆弧支撑块有两块，所述中心圆弧顶块有一块，所述中心圆弧顶块位于隧洞的顶部，两块第一圆弧支撑块分别位于中心圆弧顶块的两端，所述第二圆弧支撑块位于边墙挡体块与第一圆弧支撑块之间。

技术领域

本发明涉及隧道施工领域，尤其涉及一种预制装配式隧道衬砌PC结构及组装装置和施工方法。

背景技术

目前大部分交通、水利、天然气管道、综合管线工程在遇到山体时多采用以隧道的形式进行通过，对于穿越山体或硬质地层，通常用钻爆或者机械掘进的的方式进行开挖，开挖出的隧洞(亦称毛洞)形状与最终拟建造的隧洞(隧洞内建设完支护结构后即为隧道)形状相似但洞径稍偏大，为保证刚开挖出隧洞周边围岩的稳定不致失稳变形或坍塌，会及时施作支护衬砌结构即迅速喷射混凝土封闭隧洞岩壁，然后在隧洞的内壁处打设锚杆铺挂钢筋网，支设模板后再浇筑混凝土，待混凝土具有一定强度后再拆除模板，接着开展下一循环的开挖与支护衬砌，直至完成整条隧道施工。因为是现场喷射和整体浇筑混凝土，工序较多，易留质量隐患；隧道拱顶现浇混凝土不易密实且操作相对困难，待具备一定强度耗时较长，强度形成前不利于隧道整体稳定；现场作业空间小，多工种交叉作业，施工安全难度大；喷射振捣扬尘、噪声较大，不节能环保亦不利于职业健康。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种预制装配式隧道衬砌PC结构及组装装置和施工方法。

本发明采取的技术方案如下：

一种预制装配式隧道衬砌PC结构，包括边墙挡体块，第一圆弧支撑块、第二圆弧支撑块以及中心圆弧顶块，所述边墙挡体块有两块，且两块边墙挡体块分别设置在隧洞的两侧端边处，所述第二圆弧支撑块有两块，所述第一圆弧支撑块有两块，所述中心圆弧顶块有一块，所述中心圆弧顶块位于隧洞的顶部，两块第一圆弧支撑块分别位于中心圆弧顶块的两端，所述第二圆弧支撑块位于边墙挡体块与第一圆弧支撑块之间。

需要说明的是，本文中PC结构施作速度快，整体具备强度耗时短，适用于围岩整体稳定性偏弱，急需采取支护加固措施保持隧道结构稳定的隧道，更适用于岩硬隧洞，比如是岩石山体内挖出来的隧洞，这种隧洞自身具有一定的支撑强度，隧洞自身不易发生塌陷，在隧洞内搭建此PC结构，主要目的是为了防止隧洞自身的小颗粒岩石掉落，从而对隧洞内的后续作业或行车安全造成影响，所以在隧洞内搭建此PC结构，利用此结构对岩石造成一定的阻挡作用，避免岩石掉落进隧洞内。

本种遂洞结构中，通过在隧洞内搭建此结构，仅仅只有两侧的边墙挡体块需要混凝土现场浇筑施工外，其余的第一圆弧支撑块、第二圆弧支撑块以及圆弧中心顶块都只需要在预制车间预制完成，第一圆弧支撑块、第二圆弧支撑块以及圆弧中心顶块浇筑完成之后，而后再通过拼接的方式将第二圆弧支撑块、第一圆弧支撑块、圆弧中心顶块以及边墙挡体块搭接成一个完整的整体结构。

本种PC结构中，通过采用在隧洞内的两侧端边处建设边墙挡体块，边墙挡体块嵌入岩体内，在建设边墙挡体块时需要进行钢筋切割焊接作业，并且需要进行支模，支模完成之后进行混凝土浇筑，混凝土浇筑完成之后即完成了边墙挡体块的搭建。

综上所述，本结构中采用了预制件装配搭建，大幅减少了隧洞内焊接、支模以及现场浇筑作业量，整个过程更加方便快捷。

可选的，所述中心圆弧顶块与第一圆弧支撑块贴紧配合在一起，所述第二圆弧支撑块与第一圆弧支撑块贴紧配合在一起，所述第二圆弧支撑块与所述边墙挡体块插接配合在一起。

可选的，两块第一圆弧支撑块的形状以及大小相同，两块第二圆弧支撑块的形状以及大小相同，第一圆弧支撑块与第二圆弧支撑块上均设置有可以相互卡合的卡合口，中心圆弧顶块与第一圆弧支撑块上设置有可以相互卡合的卡合口，边墙挡体块上设置有凸起，第二圆弧支撑块上设置有与凸起相配合的内凹。